鏈剛性對聚電解質多層膜性質的影響.pdf

1、在本論文中，作者主要利用耗散測量型石英晶體微天平(QCM-D)、表面Zeta電位分析儀(ZPA)、原子力顯微鏡(AFM)、光學反射計(OR)等表征技術系統(tǒng)研究了鏈剛性對聚電解質多層膜的自組裝行為、蛋白質在其表面的吸附行為以及滲透壓誘導的塌縮/溶脹行為的影響。結果表明，鏈剛性對于聚電解質多層膜的組裝行為及其相關界面性質有重要影響。主要結果如下:
　　1.利用QCM-D和AFM系統(tǒng)研究了鏈剛性對聚電解質多層膜自組裝行為的影響。研究結果

2、表明多層膜在不同濃度鹽溶液中的增長方式是由鏈上帶同種電荷基團間靜電排斥力的減弱和鄰近兩層間靜電吸引力的減弱這兩種效應共同決定的。隨著鹽濃度的升高，（柔性鏈/柔性鏈）聚電解質多層膜的增長主要由鏈上帶同種電荷基團間的靜電排斥力降低所主導。對于其它三種聚電解質對，多層膜的組裝出現(xiàn)兩個區(qū)域。對于（半剛性鏈/半剛性鏈）和（柔性鏈/半剛性鏈）聚電解質多層膜，在低鹽濃度區(qū)，隨著鹽濃度升高，膜的增長方式由帶同種電荷基團間的靜電排斥力降低所主導;而在高鹽

3、濃度區(qū)，則由鄰近兩層間的靜電吸引力降低所主導。研究結果同時表明多層膜的表面粗糙度也受鏈剛性影響。
　　2.利用OR和QCM-D系統(tǒng)研究了鏈剛性對牛血清蛋白(BSA)在聚電解質多層膜表面吸附的影響。結果表明BSA在與其電荷相同及相反的多層膜表面均可吸附。BSA在聚電解質多層膜表面的吸附除了受到靜電相互作用影響外，還受到界面上鏈的構象影響。對于（柔性鏈/柔性鏈）多層膜，聚電解質鏈在其表面產生大量類似無規(guī)線團的構象，其通過與BSA的靜電

4、匹配相互作用，纏繞在BSA分子周圍，導致大的吸附量。對于（半剛性鏈/半剛性鏈）多層膜表面，其類似于兩性聚電解質的表面，導致較低的BSA吸附量。對于（柔性鏈/半剛性鏈）多層膜，BSA的吸附行為主要由柔性鏈的構象決定。另外，對于（柔性鏈/柔性鏈）多層膜，BSA吸附量不隨多層膜的層數(shù)改變;對于（半剛性鏈/半剛性鏈）及（柔性鏈/半剛性鏈）多層膜，BSA吸附量隨著層數(shù)的增加而減小。
　　3.以一種具有很大溶脹程度的（柔性鏈/半剛性鏈）聚電解

5、質多層膜為模型，利用膠體探針原子力顯微鏡系統(tǒng)研究了其在不同濃度右旋糖酐溶液中滲透壓誘導的塌縮/溶脹行為。通過表面力的變化，建立了表面力與外部溶液滲透壓間的定量關系。結果表明隨著溶液中右旋糖酐濃度的升高，多層膜內部的水分子被吸出，逐漸塌縮。而當溶液中右旋糖酐濃度的降低，水分子重新擴散進入多層膜內部，使其完全回復到溶脹狀態(tài)。該過程可以循環(huán)重復多次而不影響多層膜的內部結構。另外，滲透壓作用下水分子的擴散是快速動力學過程。表面力與滲透壓的定量關