利用原子力显微镜测量复合微胶囊静态弹性性质 measurement of the static elastic properties of composite microcapsules using atomic force microscopy.pdfVIP

第27卷第2期 电子显微学报 V01．27．No．2 2008年4月 ofChill嘲Electron 2008．04 Journal Society Microscopy 17．05 文章编号：1000—6281(2008)02．Ol 利用原子力显微镜测量复合微胶囊静态弹性性质 刘艳芳，王 星，葛丽芹，巴 龙’ (东南大学分子与生物分子电子学实验室，江苏南京210096) 摘要：用层一层组装方法制备了直径约为6舯的聚电解质多层复合微囊，并用原子力显微镜研究了微囊的弹性 性质。通过用微球修饰的原子力显微镜探针对微囊加载，在空气和水环境下测童了不同刚性探针加载液体填充微 囊的力曲线，利用微囊变形理论模型拟合力曲线，得到多层微胶囊的杨氏模量在90MPa一180MPa之间。 关键词：原子力显微镜；多层膜；微囊；弹性模量 文献标识码：A 中图分类号：TGll5．21+5．7；TB383；0343．1 由于高分子微囊典型的二维分子结构及其在核 囊的壁材料为：聚苯乙烯(PSS，平均分子量(Mw) 70 70 聚变靶材料…、药物缓释瞻1和新材料制备b1等方面 000)和氢氧化丙烯胺(PAH，Mw 300 的应用，近年来很受关注。由于其特殊的单层或多 公司)，聚氧化乙烯(PEO，Mwooo)(Saiji公司)， 层壳体结构，许多人通过它来研究分子壳体力学性 4- 聚甲基丙烯酸(PMAA)为国产。用直径为6．0弘m 质HJl。原子力显微镜由于其微区加载能力，可用来 0．18 测量不同聚合物或生物壳体结构的静态或动态力学 性质，如纳米微囊№o、单细胞1的弹性性质。利用原 水为微孔过滤的阻抗大于18．2MD,em叫的去离子 子力显微镜研究单层或多层微囊的力学性质，可避 水。 免测量沉积在刚性基底的高分子薄膜时基底的影 将聚电解质材料溶于1 mol／LNaCI mg／ml，0．5 响，因此微囊是研究单层或多层高分子薄膜及其薄 水溶液中，通过相反电荷的吸附达到层层组装，最后 mol／L 壁结构力学性质的理想结构。 用0．1 HCl溶液将核MF溶掉从而获得中空的 为了解多层复合微囊的力学性质，我们制备了 微囊。包裹MF粒子的微胶囊最里层是PSS，第二层 一种聚电解质多层结构，以了解层厚对弹性性质的 为PAH，然后通过离心过滤，重复四次便得到8层聚。 影响。本文采用标准微球接触力方法测量微囊的变 合物的微胶囊，这样最外层是PAH，便于PMAA的吸 形，同时注意到测量软材料时，冈0性大的探针会降低 附。将已经形成的8层聚合胶囊离心过滤后溶人 mol／L 测量的力灵敏度，而刚性小的探针本身的变形将会 PMAA(1．0 NaCI)溶液中5min，