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  高分子超薄膜在電子、信息和生命等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，使之成為高分子材料和高分子物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。結(jié)晶高分子薄膜的性能與其大分子鏈構(gòu)象、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和表面微圖案都密切相關(guān)。近十年來(lái)，隨著功能高分子單晶(含單層或寡層片晶)工程及應(yīng)用研究的不斷深入，除了納米尺度結(jié)晶形貌的表征以外，多功能原子力顯微鏡還被用于研究分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶條件和后處理?xiàng)l件對(duì)功能高分子晶體性能(電、熱、光、磁等)的影響，進(jìn)一步還可采用掃描探針加工技術(shù)(機(jī)械刻蝕、電致刻蝕和熱致刻蝕等)對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)控以構(gòu)筑功能化聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和微圖案。另一方面，超薄膜中單層或寡層片晶也可為研究高分子結(jié)晶提供合適的模型體系，與原子力顯微鏡相結(jié)合，不但可以在原位、實(shí)空間、高分辨地研究高分子的成核與生長(zhǎng)過(guò)程(生長(zhǎng)形態(tài)演變和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué))，還可以用于研究亞穩(wěn)態(tài)折疊鏈片晶厚度和形態(tài)隨熱處理溫度與時(shí)間的演化，從而加深對(duì)片晶內(nèi)有序差異、片晶增厚與熔融行為和自誘導(dǎo)成核的認(rèn)識(shí)。張彬教授主要圍繞采用原子力顯微鏡研究超薄膜中高分子的成核生長(zhǎng)及形態(tài)演變機(jī)制、導(dǎo)電高分子薄膜晶體性能表征與掃描探針刻蝕構(gòu)筑導(dǎo)電圖案三個(gè)方面論述了近幾年來(lái)的研究結(jié)果及相關(guān)進(jìn)展。

  張彬教授在《高分子學(xué)報(bào)》2020年第3期(即將出版)的特約專論中系統(tǒng)評(píng)述原子力顯微鏡研究高分子超薄膜結(jié)晶機(jī)理及功能化調(diào)控方面的相關(guān)研究進(jìn)展。目前，高分子薄膜結(jié)晶研究主要集中于不同薄膜厚度和結(jié)晶溫度條件下擴(kuò)散限制聚集、不穩(wěn)定生長(zhǎng)、分子鏈結(jié)構(gòu)與退火增厚對(duì)成核、生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、折疊鏈片晶取向、片晶形態(tài)與性能的影響等。高分子薄膜作為低維模型體系，有助于研究高分子結(jié)晶中的鏈段排列、取向結(jié)晶形態(tài)與微結(jié)構(gòu)性能等，結(jié)合原子力顯微鏡可以在納米尺度真實(shí)時(shí)空下表征高分子成核、生長(zhǎng)、增厚和熔融全過(guò)程的晶體形貌演變，同時(shí)也可在納米至亞微米尺度原位測(cè)量高分子晶體的物理性能 (機(jī)械性能，導(dǎo)電性能，壓電性能和界面性能等)。此外，基于掃描探針加工技術(shù)的圖案化方法也不斷發(fā)展，結(jié)合功能高分子材料特性與外場(chǎng)作用下針尖誘導(dǎo)加工技術(shù)可實(shí)現(xiàn)納米尺度圖案和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑與調(diào)控，尤其是機(jī)械刻蝕、電致刻蝕和熱致刻蝕等顯示出了一定的應(yīng)用潛力。

  論文鏈接：https://doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2019.19185