第1章 SPM系统的基本原理 1
1.1 扫描隧道显微镜的基本原理 1
1.2 原子力显微镜的基本原理 2
1.2.1 接触式模式 3
1.2.2 力曲线方法 4
1.2.3 摩擦力显微镜 4
1.2.4 轻敲式模式 5
1.2.5 相位成像模式技术 5
1.2.6 磁力显微镜 5
1.2.7 非接触式模式 6
1.3 相关配件的制备和选择 7
1.3.1 STM探针 7
1.3.2 AFM探针 7
1.3.3 扫描器的选择 7
参考文献 8
第2章 掺杂态聚苯胺薄膜的微观结构及相关信息研究 9
2.1 三种对应阴离子掺杂态聚苯胺薄膜的微观结构研究 9
2.1.1 材料和实验 9
2.1.2 聚苯胺高分子链的理论模型 10
2.1.3 氯离子掺杂态聚苯胺薄膜表面的STM结果 10
2.1.4 高氯酸根离子掺杂态聚苯胺自支撑膜表面的STM结果 11
2.1.5 对甲苯磺酸根离子掺杂态聚苯胺薄膜表面的STM结果 12
2.2 结论 12
2.2.1 数据讨论 12
2.2.2 有意义的科学验证 13
参考文献 13
第3章 新型功能梯形高分子薄膜的微观结构与组分的关系研究 14
3.1 四种梯形高分子薄膜表面的微观结构研究 14
3.1.1 材料制备和实验 14
3.1.2 梯形高分子薄膜的设计的结构模型 14
3.1.3 梯形高分子薄膜表面的AFM结果 14
3.1.4 梯形高分子的构象模型 15
3.1.5 结论 16
3.2 有机纳米管系列薄膜的初步研究 17
3.2.1 设计的梯形高分子有机纳米管的结构模型 17
3.2.2 两种有机纳米管薄膜表面的AFM结果 18
3.2.3 相应于有机纳米管的超分子薄膜表面的AFM结果 19
3.2.4 有机纳米管及其超分子的构象模型 20
3.2.5 系列梯形高分子薄膜的力曲线的统计结果 20
3.2.6 结论 21
参考文献 21
第4章 力曲线方法的应用 23
4.1 特殊功能高分子薄膜的结构与性能的关系研究 23
4.1.1 材料和实验 23
4.1.2 设计的特殊高分子的结构式 23
4.1.3 特殊高分子薄膜的AFM结果 25
4.1.4 玻璃基底表面特殊高分子薄膜的力曲线的统计结果 27
4.1.5 结论 29
4.2 应用AFM／力曲线法研究液晶器件新的取向材料 29
4.2.1 材料和实验 30
4.2.2 5种有机薄膜的表面结构特征 31
4.2.3 5种有机薄膜的力曲线的统计结果 31
4.2.4 结论 33
4.3 力曲线的采集与统计 33
4.3.1 单条力曲线的形貌特征及采集 33
4.3.2 力曲线的统计 35
参考文献 35
第5章 摩擦力显微镜在金属氧化物薄膜表面的纳米摩擦行为研究 37
5.1 金属氧化物薄膜表面的纳米摩擦行为研究 37
5.1.1 实验设计 37
5.1.2 材料和实验 38
5.1.3 原理 38
5.1.4 摩擦力数据的采集 39
5.1.5 数据处理和分析 39
5.1.6 对测量结果的分析 40
5.2 结果与讨论 40
参考文献 42
第6章 单链聚苯乙烯分子的形态研究 43
6.1 单链聚苯乙烯分子的形态研究实验 43
6.1.1 材料和实验 43
6.1.2 聚苯乙烯分子敏感的溶剂效应 43
6.1.3 溶液中的单链聚苯乙烯分子的动态过程 45
6.1.4 液氮以及不同温度条件下单链聚苯乙烯分子的结构特征 46
6.2 结论 47
参考文献 48
第7章 轻敲式／相位成像模式的应用 49
7.1 不同水质中的聚丙烯酰胺分子的形态特征 50
7.1.1 样品的制备与实验 50
7.1.2 不同水质中大庆石油大学制备的聚丙烯酰胺分子的形态特征 50
7.1.3 不同水质中东南大学制备的聚丙烯酰胺分子的形态特征 51
7.1.4 不同水质中北京的聚丙烯酰胺分子的形态特征 51
7.1.5 结论 52
7.2 功能聚丙烯酰胺高分子的形态和行为研究 53
7.2.1 材料和实验 53
7.2.2 设计的主、客体分子模型 54
7.2.3 本征态聚丙烯酰胺薄膜微区的形貌 54
7.2.4 极稀水溶液体系中乙酸铬分子的形态及特性 54
7.2.5 聚丙烯酰胺-乙酸铬复合体系的相关信息 56
7.2.6 80℃条件下聚丙烯酰胺-乙酸铬复合体系的形态与性能变化 57
7.2.7 过量乙酸铬存在条件下聚丙烯酰胺-乙酸铬复合体系的结构特征 61
7.2.8 结论 62
参考文献 63
第8章 功能新材料的磁性探讨 64
8.1 单个Gd@C82—OHx纳米粒子的形态和性能研究 64
8.1.1 材料和实验 64
8.1.2 不同pH值的稀溶液体系中单个Gd@C82—OHx粒子的形态特征 65
8.1.3 初步探讨Gd@C82—OHx纳米粒子的磁信息 67
8.1.4 结论 69
8.2 无机纳米材料的磁性探讨 69
8.2.1 材料和实验 69
8.2.2 Ni-Cu多层纳米线的形貌特征和磁性信息 70
8.2.3 Al2O3-Ni纳米阵列的相关信息 71
8.2.4 云母基底的相关信息 72
8.2.5 结论 72
参考文献 74
第9章 应用AFM的轻敲式／相位成像模式筛选功能有机高分子薄膜 75
9.1 探讨光学高分子薄膜的纳米结构与性能的关系 75
9.1.1 样品的制备和实验 76
9.1.2 设计的主体高分子和客体分子的结构模型 76
9.1.3 不同基底上非线性光学高分子薄膜的表面形貌图和相位成像信息 76
9.1.4 不同基底上非线性光学高分子薄膜的微区结构和相位成像信息 79
9.1.5 ITO基底上非线性高分子薄膜的力曲线的统计分布分析 84
9.1.6 结论 86
9.2 新型PVC自支撑薄膜的微观结构与性能的研究 87
9.2.1 材料和实验 87
9.2.2 设计的PVC薄膜的主体分子等四种分子的结构模型 88
9.2.3 本征态PVC薄膜表面的微区结构信息 88
9.2.4 修饰的PVC薄膜表面的微区结构信息 89
9.2.5 掺杂剂对PVC薄膜表面微区结构的影响 94
9.2.6 结论 95
9.3 不同等离子体处理的可降解医用高分子（PLGA）薄膜的微观结构研究 95
9.3.1 实验和材料制备 95
9.3.2 本征态PLGA薄膜表面的相关信息 96
9.3.3 O2等离子体条件下PLGA薄膜表面的结构变化 98
9.3.4 SO2等离子体处理的PLGA薄膜表面形貌 98
9.3.5 NH3等离子体处理时间对PLGA薄膜表面的影响 99
9.3.6 结论 101
9.4 功能蛋白质分子修饰的医用高分子薄膜表面的微区结构特征 101
9.4.1 实验和材料 102
9.4.2 BSA（FBS）修饰的PLGA薄膜表面 102
9.4.3 BSA（FBS）修饰的NH3等离子体处理1min的PLGA薄膜 103
9.4.4 NH3等离子体修饰时间的延长对PLGA薄膜结构的影响 105
9.4.5 结论 107
参考文献 107
第10章 生物学信息探讨 109
10.1 单个成骨细胞的形态及其微区结构信息的研究 109
10.1.1 实验和材料制备 110
10.1.2 生长在本征态PLGA薄膜表面的双成骨细胞的形态特征 110
10.1.3 经NH3等离子体处理的PLGA薄膜表面成骨细胞的形态特征 111
10.1.4 BSA分子修饰的PLGA薄膜表面单个成骨细胞的形貌特征 113
10.1.5 低渗状态单个成骨细胞的微区结构信息 114
10.1.6 低渗状态成骨细胞胞体内的动态变化 115
10.1.7 结论 116
10.2 PLGA薄膜及其薄膜表面生长的成骨细胞（触角）表面黏附力的统计分析——考察三类薄膜表面的生物活性 117
10.2.1 力曲线的采集 117
10.2.2 本征态PLGA薄膜的力曲线的统计分布 118
10.2.3 NH3等离子体修饰的PLGA薄膜的力曲线的统计分布 118
10.2.4 不同PLGA薄膜表面的成骨细胞（触角）表面力曲线的统计分布 119
10.2.5 结论 121
10.3 纳米生物学信息的初步研究 122
10.3.1 生物材料的制备及实验 122
10.3.2 正常海马神经元细胞及其微区的相关信息 123
10.3.3 低渗状态（10min）海马神经元细胞的形貌特征 123
10.3.4 单个淋巴细胞的相关信息 124
10.3.5 单分子药物在淋巴细胞表面的特异性结合探讨 125
10.3.6 结论 127
参考文献 127
第11章 冬小麦叶片中原生质体的有价值信息研究 128
11.1 冬小麦叶片细胞的纳米结构及其动态过程研究 128
11.1.1 材料和实验 128
11.1.2 冬小麦叶片的正常细胞的形态特征及微区信息 128
11.1.3 由冬小麦细胞表面微区结构变化解读内吞噬现象 129
11.1.4 冬小麦细胞内的亚结构信息 132
11.1.5 冬小麦细胞中蛋白质纳米粒子的形态特征及动态过程 135
11.1.6 结论 135
11.2 准自然环境冬小麦原生质体表面蛋白质组分的识别研究 137
11.2.1 材料和实验 137
11.2.2 冬小麦原生质体质膜表面微区的形貌特征及较大尺寸蛋白质颗粒的形态特征及其性能 137
11.2.3 冬小麦原生质体中细胞表面较大尺寸蛋白质颗粒与蛋白酶K结合后的形态特征及其性能 139
11.2.4 冬小麦原生质体质膜表面颗粒与蛋白酶K结合后单个纳米粒子的形态特征 139
11.2.5 蛋白酶K的单分散状态和单分子的结构特征及其性能 142
11.2.6 结论 143
参考文献 143
第12章 在纳米尺度上探讨乙型肝炎病毒核心抗原（HBcAg）的特异性药物的作用机制研究 144
12.1 材料和实验 144
12.2 药物1的分子模型及最小基元的结构特征 145
12.3 核心抗原二聚体的结构模型及其形态特征 145
12.4 核心抗原分子多聚体及其壳形结构 146
12.5 核心抗原分子与纳米药物1结合后的相关信息 148
12.6 核心抗体分子的形态特征及相位成像信息 149
12.7 核心抗体分子与核心抗原分子结合的相关信息 150
12.8 拉米夫定纳米粒子与核心抗原分子聚集体结合的相关信息 151
12.9 结论 152
参考文献 152
第13章 功能有机分子的识别研究 153
13.1 具有苯环的高分子的分子识别探讨 153
13.1.1 单链聚苯乙烯分子的形态特征 153
13.1.2 掺杂态聚苯胺薄膜中的分子识别探讨 154
13.2 聚硅氧烷梯形高分子薄膜中的分子识别探讨 155
13.2.1 四种梯形高分子薄膜表面的实验结果 155
13.2.2 四种梯形高分子的分子力学计算结果 155
13.3 结论 156
参考文献 156
第14章 纳米器件的集成及其形成机理的初探 157
14.1 不同条件处理的硅片制备的含氮氧化物超薄膜的表面、界面信息研究 157
14.1.1 HF/H2O溶液体系处理的硅片的表面信息 158
14.1.2 HF/IPA（异丙醇）／H2O溶液体系处理的硅片表面信息 158
14.1.3 Si-SiO2体系的表面、界面信息（HF/H2O） 158
14.1.4 Si-SiO2体系的表面、界面信息（HF/IPA/H2O） 159
14.1.5 结论 160
14.2 在单分子水平上研究蛋白质芯片的形成机理（生物分子的识别） 160
14.2.1 材料和实验 161
14.2.2 硅-蛋白质芯片的组装过程 161
14.2.3 硅-蛋白质芯片的性能检测 165
14.2.4 结论 168
参考文献 168
第15章 纳米线的样品制备、表征及其形态研究 170
15.1 两种铜酞菁纳米线的制备与表征 170
15.1.1 铜酞菁（CuPc）纳米线的制备 170
15.1.2 铜酞菁（CuPc）纳米线的表征 170
15.2 空心纳米线——纳米碳管的样品制备与表征 171
15.2.1 空心纳米线——碳纳米管的样品制备 172
15.2.2 不同基底表面的碳纳米管的结构特征 172
15.2.3 掺杂态聚苯胺稀溶液体系分散的单根碳管的形态特征 174
15.2.4 结论 176
15.3 聚硅氧烷有机纳米线的制备与表征 176
15.3.1 聚硅氧烷有机纳米线的由来 176
15.3.2 聚硅氧烷有机纳米线的样品制备 176
15.3.3 结果与讨论 177
15.3.4 结论 178
15.4 单个聚硅氧烷梯形高分子纳米线的特征构象的初步分析 179
15.4.1 材料和实验 180
15.4.2 设计的单个聚硅氧烷梯形高分子纳米线的结构模型 180
15.4.3 十二烷基（3％）聚硅氧烷梯形高分子纳米线的微观结构特征 181
15.4.4 十二烷基（5％）聚硅氧烷梯形高分子薄膜的微观结构特征 182
15.4.5 结论 183
参考文献 183
第16章 纳米粉体的分散技术和单个纳米粒子的形态研究 184
16.1 金属纳米粉体的分散技术的应用探讨 184
16.1.1 蒙脱土和高岭土的分散 184
16.1.2 蒙脱土晶粒的结构特征 185
16.1.3 高岭土微粒的形态特征 186
16.1.4 金属氧化物纳米粉体的单分散技术 186
16.1.5 单个金属纳米粒子的形态特征 188
16.1.6 两种生物高分子的分散技术 188
16.1.7 单个特异性功能蛋白质分子的形态特征 188
16.1.8 单个具有多糖官能团的胆固醇分子的形态特征 189
16.1.9 结论 189
16.2 纳米涂层技术探讨 190
16.2.1 材料和实验 190
16.2.2 三种纳米粉体中单个粒子的结构信息 191
16.2.3 三种金属纳米涂层的相关信息 192
16.2.4 结论 193
16.3 纳米颗粒的测量方法 193
16.3.1 数据的采集 195
16.3.2 纳米颗粒的测量 195
16.3.3 纳米颗粒的数据的统计和计算 195
16.4 单个金属纳米粒子的研究进展 196
16.4.1 材料和实验 196
16.4.2 ZnO系列粉体的形态特征 196
16.4.3 四种金属纳米粉体的最近的研究结果 198
16.4.4 结论 200
16.5 Al2O3纳米粉体在功能聚酰亚胺高分子薄膜中的应用 201
16.5.1 聚酰亚胺薄膜的聚合及相关实验 201
16.5.2 本征态聚酰亚胺薄膜的AFM／相位成像结果 201
16.5.3 施加1000V电压时考察本征态薄膜的抗老化能力 202
16.5.4 Al2O3纳米粒子掺杂的聚酰亚胺超薄膜的结构特征 203
16.5.5 施加1000V电压后考察Al2O3纳米粒子掺杂的聚酰亚胺超薄膜的抗老化能力 204
16.5.6 结论 205
16.6 来自国外的金属纳米粉体的单个粒子的形态特征 206
16.6.1 不同浓度的Co纳米粒子的研究 206
16.6.2 气敏SnO3薄膜的微区结构研究 207
16.6.3 SnO2薄膜的制备和实验 207
16.6.4 结果和讨论 207
参考文献 208
第17章 NanoⅢa SPM DI3000的应用——含铁酞菁功能材料的微区结构和弱磁性能的初步研究 210
17.1 材料制备和实验 210
17.2 铁酞菁（FePc）功能材料的微区结构和相位成像信息 211
17.3 铁酞菁（FePc）材料的磁信息存在的可能性 215
17.4 铜酞菁（CuPc）功能材料的相关信息 218
17.5 标准磁力薄膜样品的微区磁力信息 219
17.6 结论 220
参考文献 221
第18章 扫描器的校正 222
参考文献 225
附录1 SpM DI3000的使用 226
附录2 Origin-Gausses分析（使用Origin软件画图） 228
后记 229