熱響應能力的聚合物影片的描述特性在航空和在水中

包括的事宜

摘要
簡介
實驗法
材料
手段
結果
在航空的描述特性
描述特性在水中
結論
SARFUS 的好處

摘要

一部熱響應能力的毫微米稀薄的聚合物影片的一個動態研究進行與 Sarfus 3D IMM 設備。 能力執行一個分析在航空以及在液體和容易地分析與層質量和形態學的活形象化的一個熱量轉移被展示。

簡介

因為他們是剪裁動態地表面屬性的一個強大的途徑響應能力的塗層受到了嚴重的關注在過去 20 年期間。 響應能力的聚合物畫筆,是被嫁接的響應能力的聚合物鏈子密集的裝配,可能適應他們的配置外部刺激例如光、溫度、酸碱度或/與鹽含量,證明有用為應用例如傳感器、致動器、藥物發運、親合力控制或者刺激裝門的濾清。


一支 thermoresponsive 聚合物畫筆的 1. 圓鼓和倒塌的配置在水中。

熱響應能力的畫筆在一種適當的溶劑使用顯示一個更低的 (LCST)重要解決方法溫度的聚合物,因此意味著,在低溫,被嫁接的聚合物鏈子脹大并且舒展遠離表面。 當溫度增加時,這支畫筆換成一個倒塌的狀態另外厚度、密度和黏彈性 (Fig.1)。

聚合物畫筆的摺疊轉移以前是由中子反射計,有散逸監控 (QCM-D), ellipsometry 或者基本強制顯微學的石英晶體微量天平監控了的。 這些描述特性方法遭受一系列的缺點例如高費用、分析的很長時間,範例降低或者需要使用提取實際上有意義的參數的複雜塑造。

相反, SARFUS 技術提供一個創新和相當地更加容易的方法監控響應能力的聚合物畫筆的摺疊轉移。 此附註的目標將顯示出, SARFUS 技術的確是與刺激響應能力的影片相關的實時研究在乾燥狀態和在解決方法。

實驗法

材料

P (MEOMA2) - 共同的 (OEGMA) 任意共聚物畫筆由從創始者silanized 浸沒海浪 (頂層的原子調用游離基聚合增長: SiO2),在 90 mol% 二 (1,2-亞乙基二醇) 甲醇以太異丁烯酸 (MEOMA, 188g /mol2) 和 10 mol% (1,2-亞乙基二醇) 甲醇以太異丁烯酸 (OEGMA, 475 个 g/mol) 的解決方法在水/甲醇。 ~35 毫微米厚度影片通過選擇適當的聚化時間增長。 在 35 °C +/-10 °C 附近的摺疊轉移期望所選的構成的 QCM-D 得到的早先結果。 斯格碼和 OEGMA 產生的2折射率 MEOMA Aldrich 分別為 1.44 和 1.49。

厚度比例在圓鼓和倒塌的配置之間的從一個早先研究估計是 ~2d 和 ~1.2d,分別,其中 d 是乾燥層的厚度在航空的。

手段

形象化完成與浸沒海浪在乾燥狀態和在解決方法。 厚度評定進行了與 SARFUS 3D IMM,包括同一臺儀器的乾燥和浸沒版本。 臨時在這支畫筆做為了同時觀察這個背景和這支畫筆。

層在室溫 (T 的航空首先被分析了<>

對於每个溫度二 SARFUS 層的圖像被採取了以及這個背景的定標標準和一個圖像的一個圖像。 四個圖像在少於 1 分鐘之內被記錄了。

結果

在航空的描述特性

由於 SARFUS 的直接,實時形象化功能,層,特別是其完全覆蓋範圍的質量管理,容易地執行。 在這個準備的範例,非常仅少量缺陷和找到的區被觀察了。 層的平均厚度被評定是 32.5 毫微米 (鐳 ~1.1 毫微米)。

描述特性在水中

層在水中被浸沒學習熱量摺疊。 層厚度的演變與溫度在表 2. 顯示。

圖 2. 明顯的厚度 P (MEOMA2) - 共同的 (OEGMA) 共聚物畫筆在水中,與溫度

厚度的明顯差異在 T=43 °C 附近t被觀察,是與這個期望的熱量轉移 (35 个 °C+/-10 符合 °C)。 在溫度增量期間, nanometerthin 層的地勢和工作情況在實時也被觀察了。 典型第 2 和 3D SARFUS 圖像被記錄在這個熱量轉移前後在表 3. 顯示。

圖 3. 第 2 和 3D P (MEO2MA) - 共同的 (OEGMA) 共聚物影片在二個不同溫度的水中

除厚度差異之外,我們也觀察了地面粗糙度 (鐳 (t) ~ 的演變t 0.6 毫微米; 鐳 (T>T)t ~ 2.2 毫微米) 兩種配置的。

從實際厚度評定和 Sarfus 評定,變得可能計算層的 R.i. (參見表 1)。

表 1。 從層的二種不同配置的 SARFUS 計算的 R.i。 實際厚度在水中從 ellipsometry 評定的這個厚度獲得了在膨脹系數乘的航空得到由 QCM-D。

層的配置 實際厚度
nm
Sarfus (明顯的) 厚度
(nm)
r.i. *
乾燥 35 32.5 1.45
延伸 (T 71 32.9 1.405
崩潰 (T>Tt) 42 36.9 1.44

*index 更正 (包括作為插件在 Sarfusoft) 關於定標標準 (n=1.465) 的 R.i. 是應用的。

與材料的構成和折射率單體的意見的一致,為乾燥範例確定的這个 R.i. 是。 關於濕層的 R.i.,他們應該與他們的水含量有關。 因為折射率水的是 1.33,這塊延長的層的 R.i. 的減少是與在影片的大約 ~50% 水兼容,正如所料從 QCM 確定的膨脹。 與期望意見的一致,關於倒塌的層,包含大約 15% 请澆灌,索引的得到的值再是。 確定的值顯示適當的演變: n (乾燥) n (倒塌) n (被擴大)。

結論

在此附註,我們說明 SARFUS 技術的能力一部熱響應能力的毫微米稀薄的聚合物影片的研究的。 我們展示了能力執行分析在航空以及在液體和容易地分析與層質量和形態學的活形象化的一個熱量轉移。

SARFUS 的好處

SARFUS 的好處包括:

  • 工作在航空或在浸沒
  • 能力進行上升暖流研究
  • 快速技術 (此研究的一天)
  • nanometric 範例的直接形象化
  • 實時研究的能力
  • 大視野 (從 70x70μm ² 到少量 mm ²)
  • 非侵入性/沒有接觸的技術
  • 沒有範例的 labeling/no 預處理
  • 3D 範例的表示

來源: Nanolane

關於此來源的更多信息请請參觀 Nanolane

Date Added: Jun 3, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:11

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