基于原子力顯微鏡及透射式掃描軟X射線顯微成像術(shù)的固液界面納米氣泡的研究.pdf

1、固液界面的研究一直是前沿科學(xué)的重要領(lǐng)域。2000年，Lou等和Ishida等首次分別利用原子力顯微鏡（AFM）獲得了不同基底表面的納米氣泡圖像，隨后，納米氣泡引起了越來越多研究人員的關(guān)注。其中，長壽命和大液相接觸角是固液界面納米氣泡最為奇特的兩個特性。
　　目前已有大量的實(shí)驗(yàn)和理論工作陸續(xù)發(fā)表，但關(guān)于納米氣泡穩(wěn)定機(jī)制的解釋仍然存在很多爭議。固液界面納米氣泡的很多特性還需要更深入地研究，例如納米氣泡本身的一些物理性質(zhì)，基底性質(zhì)對納米

2、氣泡界面行為的影響，納米氣泡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。
　　首先，關(guān)于納米氣泡的物理性質(zhì)，本論文利用AFM的PF-QNM模式對納米氣泡的硬度進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)其硬度一般為50-120 pN/nm。同時我們還測量了類氣泡狀的PDMS的硬度，初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PDMS的硬度一般為200-1200 pN/nm，比納米氣泡的大，這可以用來區(qū)分納米氣泡和PDMS。
　　其次，先前的實(shí)驗(yàn)表明，基底的浸潤性對納米氣泡的界面性質(zhì)和穩(wěn)定性影響很大。本文中

3、，我們將還原性石墨烯鋪展到不同疏水性的氮化硅、云母和高序熱解石墨三種原子級別平整的基底上，然后通過醇水替換得到了相同條件下兩種不同表面上的納米氣泡。我們利用PF-QNM模式測量了這些納米氣泡的形貌，并將不同表面上納米氣泡的接觸角與其對應(yīng)的宏觀接觸角進(jìn)行比較，結(jié)果表明，基底的疏水性越強(qiáng)，納米氣泡的液相接觸角越大。另外，為了進(jìn)一步研究基底的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對納米氣泡的影響，我們還利用電子束光刻技術(shù)制備了不同納米級周期性結(jié)構(gòu)基底，觀察納米氣泡在其表