各向异性核壳与中空微凝胶的界面组装

微凝胶是亚微米尺寸的交联聚合物，是理想的软物质模型体系。尽管球形微凝胶已被广泛研究，各向异性微凝胶却鲜有探讨。本研究比较了各向异性核壳与中空微凝胶的界面形变与组装。核壳微凝胶由赤铁矿椭圆核、薄二氧化硅层及 PNiPAM 薄壳组成。中空微凝胶经两步刻蚀无机核后得到。这些微凝胶在油水界面的行为通过 Langmuir Blodgett 槽结合离位 AFM 进行研究。首先，通过实验与耗散粒子动力学模拟考察了各向异性微凝胶结构对其界面铺展的影响。由此凸显了局部壳层厚度对横向与纵向界面形变的重要性，以及核壳与中空结构之间的差异。分析了不同压缩程度下等温压缩线的形状以及微凝胶的尺寸、有序性与取向。由于其各向异性形状与刚度，两种各向异性微凝胶均表现出显著的毛细相互作用，偏好侧对侧组装，从而在低界面覆盖下形成稳定微凝胶簇。相较之下，可形变程度更高的中空各向异性微凝胶的此类毛细相互作用减弱。因此，在高表面压下，各向异性中空微凝胶比更刚性的核壳微凝胶分布更均匀。我们的发现强调了胶体设计、各向异性和柔软性在界面组装中的复杂相互作用，以及由此带来的构建更复杂有序界面的机遇。