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，從分子運動的角度，討論高分子結(jié)構(gòu)與外界條件對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驗教學(xué)關(guān)系密切；高分子物理實驗對測試儀器的技術(shù)與要求都很高，是高分子教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。高分子物理實驗教學(xué)的目的主要有兩方面，一方面是對課堂教學(xué)的鞏固，另一方面在于提升學(xué)生的感性認識，拓展知識面，啟發(fā)創(chuàng)新思維。通過運用所學(xué)到的基礎(chǔ)理論和知識，學(xué)生可以在實驗教學(xué)中鞏固并且加深對高分子科學(xué)基本概念及理論的理解，熟練掌握基本操作技能，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與作風(fēng)，提高解決問題的能力。

近年來先進的顯微技術(shù)包括光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡¨等推動了人類科技和社會的進步。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(atomicforcemicroscope，AFM)，這種原子級顯微工具以掃描隧道顯微鏡為基礎(chǔ)，通過對AFM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、摩擦力等的測量，來觀察樣品表面的形貌結(jié)構(gòu)，同時分析材料表面性質(zhì)。近年來，原子力顯微鏡由于其制樣簡單、操作便捷、分辨率高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)與生命科學(xué)等領(lǐng)域。

1988年AFM首次應(yīng)用于高分子領(lǐng)域，隨著時間的推進，其研究方法及應(yīng)用范圍飛速地發(fā)展，由一開始簡單的表面形貌觀測發(fā)展到對納米尺寸級高分子結(jié)構(gòu)及性能的分析，并不斷開發(fā)出新功能?，F(xiàn)如今，AFM已逐步滲透到高分子研究領(lǐng)域的各個層面。為激發(fā)學(xué)生對高分子物理實驗課程的學(xué)習(xí)積極性，促進學(xué)生對高分子物理基礎(chǔ)理論知識的深入理解，同時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)對高分子物理實驗的具體設(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個實驗為例，分別從高分子的結(jié)構(gòu)、性能、成型加工3個角度將原子力顯微鏡運用于高分子物理實驗中進行演示教學(xué)，以更好地闡明聚合物結(jié)構(gòu)與性能之問的內(nèi)在關(guān)系，從而為高分子材料的合成、成型加工、性能檢測以及材料應(yīng)用提供理論和實驗依據(jù)，同時使學(xué)生對所學(xué)到的高分子基本知識得以深入理解，提高分析問題和解決問題的能力。

原子力顯微鏡利用樣品表面與探針之間的相互作用力來研究樣品表面形貌，分辨率高，操作簡單，是研究高分子表面微觀結(jié)構(gòu)的重要工具之一。將原子力顯微鏡運用于高分子物理實驗教學(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，同時還可以使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的理解。通過一系列的實驗操作，學(xué)生所學(xué)到的理論知識得到進一步鞏固，動手操作能力、工程實踐能力得到全面提升，在面對專業(yè)技術(shù)問題時能夠獨立思考，提出自己獨特的見解，提高了分析問題和解決問題的能力。