[发明专利]一种在气相环境中进行单分子力谱测试的方法

权利要求书

1.在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、将承载样品(6)的基底放在原子力显微镜的载物台(5)上；

步骤二、调节原子力显微镜的AFM探针(3)与样品(6)所处环境的相对湿度为20％以下；

步骤三、调节原子力显微镜处于力谱模式，控制原子力显微镜的扫描器(11)伸长，带动AFM探针(3)以20nm/s～100μm/s的恒定速率逼近基底(7)，当AFM探针(3)的针尖接触到基底(7)后，AFM探针(3)的针尖以1nN～10nN的恒定下压力在基底(7)上停留，停留过程中，AFM探针(3)的针尖与样品(6)接触形成桥连结构，之后控制扫描器(11)收缩，带动AFM探针(3)以20nm/s～100μm/s的恒定速率远离基底(7)或者给AFM探针施加一个恒定力使之远离基底(7)，扫描器(11)记录AFM探针(3)在运动方向的实时位置参数，激光检测器(12)检测AFM探针(3)的形变量并给出实时力值参数；

所述AFM探针(3)的弹性系数为0.2N/m以上；

步骤四、通过激光检测器(12)与扫描器(11)的参数得到力-距离曲线，从而获得聚合物分子在气相环境下的力学信号。

2.根据权利要求1所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，步骤三前，还包括，调节原子力显微镜处于成像模式，确定样品(6)所在位置。

3.根据权利要求1所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，还包括步骤五，判断得到的力学信号是否为单分子力学信号，如果是，停止测试，如果不是，重复步骤一～步骤四。

4.根据权利要求1所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述原子力显微镜包括扫描头(1)、石英支撑台(2)、AFM探针(3)、胶罩(4)和载物台(5)；扫描头(1)设置在载物台(5)的上方；石英支撑台(2)固定在扫描头(1)的扫描器(11)的底部；AFM探针(3)通过弹簧夹固定在石英支撑台(2)的底部，通过扫描器(11)的伸缩带动AFM探针(3)在垂直于载物台(5)的方向移动；胶罩(4)为漏斗形，两端均设有开口，小口端套在石英支撑台(2)的外壁下部，接触处密封，大口端与基底(7)密封接触，胶罩(4)、石英支撑台(2)和基底(7)形成一个闭合的腔体；

所述样品(6)置于闭合的腔体内，通过石英支撑台(2)内的孔道向腔体内通入排出气体以达到相对湿度要求。

5.根据权利要求4所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述胶罩(4)的材料为氟橡胶或硅胶胶圈。

6.根据权利要求1所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述扫描器(11)的最大移动距离为6μm。

7.根据权利要求4所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述气体为氮气。

8.根据权利要求1～7任何一项所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述样品(6)为通过稀溶液自晶种法得到的聚合物单晶、稀溶液旋涂而成的聚合物膜或者分散的聚合物链。

9.根据权利要求1～7任何一项所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，步骤三中，所述的停留时间为0.1s～3s。

10.根据权利要求1～7任何一项所述的在气相环境中进行单分子力谱测试的方法，其特征在于，所述AFM探针(3)的针尖材质为氮化硅，针尖表面未修饰或者修饰有氨基/羟基基团。