Scanning Force Microscopy of Polymers

محدوده کتاب پلیمرهای مصنوعی و طبیعی یک سلسله مراتب ساختاری و مورفولوژیکی پیچیده را در مقیاس‌های طولی متعدد نشان می‌دهند [1] که عملکرد آنها را تعیین می‌کند. بنابراین، تحقیقات با هدف تجسم ساختار و مورفولوژی با استفاده از تکنیک‌های میکروسکوپی متعدد از روزهای اولیه علم و فناوری پلیمر مورد توجه قرار گرفته است. تکنیک‌های مختلف به خوبی توسعه‌یافته مانند میکروسکوپ نوری و اشکال مختلف میکروسکوپ الکترونی (میکروسکوپ الکترونی روبشی، SEM؛ میکروسکوپ الکترونی عبوری، TEM؛ میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی، ESEM) به فرد اجازه می‌دهد ساختار پلیمری را در سطوح مختلف مگنی مشاهده کند؟ . این تکنیک‌های کلاسیک، و کاربردهای آن‌ها در منابع، به خوبی در ادبیات مستند شده‌اند [2، 3]. اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) الهام بخش توسعه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و سایر اشکال میکروسکوپ مجاورتی روبشی در اواخر دهه 1980 بود [4، 5]. AFM، بر خلاف STM، می تواند برای تصویربرداری از نمونه های رسانای n مانند پلیمرها استفاده شود. علاوه بر این، تصویربرداری AFM در مایعات امکان پذیر است که چندین مزیت دارد. با استفاده از سلول های تصویربرداری مایع، نیروهای بین نمونه و پروب AFM به شدت کاهش می یابد، بنابراین از آسیب نمونه جلوگیری می شود. علاوه بر این، استفاده از آب به عنوان رسانه تصویربرداری، کاربردهای جدیدی را با هدف تصویربرداری، توصیف و تجزیه و تحلیل سیستم‌های مهم بیولوژیکی باز کرد.

Scope of the Book Synthetic and natural polymers exhibit a complex structural and morphological hierarchy on multiple length scales [1], which determines their performance. Thus, research aiming at visualizing structure and morphology using a multitude of microscopy techniques has received considerable attention since the early days of polymer science and technology. Various well-developed techniques such as optical microscopy and different forms of electron microscopy (Scanning Electron Micr- copy, SEM; Transmission Electron Microscopy, TEM; Environmental Scanning Electron Microscopy, ESEM) allow one to view polymeric structure at different levels of magni?cation. These classical techniques, and their applications to po- mers, are well documented in the literature [2, 3]. The invention of Scanning Tunneling Microscopy (STM) inspired the devel- ment of Atomic Force Microscopy (AFM) and other forms of scanning proximity microscopes in the late 1980s [4, 5]. AFM, unlike STM, can be used to image n- conducting specimens such as polymers. In addition, AFM imaging is feasible in liquids, which has several advantages. Using liquid imaging cells the forces between specimen and AFM probe are drastically reduced, thus sample damage is prevented. In addition, the use of water as imaging medium opened up new applications aiming at imaging, characterizing, and analyzing biologically important systems.