基于原子力显微镜的石墨烯可控裁剪方法研究

石墨烯是一种新奇的纳米材料,其电学特性与几何构型密切相关,因此特定几何构型的加工技术是石墨烯基纳米器件走入实际应用的关键．然而迄今为止,还没有能够快速、低成本实现上述目标的方法．本文提出了一种基于原子力显微镜（AFM）机械切割的石墨烯裁剪方法,实现了各种石墨烯纳米结构如纳米带、三角形等的可控加工;探索了载荷与裁剪效果之间的关系,同时结合旋转基底法实现了AFM针尖效应对切割力检测影响的有效克服,在理论和实验上系统研究了晶格切割方向对纳米切割力大小的影响．本研究表明实时切割力可以作为纳米加工过程的状态反馈信息来指引纳米切割的进行,这为实现晶格精度的石墨烯可控加工奠定了理论与实验基础,由于该方法还具有与并行探针相兼容的优点,因此有望在规模化、批量化、低成本的石墨烯基纳米器件制造中发挥重要作用．     

利用原子力显微镜研究晶体缺陷

首次利用原子力显微镜研究晶体表面缺陷，给出了经腐蚀后的KTiOAsO4晶体表面铁电畴和位错蚀坑的清晰照片和定量信息。对实验结果和方法进行了讨论。指出这种实验方法具有放大倍数高，分辨率可达原子量级，可以给出物质表面结构的定量信息和立体图像等特点，并且具体探讨了利用原子力显微镜研究晶体表面缺陷的一些实验技术问题。     

原子力显微镜实验教学设计

本文结合研究生实验课程教学的特点,就如何将原子力显微镜用于实验教学进行课程内容和教学方案设计进行了阐述,并应用于实验教学,取得了较好的效果,可以为同类实验课程的开设提供有益的参考。     

超精加工分析用宽范围原子力显微镜的研究

介绍了一种用于超精加工分析用的宽范围原子力显微镜。其垂直方向和水平方向的分辨率可达ｎｍ级，测量范围可达１４０μｍ×１４０μｍ。采用了探头扫描方法和双扫描工作模式，扩大了这种测量方法的工程应用范围。给出了金刚石刀具钝圆半径与精密玻璃光栅和超精密抛光陶瓷的轮廓形貌的测量结果。     

二氧化钛制备、表面特性及光催化的研究

以纳米二氧化钛薄膜为研究对象,用两种不同的方案制备出不同的样品,用原子力显微镜分别对样品表面微观形貌的直观的三维结构信息,及样品表面在纳米尺度上表现出来的物理、化学性质,以及光催化甲基蓝等方面进行测试比较。结果表明:AFM非常适合用于研究纳米尺度上样品表面形貌的结构,水体系制备TiO_2薄膜光催化活性比用醇体系所得薄膜强。     

基因转运载体的原子力显微镜研究

通过原子力显微镜观测阳离子脂质体及其与DNA复合物的结构。将一定量的阳离子脂质体以及阳离子脂质体／DAN复合物滴加到新解理的云母片上,干燥后用原子力显微镜观测。结果表明,阳离子脂质体在云母片上形成的颗粒为球形或椭圆形,粒径分布较为均匀;阳离子脂质体／DNA复合物在云母片上的颗粒形状不规则,粒径分布不均且比空白脂质体的粒径大。通过原子力显微镜可以快速有效地观测脂质体以及脂质体／DNA复合物的粒径、表面形态等,为分析脂质体的物理化学性质与基因转运效率的关系提供了一种研究方法。     

原子力显微镜和扫描隧道显微镜兼容系统的研制

扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）由于具有原子量级的分辨率,所以在表面物理,化学,生物学领域得到了越来越广泛的应用。但是,扫描隧道显微镜只能观察导电样品,这就限制了它的应用范围。     

用原子力显微镜观察活海马区神经元三维超微结构

在液体环境中,利用原子力显微镜成功地对体外培养的大鼠海马区神经元进行了超微结构的成像研究。分别获取了活海马神经元胞体、轴突、树突以及生长锥等结构清晰的原子力显微图像,并对其三维结构进行了定量分析。为进一步利用原子力显微镜研究海马神经元打下了基础。     

原子力显微镜在癌细胞观察和研究中的应用

原子力显微镜(AFM),能够在接近生理条件下以具有原子级的分辨率对活细胞进行表面成像和超微结构观察,同时可以研究细胞的生物过程、细胞与药物之间和细胞之间的相互作用,成为细胞生物学研究的一种有效工具.近年来AFM在细胞生物学研究中的应用进展很快,许多研究成果在生物医学和临床医学方面有良好的应用前景.本文分析了原子力显微镜的成像机理、工作模式和技术要点,综述了原子力显微镜在癌细胞的研究应用现状和前景.     

亚微米级单分散聚苯乙烯微球的制备和影响因素研究

目的：考察合成条件对快速法合成的聚苯乙烯（PS）微球粒径和分散系数的影响。方法：在保持其它影响因素不变的前提下,分别改变温度、引发剂浓度、离子强度,采用无皂乳液聚合法制备PS微球。结果：通过扫描电镜（SEM）观测合成的PS微球的形貌,并据此测算微球粒径和分散系数。结论：温度是影响微球粒径的重要因素,在反应温度为55～80℃之间,以水为分散介质的无皂乳液聚合法可制备出单分散性很好的亚微米PS球;引发剂浓度增加,微球粒径先减小,后增大,当引发剂浓度过大时（≥9.93×10^-3mol·L^-1）,分散系数变大,微球粒径不均匀;微球粒径随离子强度的增加呈增大趋势,但离子强度的增大容易导致微球粒径分布变宽。     

水崩解聚苯乙烯的制备及性能

本研究通过原位聚合共混，制备了一类新型环境友好的聚苯乙烯共混材料。该共混物由吸水聚合物聚丙烯酸钠分散在苯乙烯基体中形成。得到的聚苯乙烯共混物及发泡制品在水的作用下，能够崩解为具有保水保肥能力的粉末，展现出优异的环保用途。     

离子单体和纳米二氧化硅对聚苯乙烯微球制备的影响

以对苯乙烯磺酸钠(SSS)与苯乙烯组成无皂乳液聚合体系(PS-SSS)制备了粒度不等的窄分布聚苯乙烯(PS)微球,微球粒径可在60～700nm之间调节,粒径分布控制在2%之内。在PS-SSS体系中SSS用量增多会使PS微球的尺度下降,但对粒径分散性没有影响。PS的数均分子量会随着SSS用量增多而略有下降。随着引发剂用量的增多,PS微球粒径会下降,PS的数均分子量明显下降。在二氧化硅溶胶中可稳定制备聚苯乙烯微球,在PS-SSS体系中引入纳米二氧化硅溶胶(NanoSiO2)组成NanoSiO2-PS-SSS体系,可对微球粒度进行调制,NanoSiO2用量的增多会导致制备的聚苯乙烯微球粒径下降,对于微球PS的数均分子量影响很小。聚苯乙烯中引入SSS后会增加苯乙烯聚合速率,提高制备的聚苯乙烯的玻璃化转变温度。     

微悬浮聚合法合成聚苯乙烯磁性微球

采用微悬浮聚合制备了聚苯乙烯磁性微球（简称磁球）。在苯乙烯磁流体中加入引发剂和交联剂,然后将此磁流体分散在水中,经过高速剪切乳化,形成较稳定的微悬浮液,然后进行聚合,可合成0.4μm-6μm,主要分布在0.7μm-2.0μm的磁性微球。利用激光粒度分布仪、透射电镜（TEM）以及热重仪（TG）研究了引发剂用量、初始单体用量、聚合温度、磁粉用量、二乙烯苯（DVB）用量等因素对磁球的粒径大小及其分布、凝结量以及磁含量的影响。     

单分散聚苯乙烯微球的制备与表征

以苯乙烯（St）为单体,采用无皂乳液聚合法及分散聚合法制备了不同粒径的聚苯乙烯微球（PS微球）。运用傅立叶红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、纳米粒径分析仪等手段,对微球的组成成分、表面形态、粒径及其分布进行了表征。结果表面,微球粒径均匀,球形度良好且呈单分散性。     

聚苯乙烯/氢氧化铝复合粒子的制备与表征

介绍一种原位聚合制备聚苯乙烯/氢氧化铝复合粒子的工艺. 首先对氢氧化铝进行表面处理;接着将表面改性的氢氧化铝分散到溶解有引发剂的液相苯乙烯中,然后将此混合物投入溶解有分散剂的水相进行原位聚合反应,得到聚苯乙烯/氢氧化铝复合粒子.FTIR测试显示表面处理后的氢氧化铝表面与含有饱和碳氢基团的化合物结合;扫描电镜和X射线能量色散谱(SEM- EDS)联用测试结果显示复合粒子具有核壳结构,内部包含氢氧化铝,外部壳层为聚苯乙烯;复合粒子中聚苯乙烯的相对分子质量采用凝胶渗透色谱法(GPC)测试;复合粒子中氢氧化铝含量采用热重分析(TGA)测试.     

交联聚苯乙烯粒子的中空结构及其分析

以含有油性添加物的苯乙烯-二乙烯基苯悬浮聚合制备交联聚苯乙烯中空粒子.通过对干燥后再溶胀的粒子的热失重分析,借助于粒子中溶胀的异辛烷的释放特性及其释放速率的变化规律,探讨了聚合中单体组成、添加物性质等因素对粒子中空结构形成及其壳层结构的影响.结果显示,易与聚苯乙烯链形成相分离的异辛烷可以产生单中空结构的粒子,并且发现,中空粒子中溶胀物的释放可分为两个具有不同速率特征的阶段,二乙烯基苯的含量会对中空粒子空腔形态与壳壁结构产生进一步的影响.     

两种方法制备改性聚苯乙烯材料的研究

采用原位聚合法和共混掺杂法制备稀土铽配合物改性聚苯乙烯(PS)材料,利用紫外光谱、荧光光谱、环境扫描电镜等手段对其进行表征.研究结果表明,原位聚合法制备的改性聚苯乙烯的紫外吸收峰强度和宽度明显高于共混法掺杂的改性PS;荧光光谱测试发现原位聚合法制备的材料呈现很强的稀土Tb离子的特征荧光,而用共混掺杂法的改性PS没有出现Tb离子的特征荧光,只有苯环的发射峰;在共混掺杂的改性PS材料的断裂面上有聚集态颗粒,而原位聚合的改性PS材料断面无聚集体,呈均匀分布微观形貌.     

Study on Synthesis and Characterization of Functional PS Microspheres Modified by Polyperoxide (PPX)

Peroxy functionalized polystyrene core was synthesized by emulsion polymerization using PPX as inisurf. The second stage polymerization was carried out by direct grafting of shell monomers (BuA and MMA) to the surface of functionalized PS seed latex particles which contain labile peroxy groups. The reaction kinetics of both of the two stage polymerization, the particle size measurement, DSC analysis were given.