高分子物理是高分子材料與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是以高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及與性能的關(guān)系為主線，在充分了解高分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，從分子運(yùn)動(dòng)的角度，討論高分子結(jié)構(gòu)與外界條件對(duì)聚合物宏觀性能的影響，建立高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。高分子物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)系密切；高分子物理實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試儀器的技術(shù)與要求都很高，是高分子教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。高分子物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的主要有兩方面，一方面是對(duì)課堂教學(xué)的鞏固，另一方面在于提升學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，拓展知識(shí)面，啟發(fā)創(chuàng)新思維。通過(guò)運(yùn)用所學(xué)到的基礎(chǔ)理論和知識(shí)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鞏固并且加深對(duì)高分子科學(xué)基本概念及理論的理解，熟練掌握基本操作技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與作風(fēng)，提高解決問(wèn)題的能力。

近年來(lái)先進(jìn)的顯微技術(shù)包括光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡¨等推動(dòng)了人類科技和社會(huì)的進(jìn)步。1986年，斯坦福大學(xué)的Quate、Gerber和IBM公司的Binning發(fā)明了原子力顯微鏡，這種原子級(jí)顯微工具以掃描隧道顯微鏡為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)afm原子力顯微鏡微懸臂探針與樣品表面原子之間的相互作用力如原子間斥力、范德華力、摩擦力等的測(cè)量，來(lái)觀察樣品表面的形貌結(jié)構(gòu)，同時(shí)分析材料表面性質(zhì)。近年來(lái)，原子力顯微鏡由于其制樣簡(jiǎn)單、操作便捷、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)與生命科學(xué)等領(lǐng)域。

1988年原子力顯微鏡先應(yīng)用于高分子領(lǐng)域，隨著時(shí)間的推進(jìn)，其研究方法及應(yīng)用范圍飛速地發(fā)展，由一開(kāi)始簡(jiǎn)單的表面形貌觀測(cè)發(fā)展到對(duì)納米尺寸級(jí)高分子結(jié)構(gòu)及性能的分析，并不斷開(kāi)發(fā)出新功能。現(xiàn)如今，afm原子力顯微鏡已逐步滲透到高分子研究領(lǐng)域的各個(gè)層面。為激發(fā)學(xué)生對(duì)高分子物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)高分子物理基礎(chǔ)理論知識(shí)的深入理解，同時(shí)提高大型儀器的利用率，作者結(jié)合本校高分子材料與工程專業(yè)對(duì)高分子物理實(shí)驗(yàn)的具體設(shè)置，以聚合物的支化結(jié)構(gòu)、聚氨酯的微相分離結(jié)構(gòu)、聚合物的結(jié)晶熔融行為和流延法單向拉伸制備高密度聚乙烯微孔膜4個(gè)實(shí)驗(yàn)為例，分別從高分子的結(jié)構(gòu)、性能、成型加工3個(gè)角度將原子力顯微鏡運(yùn)用于高分子物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行演示教學(xué)，以更好地闡明聚合物結(jié)構(gòu)與性能之問(wèn)的內(nèi)在關(guān)系，從而為高分子材料的合成、成型加工、性能檢測(cè)以及材料應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，同時(shí)使學(xué)生對(duì)所學(xué)到的高分子基本知識(shí)得以深入理解，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

原子力顯微鏡利用樣品表面與探針之間的相互作用力來(lái)研究樣品表面形貌，分辨率高，操作簡(jiǎn)單，是研究高分子表面微觀結(jié)構(gòu)的重要工具之一。將afm原子力顯微鏡運(yùn)用于高分子物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一方面可以更高的聚合物闡明高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，同時(shí)還可以使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生所學(xué)到的理論知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固，動(dòng)手操作能力、工程實(shí)踐能力得到全面提升，在面對(duì)專業(yè)技術(shù)問(wèn)題時(shí)能夠獨(dú)立思考，提出自己獨(dú)特的見(jiàn)解，提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。