表面性質(zhì)的研究是本世紀的研究熱點，在科學和工業(yè)應用中具有重要的意義，在礦物工程以及化學工程中的吸附、表面力和分子間作用力、氣泡兼并、顆粒團聚和絮凝等方面具有廣闊的應用前景。在過去25年中，Miller院士實驗室和其他實驗室致力于發(fā)展從分子水平研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成，以及固/氣、固/液以及固/固界面的表面技術。

原子力顯微鏡主要是根據(jù)探針(Tip)與物質(zhì)樣品表面的相互作用(包括化學和物理的相互作用)對樣品表面進行表征的，所以原子力顯微鏡可以用來對樣品表面的化學和物理性質(zhì)進行研究。不像掃描電子顯微鏡等儀器會受樣品導電性和真空環(huán)境的限制，AFM可以在空氣、液體、真空環(huán)境及不同的溫度下對樣品進行研究，加上原子和分子級別的高分辨率使其在不同科學研究領域中得到了廣泛的應用，包括物理化學、表面化學、生物工程和材料科學等領域。

原子力顯微鏡在礦物表面疏水性研究中的應用浮選是基于有用礦物和脈石礦物表面疏水性差異進行分離的過程，礦物表面疏水性一般可通過接觸角和接觸時間測定等方法表征。但高嶺石、伊利石等黏土礦物均為亞微米級的顆粒，受到樣品尺寸的限制無法直接測定此類礦物的疏水性。原子力顯微鏡可用于納米顆粒表面性質(zhì)特別是疏水性的表征。

利用原子力顯微鏡技術測定疏水力時，通常以大小為5－50um、經(jīng)化學疏水化的圓形顆粒為膠體探針(colloidaltip)，但是這種技術不能獲取高分辨的圖像及表面力測量，同時用于疏水化針尖的化學藥劑也會影響表面力測量結(jié)果。Yin以具有天然疏水性的DLC(DiamondLikeCarbon)原子力顯微鏡探針，開發(fā)了一種用于納米顆粒表面疏水作用力測定的原子力顯微鏡新方法。

在此類研究中，選擇彈簧常數(shù)為0．2N/m的DLC原子力顯微鏡探針，DLC針尖的場發(fā)射掃描電鏡圖(針尖半徑為15～20nm)。為消除靜電作用的影響，測定應該在DLC針尖等電點pH4條件下進行。通過DLC針尖與用硅烷溶液疏水化的石英基底樣品1和樣品2(前進接觸角分別為104°和72°)的疏水作用力測定，驗證了這種方法的可靠性。