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利用微悬臂梁研究聚N-异丙基丙烯酰胺在金表面的自组装
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O633.22[理学—高分子化学;理学—化学] TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学,中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,合肥230027, [2]中国科学技术大学化学物理系,合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10732080,20674078和10872191)资助的课题.
中文摘要:

利用微悬臂梁传感技术研究了巯基化的聚N-异丙基丙烯酰胺(HS-PNIPAM)在微悬臂梁金面上的自组装过程.由于大分子的构象变化改变了分子间的相互作用,导致微悬臂梁的表面应力改变,使微悬臂梁发生弯曲.通过光学方法实时读出微悬臂梁的弯曲信号,得到HS-PNIPAM的自组装动力学曲线.通过对不同分子量HS-PNIPAM的实验结果分析表明:HS-PNIPAM在自组装过程中存在三个阶段,分别对应不同的分子构象.第一阶段为物理吸附阶段,第二、三阶段为伴随着分子构象变化的化学吸附阶段.吸附曲线符合Langmuir等温吸附.分析结果还显示HS-PNIPAM的表面吸附速率κ远小于小分子的吸附速率,并与分子量成负指数关系;HS-PNIPAM的自组装时间远大于小分子的自组装时间,并与分子量成正比;底物表面应力的改变与HS-PNIPAM的分子量成线性关系.

英文摘要:

A microcantilever sensor platform is used for detecting the self-assembly of poly-(N-isopropylacrylamide) (HS-PNIPAM) on gold surface. The change of the interaction between molecules caused by conformation transition will change the surface stress of the microcantilever which causes its bending. The kinetic curves of self-assembly can be obtained by real-time monitoring the deflection of the microcantilever using the optical lever read-out technique. HS-PNIPAMs of different molecular weight were used to study the self-assembly process, and the results showed that the kinetic carves can be divided into three stages corresponding to different conformations, respectively. The first stage cor responds to physical adsorption of HS-PNIPAM on gold-coated side. The second and third stages correspond to chemical adsorption on gold-coated side with conformation transition. The kinetic curves fit Langmuir adsorption isotherm well. The results also show that the reaction rate κ of HS-PNIPAM is far less than that of small molecules and decreases exponentially with the molecular weight; while the time of HS-PNIPAM' s self-assembly is far greater than that of small molecules and proportional to the molecular weight. The change of the surface stress is linear to the molecular weight of HS-PNIPAM.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876