《光鑷研究兩親性嵌段共聚物流變學性質》是依託中國科學技術大學，由李銀妹擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：光鑷研究兩親性嵌段共聚物流變學性質
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李銀妹
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
兩親性嵌段共聚物在藥物增溶與緩釋、廢水處理等方面具有廣闊的套用前景。兩親性三嵌段共聚物PEO-PPO-PEO溶液是一種粘彈性材料，它對擾動的反應與頻率有關，其彈性部分的頻率反應區可高達數千赫茲，而目前商業用粘滯係數儀實際能測量的轉動頻率只能到數十赫茲，不足以用來測量該材料的高頻彈性反應；PEO-PPO-PEO本身是溫敏材料，其高頻區粘彈性隨溫度變化尚未見有文獻報導。本研究利用布朗運動的特性，用光鑷測量粘彈性性質，把高頻的測量範圍往上推到104 Hz量級，用以測量PEO-PPO-PEO嵌段共聚物溶液的彈性模數G'和耗損模數G。本研究建立光鑷測量兩親性嵌段共聚物溶液的G'和G的方法，測量PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的G'和G隨時間的變化，研究其凝膠體的老化機理；測量不同溫度下PEO-PPO-PEO嵌段共聚物溶液的G'和G，研究溫度對兩親性嵌段共聚物溶液流變學性質的影響。
結題摘要
光鑷具有操縱微小粒子進行精確定位、測量微小力等功能，光鑷的出現使得在很小的系統內操控粒子，對體系的粘彈性進行測量成為可能。利用光鑷測量粘彈性的方法，稱之為微流變學方法。該方法利用布朗運動的特性測量粘彈性。本項目在執行期間取得如下研究成果和進展： 研究光鑷在空氣—水界面的捕獲力與最佳化：光鑷測量界面上微小區域的流變學性質。研究發現分散劑分子集聚於空氣—水界面時，會降低光阱的捕獲力。結果將為光鑷研究兩親性分子在界面集聚後的流變學參數提供方法學基礎。最佳化界面上光捕獲方法的設計，是光鑷研究界面微流變學性質的重要基礎之一。我們指出如何才能最大限度的增加光阱捕獲效率，以更好的操控界面微粒。 建立了被動微流變學方法：通過建設四象限探測系統，使之能夠高速採集微米顆粒的布朗運動信號，通過分析該信號，獲得該溶液的彈性模量和損耗模量。實際測量了純水溶液的彈性模數G’和耗損模數G”驗證該方法的可行性，為測量高分子溶液中流變學性質奠定了方法學基礎。 利用拉曼光鑷技術研究偶氮囊泡體系光回響形變，研究成果對製備功能相應囊泡提供了指導方法：1、合成了三種兩嵌段偶氮吡啶聚合物分子 PNIPAM-b-PazPyn（n=0,2,6），並通過自組裝的方法製備了三種囊泡。在顯微鏡中觀察，三種囊泡具有不同的形貌結構，並且對紫外線照射的回響也不一樣。我們使用拉曼光鑷來觀察偶氮吡啶基團的紫外光致異構行為，這跟囊泡的形貌轉變是同時發生的。通過各種手段進行仔細分析，發現間隔鏈長度的不同而導致的分子鏈親疏水性的變化，以及偶氮吡啶基團的紫外光致順反異構是導致PNIPAM-b-PazPy2 組裝偶氮聚合物囊泡的形貌變化的主要原因。2、用兩種含偶氮苯的嵌段共聚物組裝製備了光回響不對稱的雜化囊泡，此二元雜化囊泡的表面形成了明顯的微相分離，它的形貌可以通過調節嵌段共聚物混合時的質量比進行調控。利用拉曼光鑷技術，研究微區的化學組成以及光致異構速率，結果發現混合囊泡中相應區域的光致異構速率比單組分的囊泡速率慢，這說明相分離對光致異構有著很強的抑制作用。 理論上研究了非球形粒子的捕獲：提出矢量光線追跡的方式，系統模擬了橢球體在光阱中力的分布，分析了光阱對顆粒表面的應力張力分布。該研究有助於理解非球形顆粒在光阱中動力學行為，用於研究非規則微粒的流變學性質。
