原子力顯微鏡因其具有高分辨率成像及工作環(huán)境多樣等優(yōu)點(diǎn),在膜科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用.afm原子力顯微鏡與其他分析技術(shù)相結(jié)合，可深層闡釋膜污染及清洗機(jī)理，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化膜清洗方案，提高膜清洗效率.在未來(lái)的研究中，原子力顯微鏡的強(qiáng)大分析測(cè)量功能，將使其在開發(fā)改變膜表面特性的膜材料，尤其是提高抗污性絲新膜材料領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，從而有力地推動(dòng)膜科學(xué)迅速發(fā)展.

膜技術(shù)在飲用水凈化、海水淡化和苦咸水脫鹽等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景冋。尤其是通過(guò)膜技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行回用，在極大程度上解決了當(dāng)今世界面臨的水資源短缺問(wèn)題叫目前，常用的膜技術(shù)包括微濾、超濾、納濾、反滲透和正滲透等。

盡管膜技術(shù)日趨成熟，但膜污染仍是限制其推廣應(yīng)用的主要因素。膜污染是指過(guò)濾液中的污泥絮體、膠體粒子、溶解性有機(jī)物或無(wú)機(jī)鹽類，由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜面吸附與沉積，或在膜孔內(nèi)吸附造成膜孔徑變小或堵塞，使水通過(guò)膜的阻力增加、過(guò)濾性下降，從而使膜通量下降或跨膜壓差升高的現(xiàn)象叫膜污染會(huì)降低膜性能，減少膜的使用壽命，提高運(yùn)行成本叫若能對(duì)污染制定相適應(yīng)的膜清洗方案，可有效去除膜表面污垢，使膜性能在一定程度上有所恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)膜系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

目前用來(lái)表征膜污染的設(shè)備有很多,包括電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射、耗散型石英晶體微天平及afm原子力顯微鏡等曲叭其中原子力顯微鏡因其空間分辨率高、實(shí)驗(yàn)對(duì)象廣泛、制樣過(guò)程簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)環(huán)境多樣的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。

afm原子力顯微鏡在膜污染及清洗的研究中,主要應(yīng)用于:

①表征污染及清洗前后膜表面的三維形貌;

②檢測(cè)膜與膜污垢以及膜污垢本身之間的作用力;

③探究在不同清洗劑環(huán)境下，膜污垢之間的作用力。

原子力顯微鏡測(cè)量膜表面與污垢或污垢間的相互作用力時(shí)，所使用的探針需特別制備，一般可將相應(yīng)的膜污垢包覆在探針表面，使之與膜或膜上污垢接觸。在測(cè)量膜表面與污垢間作用力時(shí)，也可用相應(yīng)膜材料對(duì)探針進(jìn)行包覆。afm原子力顯微鏡可檢測(cè)各種材質(zhì)的膜，包括CA膜、PA膜等未經(jīng)污染的原始膜，也可用于研究表面受到不同類型污染的膜列。相互作用力的測(cè)定須在流動(dòng)池中進(jìn)行，探針接近膜樣品直至完全接觸,然后遠(yuǎn)離，便可獲得探針與膜樣品在接近和遠(yuǎn)離過(guò)程中作用力隨距離變化曲線。一般選擇遠(yuǎn)離過(guò)程曲線來(lái)反映膜與污垢之間的相互作用力。原子力顯微鏡適用于各種水環(huán)境，因此它還可以用于測(cè)量不同清洗劑環(huán)境下,探針與膜表面的相互作用。