【摘要】 CLSM 还可以扫描透明层并研究玻璃下的表面等。

沥青是一种复杂的混合物，其成分-结构-性能关系尚不清楚。因此，有必要了解哪些成分可能会形成微观结构，这些特征如何以及何时出现，以及它们是否是由其他成分引发或影响的。许多研究报告了所谓的蜂结构以及沥青表面的其他相。大量观察结果表明，蜡质化合物的结晶度可以解释蜜蜂的存在。然而，对于其他相的起源以及其他沥青成分作为蜜蜂形成促进剂的可能性仍然存在疑问。

 

在这项研究中，使用两种显微镜技术研究了蜜蜂的结构：原子力显微镜（AFM）和共焦激光扫描显微镜（CLSM）。通过使用模型蜡化合物，特别是熔点和链长不同的蜡混合物，在无特征的沥青表面上创建了蜜蜂结构和周围的岛屿。获得的结构与在石蜡沥青上观察到的结构非常相似。这表明蜜蜂和周围区域均由可结晶成分组成。此外，在其他表面上也产生了蜜蜂结构，例如矿物油和麦芽烯馏分。蜜蜂的形成不限于沥青材料，并且不需要沥青成分作为促进剂。

 

此外，CLSM 还可以扫描透明层并研究玻璃下的表面等。与这种固体基材接触以及浸入水后，没有观察到微观结构特征。将正构烷烃的组合添加到透明油中，在油-空气界面处诱发蜜蜂结构。油的透明度使得蜡在块状结晶中可见，其中添加的蜡结晶为小颗粒。这些小晶体预计会影响机械性能，例如石蜡沥青的低温硬化效应。

图 1. 通过 AFM 和 CLSM 测得的空气冷却表面：a) 原始石蜡基粘合剂，b) 老化石蜡基粘合剂，c) 原始无蜡粘合剂。未示出老化的环烷无蜡粘合剂【1】。

 

图 1 显示了两种未改性石蜡基和环烷基沥青粘合剂的 AFM 和 CLSM 图像。对于 AFM测试，显示高度和相位图像。对于 CLSM，包​​括 2D 激光扫描图像。对于原始石蜡粘合剂，如图 1a 所示，AFM 和 CLSM 中的蜜蜂结构都很明显。在 AFM 图像中，特别是在相位图像中，还可以清楚地看到每只蜜蜂周围都有另一个相位。在 CLSM 图像中看不到该周围相。老化石蜡粘合剂的观察结果与图 1b 类似，但蜜蜂结构的尺寸稍长，数量较少。同样，蜜蜂结构周围的岛屿在 AFM 相位图像中很明显，但在 CLSM 中看不到。

 

对基材的研究表明，蜜蜂结构不是在沥青-玻璃界面上形成的。此外，水下储存完全阻止了蜜蜂的形成。此外，通过使用添加了蜡混合物的透明矿物油，可以证明蜜蜂不是针对矿物表面形成的，它们仅在油气界面处观察到。在大部分改性油中，观察到小颗粒，并将其归因于本体相中的蜡结晶。AFM 和 CLSM 测试的比较表明，CLSM 没有捕获与岛结构相关的微小高度变化，而轻敲模式下的 AFM 在相位图中显示了这一点。另一方面，由于不需要接触，CLSM 可以轻松研究硬表面、软表面和液体表面，除其他优点外，它还可以研究隐藏在透明材料内部或下方的结构。

 

【1】Johan Blom, Hilde Soenen, Niko Van den Brande, Wim Van den bergh,New evidence on the origin of ‘bee structures’ on bitumen and oils, by atomic force microscopy (AFM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM),Fuel,Volume 303,2021,121265,

 

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