在纳米尺度下，由于尺度效应和表面效应的影响，材料将会显现出与宏观条件下完全不同的特性和现象，所显示的规律已不再遵循宏观的模型。想要了解在纳米尺度下的材料特性，建立及运用精确的测量技术与系统，即成为不可或缺的一环。表面力仪（SFA）是用来测量微小表面间微小作用力的一种仪器。经过多年的发展，表面力仪已经成为纳米科学领域重要的研究工具之一，适用于胶体及界面科学、纳米摩擦学等研究的领域。　　 本文主要是以介绍表面力仪的构造及其在距离控制过程中的力学原理和形成等色序干涉条纹的光学原理为主。表面力仪主要构件有一个不锈钢主平台和悬臂弹簧，通过手动的差示测微计和变速的反转直流电机可以进行粗调和微调，调整上下表面的移动。然后将解理后的云母片，背面镀上银层，然后贴到透明的玻璃圆柱型硅石上，样品准备好后把它固定在表面力仪上，其中下面的圆柱型硅石固定器与精密的测力弹簧片相连。当两个样品表面间距离接近到一定的程度时，将会引起弹簧片的变形，表明有作用力出现。一般来讲，在不同实验中可以使用不同的弹簧片，这样可以得到完整的力-位移曲线。　　 传统的DLVO理论认为，随着两表面距离的不断接近，彼此间的范德华引力越来越强，使得两表面由于相互吸引而接触。在本论文的实验中，向表面力仪中加入了0.1M的氯化钠溶液，进行相关的试验，发现除了静电力和范德华力外，还存在一种短程斥力，这种力也称为“水合力”，它的主要特点是作用范围在5nm内，属于短程范围，会阻止两云母片的相互接触。目前所测得短程斥力不能用传统的DLVO理论来解释。引起这种短程作用力的原因可能是由于SiO4四面体中平均有l/4的Si被A1取代，而晶格中的K+与整个网面过剩的负电荷结合。当浸染在溶液中的时候，K+会被其他离子取代。而在作用力测量的过程中，随着两表面的接近，离子去水合，引起体系自由能的增加而产生排斥力。另一种说法是，是水合离子去水合时需要一定的能量。　　 尽管水合力在表面化学和生物学等领域有重要的研究意义，但人们对它的了解还是很不够，尚需要进行大量的理论和试验探索。