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该论文工作共分为三个部分,主题是探索扫描力显微镜在表面力学性质研究中的应用.扫描力显微镜(SFM)的成像机制是针尖-样品之间的作用力.因此,利用SFM在微米甚至纳米的尺度上研究样品的力学性能.目前这方面的研究热点是纳米摩擦和样品的弹性和粘弹性行为.该论文工作前两部分集中在纳米摩擦学和纳米胶团弹性的定量研究.利用原子力显微镜(AFM)和摩擦力显微镜(FFM),研究人员研究了液晶分子在云母表面自组织形成的岛状单层膜的摩擦行为. 实验中发现AFM成像时针尖-样品之间摩擦力(横向力)对高度图象(即垂直方向的信号)有明显的贡献.通过单层膜的表观高度可以分离出摩擦力的贡献.这为摩擦研究提供了一种独立FFM的方法,它的结果更易于定量化,更精确.FFM研究表明这种不对称性在某些临界载荷下更为明显.研究人员从纳米摩擦的粘滞-滑移理论和能量的激发和耗散的基元过程的角度,把这种非对称行为归因于液晶分子的倾斜排列和单层膜在临界载荷下倾斜倒塌.对样品弹性的测量是AFM的另一个重要方面.在这方面定量的研究还面临许多问题,尤其是对于轻敲模式.研究人员利用轻敲模式研究了聚合物的纳米胶团的弹性.在AFM对柔软的聚合物样品的形态研究中图象的反差与样品的力学性质有关.对于较软的样品,测量的高度将是样品弹性的函数.该论文的第三部分研究了周期性均质表面的浸润现象.研究人员采用了一种新的方法来制备周期性表面花样(patterns),它不需要模板和微加工技术.带极性末端的长链烷烃衍生物在石墨表面形成的二维晶体具有极性和非极性相间的分子条纹.研究人员研究发现这种二维晶体可用来指导聚合物的浸润过程,使聚合物浸润膜具有周欺的花样.证实了平整表面的表面自由能变化可以在浸润过程中转移到浸润膜的三种微结构中.同时,研究人员在实验中观察到了周期性表面的浸润理论所预言的过渡形态.