原子力顯微鏡經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展，技術(shù)趨于成熟，在真空下可以達到“原子級”分辨率。但是在實(shí)際應用中，絕大多數實(shí)驗環(huán)境需要大氣環(huán)境甚至液體環(huán)境。這兩種環(huán)境下探針固有的低Q值使圖像分辨率急劇變差，甚至無(wú)法達到納米水平。SPM-8100FM真是為了解決此困境而生。運用創(chuàng )新性的調頻技術(shù)，SPM-8100FM突破了復雜環(huán)境影響分辨率的瓶頸，在液體環(huán)境下也能達到傳統原子力顯微鏡在真空中的分辨率，大地擴展了原子力顯微鏡的應用范圍。

　　1.在納米材料中的應用

　　納米材料是原子力顯微鏡的傳統應用領(lǐng)域。作為具有納米級分辨率的觀(guān)察工具，原子力顯微鏡在此領(lǐng)域的作用無(wú)可替代。SPM-8100FM在大氣環(huán)境下即可實(shí)現亞納米級的分辨率，相比起傳統模式真空型原子力顯微鏡，既節省了費用，又降低了操作復雜程度，同時(shí)獲得了更清晰的圖像。

　　觀(guān)察在大氣中解理的聚丁二炔結晶表面。將廣域圖像（左圖）中觀(guān)察到的臺階擴大，如右圖，沿著(zhù)與b軸平行的間隔0.75nm的丁二炔主鏈，可以觀(guān)察到相隔0.5nm排列的PTS側鏈。因為可以觀(guān)察到原子缺陷，所以通過(guò)圖像處理可證明不是傅里葉變換周期像而是實(shí)際形貌像。

　　上圖是在純凈水中對方解石表面結構的原子級分辨率觀(guān)察。在左圖中可以觀(guān)察到方解石表面的缺陷。

　　2.在高分子材料及薄膜類(lèi)材料中的應用

　　高分子材料及薄膜類(lèi)材料往往比較柔軟，表面楊氏模量較小。因此傳統的掃描模式，無(wú)論接觸模式還是調幅模式，探針都無(wú)法避免與樣品間的作用，對樣品的表面有損傷。在此條件下用原子力顯微鏡進(jìn)行楊氏模量掃描也往往誤差很大。SPM-8100FM基于頻率的高靈敏度個(gè)高速率反饋，實(shí)現了非接觸掃描，在掃描過(guò)程中，探針能很好地保持與樣品間的距離，不碰觸樣品，實(shí)現了對高分子材料及薄膜材料的無(wú)損檢測。

　　N，N-雙（烷基）-萘二酰亞胺是個(gè)四環(huán)結構，在液體環(huán)境中觀(guān)察小區域的分子結構，可以清楚看到這種四環(huán)結構重復。

　　3.生物高分子

　　在現有條件下，無(wú)法實(shí)現在生理環(huán)境下對生物高分子的高分辨掃描。因為生物高分子只有在嚴格的緩沖液環(huán)境中才有活性，如果進(jìn)行干燥處理，此類(lèi)分子會(huì )發(fā)生變性從而失去活性。而在液體環(huán)境中，傳統的調幅模式受制于水的粘滯阻力導致的振動(dòng)質(zhì)量因子降低，無(wú)法實(shí)現高分辨成像。SPM-8100FM不受液體環(huán)境的影響，無(wú)疑為生物高分子在生理環(huán)境下的檢測提供了好的解決方案。

　　在生理環(huán)境下（PBS溶液），觀(guān)察DNA的雙螺旋結構�？梢郧逦乜吹酱鬁闲系膮^分。測量螺距為3.7nm，與理論值3.6nm幾乎完全吻合。

　　在一個(gè)螺距的兩條鏈上做剖面線(xiàn)，可以的到堿基的分布，每條鏈上部的4個(gè)堿基清晰可見(jiàn)，證明該圖達到了分子基團級別的分辨率。

　　4.界面物理與界面化學(xué)

　　絕大多數反應都需要分散體系，液體分散系是常用的。物理化學(xué)及界面化學(xué)對反應發(fā)生的固液交界面結構多有分析，也形成了很多固液界面結構的理論。但是長(cháng)久以來(lái)，這樣的理論只能通過(guò)數理計算和宏觀(guān)統計予以支持，雖然也提出了很多模型，但都止步于具體觀(guān)測。常規的紅外光譜或者X射線(xiàn)分析，只能通過(guò)譜線(xiàn)分析含量與類(lèi)型。

　　SPM-8100FM因為具有高的信號靈敏度和反饋速度，因此可以獲取固液交界面及界面以上一段距離內的勢能場(chǎng)分布，并形成一張直觀(guān)的三維分布圖。利用此圖像，不僅可以得到界面不同高度的物質(zhì)分布，還可以與其他分析儀器一起，分析得到電荷作用，鍵的行成與斷裂等信息。對于分子自組裝、膠體化學(xué)、催化機理、化學(xué)鍵理論等的研究都有直接的促進(jìn)。

　　固液界面處液體的分層是物理化學(xué)理論中被廣為接受的認識。但是一直沒(méi)有直接的實(shí)驗數據給與驗證。SPM-8100FM因為具有高的對作用力的分辨率，因此可以分辨這種液體分層現象。依據固體與液體的不同，分層一般為2-5層，總厚度在0.5nm以?xún)�。這是原子力顯微鏡首次可以?huà)呙枰后w，突破了只能針對固體表面測試的界限。

　　依托SPM-8100FM好的分辨率和廣泛的應用，相信該儀器會(huì )在眾多科研領(lǐng)域中占有一席之地，為科學(xué)進(jìn)步技術(shù)發(fā)展貢獻一份力量。