人眼其實是一臺像素高達5.76億的“超級相機”。

如果硬性比較，人眼大約等效于一臺50毫米焦距，光圈F4-F32可變，400萬像素——是的，只有400萬像素，感光度ISO50-ISO6400，快門1/24的不停連續拍攝的相機。

人眼觀看物體時，能清晰看清視場區域對應的分辨率為2169 X 1213;再算上上下左右比較模糊的區域，最后的分辨率在6000 X 4000。

當事物低于人眼的分辨率，應運而生的放大鏡，以及隨之的顯微鏡，再到高級貨原子力顯微鏡;隨著科技的發展，人類的研究一步一步的深入。

安東帕Tosca 系列的原子力顯微鏡是表征納米級聚合物表面的強有力的工具。它不僅提供了表面形貌和粗糙度，而且還提供了共混聚合物中不同組分之間的相位對比，從而直觀地展示出混合相的分布狀態。此外，針對聚合物樣品形態多樣的特點，Tosca的側視相機、全自動激光調節等獨特設計讓您輕松應對各類樣品。

AFM可以提供納米尺度下的三維表面形貌信息。在測試過程中，AFM使用懸臂梁結構的探針，沿表面輪廓線逐行掃描樣品表面，以記錄形貌圖像。為了保證針尖在掃描過程中始終跟隨表面輪廓，AFM采用反饋機制對針尖與樣品的相互作用進行監控。

在聚合物樣品測試中，通常采用的是輕敲模式(見圖1上)。探針懸臂梁在共振頻率處或附近振蕩，振幅范圍通常在20到100納米之間。針尖沿掃描軌跡依次敲擊試樣表面，其反饋機制是通過調節探針高度以維持振幅恒定來實現的。

圖1 原子力顯微鏡輕敲模式(上)和相位成像(下)示意圖

在共混聚合物表征中，相位成像是另一個有效的表征手段(見圖1下)。相位成像是由輕敲模式衍生而來的一種二次成像方式，它反映了輕敲掃描過程中，驅動探針振動的信號與探針振動輸出信號之間的相位差。由于樣品表面成分的變化而引起的表面粘附性、彈性等力學性能的差別會導致不同的相位差，從而在不同掃描區域顯示出相位信號的區別。因此相位成像對共混聚合物的成分分布表征尤為有效。

PS、PMMA和SBS混合物的組分分布表征

將三種聚合物PS，PMMA和SBS以10mg / mL的溶液溶解在甲苯中。將溶液混合形成三種混合物： PMMA /SBS，PS /SBS和PMMA / PS，分別以2:1, 1:1和1:1的比例混合，將樣品以100rps旋涂到硅晶片上5秒，PMMA / SBS和PS / SBS在室溫條件下干燥， PMMA / PS在70°C退火，時間2 h，所有AFM測量都是在輕敲模式室溫下進行的。

圖2 PMMA/SBS(上)，PS/SBS(中)，PMMA/PS(下)的表面形貌(左)和相位(右)信號

圖2顯示出三種共混聚合物的表面形貌和對應的相位圖像。三個樣品表面都比較平坦，表面粗糙度PMMA/SBS 18.7 nm，PS / SBS 16.3 nm 和 PMMA/SBS 4 nm。混合物中，各組分的分布區域在形貌圖(左)以及相位圖(右)中都得到了明顯的區分。

不同的組分的表面覆蓋率也可以方便地通過 Tosca專用離線分析軟件計算得出。

圖3 不同組分的表面覆蓋率

膠帶表面微觀混合結構表征

圖4中，樣品為膠帶，用AFM進行掃描并得到形貌，粗糙度以及混合物分布信息。掃描方式為輕敲模式, 掃描范圍5μm。左側為形貌圖，右側是相位圖。在形貌圖像上，可以觀察到不同尺寸的“島嶼”，其中有一些是相互連在一起的，它們高于周圍的區域。表面粗糙度Sq為27 nm，在相位圖上，這些島嶼與周圍區域形成強烈的對比;膠帶表面有明顯的相位信號的差別，體現出兩種不同力學性能的組分，從而在微觀尺度上將混相結構的分布特性直觀地展現出來。

圖4膠帶表面混合物結構的形貌(左)和相位信號(右)

總結

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