《基於原子力顯微鏡的水凝膠表面的納米力學性能的研究》是依託復旦大學，由屈澤華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於原子力顯微鏡的水凝膠表面的納米力學性能的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：屈澤華
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究基底材料的表面力學性能對細胞行為的影響，有助於了解材料與細胞之間相互作用規律，設計出更合理和具有特殊功能的材料表面。但是，目前對於材料表面力學（模量、黏彈性等）性能的表征卻不理想。尤其是水凝膠材料，它的力學性能檢測難度更大。原子力顯微鏡（AFM）新功能峰值力定量納米力學模式[PeakForce Quantitative Nano-Mechanics(PeakForce QNM)]應時而生。本項目擬通過製備不同硬度、不同微米圖案的聚乙二醇（PEG）水凝膠材料，利用AFM對不同結構的PEG水凝膠材料進行表面形貌和定量納米力學性能的研究，最佳化出不同結構的水凝膠的測試條件和力學參數間的關係規律；進而研究不同軟硬度、不同金圖案修飾的PEG水凝膠的單體與交聯劑摩爾比、分子量、圖案類型和表面力學性能的關係，以及不同表面力學性能的水凝膠對細胞生物學性能的影響，為生物材料的開發與套用奠定理論基礎。
結題摘要
水凝膠材料的表面納米力學性能一直是近年來研究水凝膠材料課題組渴望探究的問題。本課題在利用AFM研究水凝膠材料的表面納米力學性能的過程中，得到了很多珍貴的實驗結論與規律。具體如下：（1）對原子力的納米力學性能測試中相對方法與絕對方法做了對不同材料的檢測驗證，發現AFM的PeakForce QNM模式測定的納米力學性能結果與巨觀力學結果基本一致，該方法的準確度很高，可靠性很好。（2）針對原子力顯微鏡測試水凝膠中樣品固定上的難題做了深入的研究，發明了相應的固定樣品台。針對製備的不同軟硬度的水凝膠材料，採用AFM探測表面納米力學性能需要採用不同的探針與儀器參數。（3）AFM探測得到的力學性能結果與納米壓痕儀測定的結果基本一致。材料表面的模量與黏附力影響細胞行為的發生，細胞更喜歡在模量高、黏附力大的材料表面生長，並根據圖案形狀發生“接觸引導”行為。
