积分方程理论解析胶体探针原子力显微镜中基底表面颗粒数密度分布

来自日本的研究团队通过胶体探针原子力显微镜(CP-AFM)技术，创新性地将积分方程理论应用于固-液界面胶体颗粒层结构解析。该研究突破传统硬壁势假设，通过统一探针-颗粒与基底-颗粒对势模型，从实验力曲线中精准计算出基底表面颗粒数密度分布，其结果与ζ电位法高度吻合，为界面胶体行为研究提供了新范式。

　　

胶体探针原子力显微镜(CP-AFM)作为探测胶体分散体系的利器，能精确捕捉探针与基底间的力曲线变化。这些力曲线如同密码本，暗藏着基底表面胶体颗粒形成的层状结构信息。然而，破译力曲线与层结构的关系并非易事。

研究者们另辟蹊径，开发出基于积分方程理论的新算法，成功从CP-AFM力曲线中解码出胶体颗粒的数密度分布。该方法巧妙设定探针-颗粒与基底-颗粒对势模型相同，却不拘泥于势函数的具体形式。当应用于真实实验数据时，计算得到的分布结果与基于基底ζ电位的方法高度一致，显著优于早期采用的硬壁势近似模型。

这项突破不仅验证了理论模型的可靠性，更实现了从实验力曲线反推基底-颗粒对势的壮举。就像通过指纹重建犯罪现场，科学家们现在能透过力曲线这扇窗，窥见固-液界面胶体自组织的微观世界，为软物质界面工程和纳米材料设计提供了全新工具。