基于原子力显微镜的流体界面处软响应粒子三维形状原位成像
软凝聚态物质
2022-04-21 v1
摘要
软的可变形粒子在两种流体界面吸附时的重构支撑着其动力学与相互作用的诸多方面，并最终控制着与材料（如粒子稳定的乳液和泡沫）及过程（例如基于粒子的光刻）相关的粒子单层的宏观性质。尽管其十分重要，以高分辨率实验测定流体界面处软粒子的三维形状仍是一项难以达成的任务。在本工作中，我们取聚(N-异丙基丙烯酰胺)（pNIPAM）微凝胶作为模型软粒子，并证明其在水相与油相界面的构象可通过原位原子力显微镜（AFM）成像得以完整重构。我们表明，从界面两侧对粒子形貌成像，可表征界面张力作用下粒子的面内变形，并可视化两种流体中不对称溶胀的发生。此外，该技术能够研究不同流体相与粒子结构，以及原位研究温度变化对粒子构象的影响。我们预期这些结果为在流体界面处软物体的单粒子行为与对应用和基础研究所关涉的宏观材料性质之间提供微观洞见，开辟了令人振奋的广泛可能性。
引用
@article{arxiv.2204.09324,
title = {In-situ imaging of the three-dimensional shape of soft responsive particles at fluid interfaces by atomic force microscopy},
author = {Jacopo Vialetto and Shivaprakash N. Ramakrishna and Lucio Isa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09324},
year = {2022}
}
备注
36 pages, 13 figures including Supporting Information