聚合物膜弹性与稳定性的分子量依赖性

从一系列两块聚合物（diblock copolymers）中制备的称为“聚合物球体”(polymersomes)的球体在水相中的物理特性进行了表征。随着分子量 $\bar{M}_n$ 的增加，聚乙二醇-聚丁二烯 (PEO-PBD) 的自组装双层的疏水核心厚度 $d$ 增加至最高可达 20 $nm$ - 显著大于任何以前研究的脂质体系。我们测量了这些膜的力学响应，具体为面积弹性模量 $K_a$ 和最大面积应变 $\alpha_c$，通过微操作法进行。对于由界面支配的弹性，$K_a$ ($\simeq$ 100 $pN/nm$) 随 $\bar{M}_n$ 无显著变化。相关的均匀场理论也预测 $\alpha_c$ 的一个通用极限值，约为脂质体系的 10 倍。实验结果确实显示 $\alpha_c$ 随 $\bar{M}_n$ 一般呈递增趋势，在应力松弛被最高 $\bar{M}_n$ 处的链缠结所抑制之前，接近理论极限。结果突显了纳米尺度自组装体系的界面极限。