20世紀80年代，掃描探針顯微技術(shù)發(fā)展突飛猛進，1982年，IBM公司蘇黎世實驗室的Binning和Rohrer和他們的同事利用原子間的隧道電流效應發(fā)明了一種新型表面分析儀器-掃描探針顯微鏡(STM)，它的出現(xiàn)為科學家提供了一種直接觀察單原子、單分子的手段，從根本上改變了人類對微觀世界的認識。STM在化學、物理、材料、生物科學等領(lǐng)域得到了廣泛應用。但STM有其自身的局限性，它所測樣品必須具有導電性，而高分子材料生物材料等很多是不導電的，因此STM的應用就受到很大的限制。在STM的基礎上，Binning等成功研制了原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope，AFM)。其基本原理是：當探針接近樣品表面時，由于原子間的相互作用力，使得裝配探針的懸臂發(fā)生微彎曲，檢測到微彎曲的情況，就知道表面與原子力之間的原子力大小。在探針沿表面掃描時，保持尖端與表面原子力恒定所需施加于壓電材料兩端的電壓波形，就反映了表面形貌。
AFM具有操作容易，樣品制備簡單，操作環(huán)境不受限制，分辨率高等特點。AFM不僅能提供物質(zhì)在納米尺度、分子水平上的表面形貌，還能測定極微弱的力，從而可以研究分子間的弱相互作用。AFM克服了STM只能測導電物的不足，AFM對樣品的導電性沒有要求，且不像其他電鏡如透射、掃描電鏡樣品需要導電膜覆蓋。AFM現(xiàn)已廣泛應用于物理、化學、材料、生物科學、電子學、機械加工工藝等領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)。自1988年AFM開始在高分子科學方面應用后，AFM就成了高分子科學的一個重要研究手段，在高分子領(lǐng)域的應用越來越廣泛，其研究發(fā)展非常迅速。本文就AFM在高分子研究中的應用進行了綜述。

AFM因具有很高而獨特的分辨率，能夠獲得高分子表面的精細結(jié)構(gòu)，這也是AFM在高分子研究領(lǐng)域中最常用的功能。在這方面已得到了廣泛的應用，對于高分子共混物或高分子嵌段高聚物等非均相樣品，過去常采用力調(diào)制顯微鏡根據(jù)樣品的軟硬程度不同來區(qū)分各組分，近來由于AFM技術(shù)的發(fā)展，特別是敲擊式AFM和相檢測技術(shù)的發(fā)展，AFM在非均相高分子體系的研究越來越廣泛，AFM不僅可以分辨出不同高分子組分，還可以通過對針尖一些特殊的修飾，可以特異性地研究高分子表面基團的分布。

Chow等在研究PA6/PP/Clay共混體系時，運用AFM仔細研究了增容劑PP-g-MA的作用，未加增容劑，PP和PA6的粘結(jié)很差，粘土主要分布在PA6相中，加入PP-g-MA后，PP相分散較均勻，界面粘結(jié)增強，粘土可能是分布在PA6和PP的接枝物上。Hilal等利用AFM來研究了PVDF和PES接枝聚電解質(zhì)不同接枝率對表面形貌的影響，并據(jù)此比較了改性方法對孔徑大小的影響。

Seung將苯環(huán)上取代基不同的二酚通過界面縮聚反應制備了一系列的復合反滲透膜，利用AFM非接觸模式觀察膜的表面形貌，研究了不同取代基二酚的化學性質(zhì)及其所制備膜的表面特點與莫性能之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當取代基為鹵素時，膜的節(jié)點結(jié)構(gòu)清晰，尺寸均勻。而取代基為甲基時，節(jié)點不規(guī)則，不清晰，節(jié)點尺寸小。AFM還可以在液相環(huán)境中操作，可以觀察聚合物在溶液中的結(jié)構(gòu)。Kim等用AFM觀測了親水性的PEO不同鏈長接枝PU/PS高分子互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的表面組分圖，結(jié)果顯示在水溶液中，由于PEO的親水性，PU相的面積分數(shù)增大但結(jié)構(gòu)并未發(fā)生重組。運用AFM力-距離(force-distance)分析研究了PEO鏈長對PU/PSIPNs體系的影響。分析結(jié)果表明，隨PEO鏈長的增大，探針針尖與樣品的粘結(jié)力急劇增大，這是因為，側(cè)鏈PEO增加，吸附的水層增厚。在研究中他們同時發(fā)現(xiàn)在水中柔軟的可移動的PEO側(cè)鏈增加了PU/PSIPNs的彈性和表面柔軟性。