聚合物刷层和其他薄膜的水合和脱水状态之间的过渡可以通过例如来评估QCM-D,它会感知水分的吸收和释放变化质量.
以壳聚糖聚合物刷为例,用QCM-D分析了壳聚糖聚合物刷的膨胀和坍塌。壳聚糖刷的构象取决于pH值和反阴离子的大小。在pH值较低时,电刷是水溶性的,而在pH值高于6.5时,它是一个塌陷的线圈,不溶于水。
本实验将壳聚糖接枝到QCM-D传感器上。然后将刷子层暴露在不同pH值和反阴离子大小的溶液中,同时测量涂层厚度。
测量结果如图1所示。从图中可以看出,该层在低pH值时膨胀,在高pH值时收缩。还可以看出,膨胀和坍塌状态之间的转变是可逆的,较大的反阴离子比较小的反阴离子引起更大的膨胀。
图11.该图显示了壳聚糖刷在不同pH值和反阴离子类型溶液中厚度的变化。电刷在低pH值时膨胀,在高pH值时收缩。
为了调整聚合物基材料(如聚合物刷)的界面特性,使其支持所需的与环境的相互作用,必须对层的结构和结构变化进行表征。这种描述是直接的,例如QCM-D,它可以检测水化程度的变化以及膨胀和坍塌状态之间的过渡。
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1图片转载自参考文献1,并得到英国皇家化学学会的许可。
封面照片由Samara Doole在Unsplash上拍摄
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