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如何测量高分子刷的溶胀和塌缩
2019/04/30 17:04
阅读：237
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方案摘要：
产品配置单：
QSense卓越版四通道石英晶体微天平
型号： Analyzer
产地： 瑞典
品牌： QSense
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方案详情：
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。
图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，请下载附件中的应用说明。
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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