就近年來原子力顯微技術在刺激響應型微凝膠研究中的實際應用,分別從微凝膠的形態、結構和敏感性能等方面進行分析和綜述。原子力顯微技術可以較為直觀地獲得敏感性微凝膠的粒徑、形貌、結構、體積相轉變行為、敏感性和穩定性等多種信息。原子力顯微技術表征過程簡單,可同時獲得多種有意義的實驗結果,將在高分子材料科學、生物學、電化學、納米材料科學等眾多研究領域獲得更加廣泛的應用。

微凝膠是一類分子內高度交聯的聚合物膠乳粒子,其內部為典型的三維網狀結構,微凝膠的大小、結構和所包含的功能基團的種類等均可通過改變單體組成、交聯劑用量以及制備條件等因素進行控制。常見的微凝膠中有一類能夠感知外界環境的微小變化(如溫度、pH、離子強度、磁場、特殊的離子/分子等),并通過自身體積的溶脹或收縮變化來響應外界環境的刺激,這類具有環境敏感特性的微凝膠稱為刺激響應型微凝膠(或敏感性微凝膠)。敏感性微凝膠材料所具有的"海綿狀"結構和刺激響應性能以及自身組成、尺寸和官能團的可設計性等特性已被廣泛地應用于化學分離、催化、藥物控釋、傳感器等諸多研究領域。為了探知微凝膠的形態、尺寸和敏感性能等,研究者們利用多種技術手段對其進行研究,如顯微技術、差示掃描量熱技術(DSC)、散射技術、核磁共振技術(NMR)和熒光光譜技術等。在電子顯微技術中,掃描電子顯微技術(SEM)和透射電子顯微技術(TEM)是最常用于觀察微凝膠形態、大小及分散性的實驗技術手段,但這些研究方法要求所測樣品是干燥態的,測樣又常常需要在真空和高壓條件下進行。另外,使用SEM觀測樣品形態時,不導電的材料還需進行噴金處理。對于微凝膠樣品而言,在干燥處理和抽真空過程中,微凝膠會發生變形,觀察到的微凝膠形態不一定是真實的。濁度法常用于定性研究敏感性微凝膠的相轉變行為,還可以考察微凝膠在電解質溶液中的絮凝行為。DSC是研究微凝膠相轉變行為較為成熟的技術手段之一,已廣泛用于溫度敏感的聚N2異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)基聚合物的表征,從DSC實驗數據不僅可以獲得微凝膠的體積相轉變溫度(VPTT),還可根據DSC曲線的形狀進一步分析微凝膠的相轉變過程。散射技術如動態光散射(DLS)、靜態光散射(SLS)和小角中子散射(SANS)等是考察聚合物結構的有用工具,已被應用于微凝膠的敏感性能研究中。在大多數研究中,通過DLS技術可以獲得不同溫度時微凝膠粒子的動力學半徑(Rh),并獲得相關的尺寸分布信息,從而得到溫敏性微凝膠的相轉變曲線。SLS技術測量的則是微粒的均方旋轉半徑(Rg),通過完全形態因子分析靜態光散射能提供有關粒子結構方面的詳細信息。NMR技術主要用于聚合物的化學結構分析與分子鏈運動的研究,人們也一直在不斷嘗試使用NMR手段來研究PNIPAM及類似能發生相轉變行為的聚合物(包括線性與交聯結構的聚合物)的相轉變行為。除了以上技術手段外,熒光技術也常用于微凝膠的結構和性能研究中,方法之一是向研究體系中加入自由的熒光探針,另一種方法則是將熒光探針鍵合在聚合物上,以此探測微凝膠內部化學環境的變化。

總體來說,已有實驗技術的發展,使得敏感性微凝膠的研究方法和手段較為豐富,但存在的問題是,在一個實際體系的研究中,通過一種表征技術往往只能獲得一種信息。因此,人們期望利用一種技術手段獲得兩種以上實驗結果。原子力顯微鏡(AFM)的問世滿足了人們對于敏感性微凝膠體系研究的部分需求。AFM已經成為眾多實際領域中常規表征方法中非常重要的技術工具之一。例如常被用于研究電極表面形貌、電化學腐蝕行為、表界面相互作用等;測定生物物質(如DNA、蛋白質和病毒等)的結構和形態,酶、蛋白的活性和吸附行為、溶液中的構型變化和生物分子間的相互作用等;分析納米材料的尺寸、形貌、晶型結構、生長機理、材料光滑表面的微摩擦性能和粘著能的測定等;觀測高分子材料的結構形態、交聯程度、聚合分散度、粘彈性、敏感性能、膠體自組裝以及水膠乳成膜過程等。
蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術企業認證，擁有自主知識產權30多項，研發的多款產品被評為高新技術產品，并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司，其主要產品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國內自主研發生產的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。