广泛研究自1990年代以来,PNIPAm,聚(丙烯酰胺N-isopropyl),是一个热敏感的聚合物。PNIPAm显示一个对应的相变温度变化由于其分子结构的特点。
由于氢键相互作用和疏水作用,聚合物链逐渐缩小倒塌的构象当温度超过它的低临界溶解温度(LCST)。
有趣的是,热敏感属性的PNIPAm分子可以有效地维护复合或与其他材料共聚时,和相变行为是可逆的。亚博网站下载热敏感等特点这承诺适用于一系列应用智能材料和药物设计。亚博网站下载
使用光散射技术在这一过程中为了描述的大小和zeta电位PNIPAm水凝胶与温度的变化,随后观察并记录解决方案环境对其结构的影响。
实验
的PNIPAm水凝胶分散在水中。25°C - 50°C是设置为测量温度范围,并通过函数的温度趋势,进行测量的温度间隔1°C,就像一个heating-cooling循环。
60秒被设置为每个温度的温度平衡时间间隔,以确保测量样品在热平衡。
结果与讨论
图1描述了,在温度提高过程中,颗粒大小的PNIPAm水凝胶减少当温度增加的25°C - 50°C,而计数率逐渐增加。粒子的大小大约是700海里25°C,而粒度降低到350 nm当它最终达到50°C。
图1所示。粒子大小和计数率的PNIPAm水凝胶作为温度的函数。图片来源:Bettersize仪器有限公司
当周围的温度超过相变温度(约32°C,在大多数文献报道,但它也依赖于胶体结构),PNIPAm大小减少加热。
快速变化将导致其构象unfolded-coil状态的崩溃状态从PNIPAm分子的疏水作用和蛋白质像氢键的形成。
胶态密度和增加的价值(dn / dc)悬架的最终结果是一个逐渐增加的计数率PNIPAm的萎缩。计数率的值直接成正比(dn / dc)2。
的组装行为heating-cooling周期是可逆的,如图1所示。加热和冷却循环显示明显的相变的滞后。这是由于这一事实PNIPAm需要吸收能量,以便它可以创建氢键在加热,当冷却过程发生的结果从氢键的断裂释放能量。
图2。ζ电位的PNIPAm水凝胶作为温度的函数。图片来源:Bettersize仪器有限公司
不同温度下样品的ζ电位的趋势显示在图2。检测温度范围,ζ电位的PNIPAm凝胶-检测温度范围内,可以看出,这意味着样品表面带有负电荷。
的海拔温度、ζ电位的振幅增加。PNIPAm的电动电势是大约-10 mV 25°C,和潜在的增加到大约24 mV当温度达到50°C。的加热和冷却过程,PNIPAm水凝胶的泽塔潜在趋势表现相同。
图3。对温度的依赖关系的示意图PNIPAm构象。图片来源:Bettersize仪器有限公司
图3显示的温度依赖性的电动电势PNIPAm样本。在相对较低的温度下,样品显示的构象,表面电荷密度相对较低;然而,颗粒大小随温度增加导致表面电荷密度的增加以及电动电势振幅。
结论
本文中描述的过程是一个热敏的PNIPAm样本特征的自动测量程序下的粒子大小和ζ电位的温度变化过程BeNano。类似的行为表现出了PNIPAm展品与与大多数文献报道结果。
可以显著提高测量效率测量BeNano温度趋势,提供一个健壮的和强大的测试工具用于多个应用程序。
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