介/納孔生物玻璃薄膜生物活性好,并且在藥物和生長因子承載等方面發(fā)揮著重要的作用。本工作采用嵌段共聚物P123模板法合成介/納孔生物玻璃薄膜,研究了十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和均三甲苯（TMB）添加劑,不同溶劑組分（乙醇和水）對介/納孔生物玻璃薄膜的孔尺寸和分布的影響。實驗結(jié)果表明:添加CTAB,薄膜形成小孔徑介孔和大孔交互的孔形貌;TMB加入使薄膜介孔尺寸細微增大并產(chǎn)生略大尺寸的納孔;而溶劑組分中水濃度增高,膠束尺寸分布均勻性和穩(wěn)定性下降,大體積納孔的含量明顯增大。其中,介孔孔徑均在10nm以內(nèi),而納孔主要變化范圍為20-200nm。添加劑和溶劑作用可歸結(jié)于它們對膠束形成和與硅鹽離子的組裝影響;不同介/納孔的薄膜可對蛋白質(zhì)吸附量進行調(diào)節(jié)。 

【文章來源】：稀有金屬材料與工程. 2016,45(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

薄膜樣品A1、A2、A3、A4的SEM圖像

劑的摩爾體積，R是氣體常數(shù)，T是開氏溫度，δS和δP分別是溶劑和聚合物的溶解度參數(shù)[13]。P123由疏水性鏈段PPO和親水性鏈段PEO組成，于溶劑中溶解時，形成以PEO為殼，包圍PPO為核的膠束結(jié)構(gòu)，達到穩(wěn)定狀態(tài)。研究表明，當(dāng)嵌段共聚物溶于某溶劑時，若溶劑與成核的鏈段之間的溶解度參數(shù)越接近，核的伸展度愈大；溶劑的極性愈低，那么溶劑與核之間，以及膠束殼之間的排斥作用也愈小，這也會導(dǎo)致聚集體的數(shù)目和核的伸展度增大。從溶解度參數(shù)可計算出，P123膠束在乙醇中溶解度更大，且膠束狀態(tài)更趨于穩(wěn)定。圖2中薄膜SEM像顯示，溶劑中含水量逐漸增大，規(guī)則介孔數(shù)目減少，而納孔數(shù)目增多且孔徑增大分布變寬；圖3顯示樣品B5~B10的膠束粒徑陡增。這里的膠束粒徑值是溶液中所有膠束的動態(tài)平均值，因此后4組大幅增大的膠束粒徑值，可能是由于溶液不穩(wěn)定使膠圖2薄膜樣品B1~B10的SEM圖像Fig.2SEMimagesofsampleB1~B10:(a)B1,(b)B2,(c)B3,(d)B4,(e)B5,(f)B6,(g)B7,(h)B8,(i)B9,and(j)B10abcdefghij50nmVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-pore

P123是一種中性表面活性劑，經(jīng)改性可制較大孔徑甚至幾十納米的介孔[12]。小分子CTAB形成的膠束體積遠小于高聚物P123，且CTAB膠束帶正電荷，P123膠束成中性。因此，CTAB膠束可與硅酸鹽分子之間主要發(fā)生靜電力作用，而P123膠束與硅酸鹽分子之間只能以氫鍵等分子間作用為主，故CTAB與無機硅鹽離子和低聚體的作用力更強、速度更快。在先驅(qū)體溶液中，首先CTAB膠束與硅酸鹽之間的產(chǎn)生靜電結(jié)合，隨后再與P123膠束發(fā)生作用，因此最后在玻璃薄膜中會形成由P123膠束殘留大孔分散聚集在由CTAB膠束殘留小孔之間的孔結(jié)構(gòu)。如圖1所示，A1和A4分別為P123、CTAB為單模板條件下形成的介/納孔薄膜樣品，A1中有規(guī)則排列尺寸均一的蠕蟲狀孔，孔徑在5~10nm，A4中只有2~5nm且稀薄的介孔分布。該結(jié)果輔證了P123膠束體積大于CTAB膠束的體積，同時說明膠束體積會直接影響孔徑的大校從A1→A2→A3的變化可以看出，隨CTAB加入越多，樣品中蠕蟲狀介孔越來越小，而納孔數(shù)目增加且變大�？烧J(rèn)為CTAB膠束充當(dāng)介孔形成模板時，形成蠕蟲狀介孔；而P123膠束燒蝕后則留下較大不規(guī)則的納孔，最終形成孔結(jié)構(gòu)為小孔和大孔的介孔交互，在蠕蟲狀孔末端形成的圓孔逐漸增多且孔徑增大的形貌特征，如圖1中樣品A3的SEM像，形成小于5nm的蠕蟲狀介孔和10~30nm的納米孔。2.2添加劑TMB及溶劑組成對薄膜孔結(jié)構(gòu)的影響由于TMB與P123膠束間的作用與溶劑中水的濃度關(guān)系密切，實驗中在不同的溶劑組分下分析TMB加入與否對薄膜孔結(jié)構(gòu)的影響。具體實驗配比如表2所示。以B4中的加入量為例，各組分的摩爾濃度比如下：P123:TMB:C2H5OH:H2O:HCl:TEOS:Ca(NO3)2·4H2O:TEP=0.0075:0.4:14.871:5.352:0.044:0.098:0.018:0.012為了更加準(zhǔn)確了解反應(yīng)條件、前驅(qū)體溶膠?


本文編號：3019912