原子力顯微鏡在礦物顆粒與氣泡相互作用研究中的應(yīng)用，浮選是礦物顆粒選擇性的黏附于氣泡上浮的過程，礦物顆粒與氣泡在氣液固三相形成較大的接觸角是實(shí)現(xiàn)浮選分離的前提。礦物表面疏水性強(qiáng)弱、氣泡大小和穩(wěn)定性以及礦漿溶液化學(xué)性質(zhì)均會影響礦物顆粒與氣泡間相互作用力。通過原子力顯微鏡研究礦物顆粒與氣泡的微觀作用，對浮選過程具有直觀的指導(dǎo)作用。

Assemi將二氧化硅顆粒粘在懸臂梁尖端制備膠體探針，在不同電解質(zhì)條件和氣泡不同位置對二氧化硅顆粒與氣泡間相互作用力進(jìn)行測定，并獲得不同條件下氣泡的彈性系數(shù)和表面電位。通過微量注射器在浸沒在電解質(zhì)溶液中的高定向石墨HOPG表面生成大小為200～230um的氣泡，利用原子力顯微鏡stepmotor將二氧化硅膠體探針放在氣泡中心上方。

在去離子水、1×10－4MKCl和1×10－3MKCl中二氧化硅顆粒和氣泡間作用力曲線，三種情況下均為長程斥力，并隨著離子強(qiáng)度的增加而減小，這是因?yàn)殡x子強(qiáng)度增加減小了雙電層的厚度，這表明斥力作用是由雙電層引起的。將原子力顯微鏡測量的力和Hogg-Healy-Fuerstenau模型擬合計(jì)算可知，在去離子水、1×10－4MKCl和1×10－3MKCl中，氣泡表面電位分別為－13mV、－10mV和－5mV。

膠體探針在氣泡中心、氣泡中心至邊緣的中間位置以及邊緣的彈性系數(shù)分別為0．065、0．05和0．03N/m，擬合計(jì)算可知三種情況下氣泡表面電位分別為－11±2mV、－12±2mV和－18±0．03mV。膠體探針在氣泡邊緣時(shí)測得的力曲線和理論曲線擬合的很好。

將親水性的玻璃球和疏水性的聚乙烯粘在懸臂梁尖端制備膠體探針，測定玻璃球和聚乙烯球與氣泡間的相互作用，分析親水顆粒和疏水顆粒與氣泡間液膜的穩(wěn)定性。氣泡和玻璃球直徑分別為600um和40um，氣泡接近速度對氣泡和親水玻璃球間歸一化作用力F/Ｒ的影響，接近速度對作用力影響很大，氣泡和親水玻璃球間的作用力受水動(dòng)力學(xué)影響。在較小接近速度0．6um/s時(shí)，氣泡和玻璃球間相互作用以DLVO力為主。氣泡和玻璃球間作用力為斥力，氣泡與顆粒間的液膜很穩(wěn)定，氣泡在親水性玻璃球上沒有吸附。

超純水中疏水聚乙烯球與氣泡間作用力。作用力為長程作用力，特別是在高接近速度條件下，表明在高接近速度時(shí)水動(dòng)學(xué)影響很大。結(jié)果表明氣泡和聚乙烯顆粒間的水膜不穩(wěn)定，會破裂，實(shí)驗(yàn)表明氣泡會在疏水聚乙烯顆粒表面吸附。且跳轉(zhuǎn)接觸作用力非常強(qiáng)，超出了原子力顯微鏡測定范圍。