Gabriel Ohlsson Dec 30, ’20 < 20190505

如何测量高分子刷的溶胀和塌缩

聚电解质多层膜和水凝胶等高分子刷通常用于获取如生物相容性、防污性和药物传输能力等所需性质。多层构象和水合度是影响其界面性质的关键参数。在这里,我们展示了一种直接的方法,用于测量水合和脱水状态即溶胀和塌缩之间的转变。

实时表征高分子刷的溶胀和塌缩

高分子刷和其它薄膜的水合和脱水状态之间的转变可以通过如QCM-D等技术来评估,QCM-D可以根据质量的变化来感知水分的吸收和释放。

例如,用QCM-D分析壳聚糖高分子刷的溶胀和塌缩。 壳聚糖刷的构象取决于pH值和反阴离子的大小。在低pH值时,高分子刷是水溶性的,而在pH值大于6.5时,高分子刷转变为不溶于水的塌缩线团。

在这个实验中,首先将壳聚糖接枝到QCM-D芯片上, 然后将高分子刷置于不同pH值和反阴离子尺寸的溶液中,测量膜层厚度。

测量结果如图1所示。从图中可以看出,高分子刷在低pH值时溶胀,在高pH值时塌缩。还可以看出,溶胀和塌缩状态之间的转变是可逆的,尺寸大的反阴离子比小的反阴离子更容易引起溶胀。

1:图中显示了壳聚糖高分子刷在不同pH值和反阴离子溶液中的厚度变化。高分子刷在低pH值时溶胀,在高pH值时塌缩。

结论

为了得到特定的聚合物材料(如高分子刷)的界面特性,实现与环境的理想交互作用,必须对该薄膜层的结构和结构变化进行表征。使用QCM-D技术即可便捷地表征水合度的变化以及溶胀和塌缩状态之间的转换。

如需阅读完整的研究报告,请下载附件高分子刷的溶胀和塌缩表征的应用说明。

参考文献

  1. H-S Lee, et al., J. Mater. Chem., 22, 19605, 2012

数据来自参考文献1,经英国皇家化学学会批准。封面照片由Samara Doole在Unsplash上发布。

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