由我们课题组最近发展的一系列高通量单分子追踪技术和算法使我们能够在有限的时间内在固液和水油界面上动态成像并定位数以十万乃至百万计的单个分子。这些高通量单分子实验可以从单个分子的角度去解析表面反应过程、高分子表界面构象以及各种动态行为，而不仅仅是获取大量分子的时间和空间平均信息。因此，单分子手段极大地拓展了人们对材料内部结构以及动态性能的认识，已经并将会继续挖掘出传统测试技术不能获取到的物理景象，提升人们对于微观世界的认识。我们发现高分子在二维固液、液液界面的扩散、吸附行为与传统认识(表面纯二维运动，图1)有很大不同[1-3]。我们发现高分子的界面运动是一种存在长程跳跃扩散(Lévy flight)的非布朗型异常扩散，这种动态行为不能用任何现有的高分子理论进行解释。我们设计了一系列试验，研究表面化学性质、表面粗糙度、表面粘度、高分子与表面相互作用以及探针高分子分子量等因素对界面扩散行为的影响，并对其进行模型化处理，发现这种扩散行为定量符合一种名为"连续时间随机游走"(Continuous Time Random Walk)的非平衡态统计物理模型。我们在前期假设这种长程跳跃扩散形式是由"解吸附-本体扩散-重新吸附"过程引起的(图1)，这很好的解释了一系列实验现象。最近，我们发展了一套三维单分子荧光解析手段[4]来对高分子异常扩散进行全面解析。我们直接观测到高分子长程跳跃的确是由"解吸附-本体扩散-重新吸附"引起的，且重新吸附效率在5％-50％左右。这意味着高分子链在重新吸附到表面之前与表面经历了多次碰撞，相对于纯粹的表面二维运动，解吸附、重新吸附过程可以极大的增加探针高分子的表面探测面积，提高其与表面的相互作用几率。这一系列工作使得人们对高分子表界面运动行为有了更加清晰的物理景象。