• 温度控制的高速原子力显微镜
    发布日期:2019-08-30 12:18   来源:未知   阅读:

  信州大学的研究人员使用新定制的工具成功地记录了以前无法解释的水凝胶微球(微凝胶)行为:温度控制的高速原子力显微镜(TC HS AFM)。这台机器是世界上唯一的机器,由名古屋大学的Takayuki Uchihashi博士组装,研究蛋白质。它首次应用于信州大学研究生院纺织科学与技术研究所和RISM(超材料研究计划)团队的微凝胶研究。由第一年博士候选人西泽雄一郎(Yuichiro Nishizawa)领导的研究成功地观察了由于先前设备的限制而难以实现的微凝胶结构。

  已经使用散射和成像技术广泛研究了微凝胶的结构,包括电子显微镜,荧光显微镜,原子力显微镜和超分辨率显微镜。使用这些技术已充分证明了核 - 壳结构的热响应性质。使用TC HS AFM,他们能够详细观察和记录颗粒,非热响应的非均匀癸烷醛球形区域,这是由京都理工学院的Kenji Urayama博士假设的。

  Nishizawa说,“正如我们的研究表明,水凝胶微球几乎在每种情况下都具有异质结构。此外,非均相纳米结构会对水溶胀微凝胶的物理化学性质产生影响,并导致理论与结果之间的差距。我们相信我们的研究结果有助于理解这些差距。“

  信州大学的研究小组首先研究了通过沉淀聚合合成的微凝胶。该凝胶具有核 - 壳结构,以及非热响应球形结构域。使用反向细乳液聚合技术,他们能够生产出两种以前认为都相同的微凝胶,但观察到它们表现不同。

  在40.3℃下放大的NB10微凝胶的相图。尽管无法使用高度图像定义域,但是在相位图像中观察到它们。因此,似乎可能将结构域嵌入高度交联的微凝胶的核心区域中。信用:西泽等 人,ANGEWANDTE 化学国际版,2019年,WILEY-VCH出版社有限公司&有限公司KGaA公司

  通过在VPTT下方的反向细乳液聚合制备的微凝胶产生不具有非热响应性结构域的凝胶,也没有经典的核 - 壳结构 - 它是均匀均匀的。第三种方法,使用VPTT上方的反向细乳液聚合产生不具有核 - 壳结构的非均质凝胶,但具有纳米至亚微米大小的非热响应性结构域。信州团队能够证明,生产方法极大地影响了三种微凝胶的结构差异和行为。

  这项研究提供了所有热敏感微凝胶和可能其他刺激响应胶体的洞察力。生产方法对结构有很强影响的知识将有助于开发现实世界的应用,如微凝胶玻璃/水晶和其他医疗材料。信州团队希望继续研究水凝胶微球。Nishizawa说,“最终,我们希望开发新型微球,以提高人们的生活水平。”

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