BeNano 表征温敏PNIPAm水凝胶

关键词：粒径、Zeta电位、温度趋势、温敏高分子材料

PNIPAm，聚N-异丙基丙烯酰胺，是一种功能性温敏高分子材料，从上个世纪90年代开始引起科研人员的关注，具有大量文献报道。由于其分子结构特点，PNIPAm在低温为亲水的展开构象，而温度超过约32℃，分子内键合和疏水基团的作用下逐渐转变为收缩构象。有趣的是，即使是与其他材料复合或者共聚，PNIPAm分子的温敏特点都可以得到有效保持，并且其构象变化随升温或者降温过程可以逆转。其温敏特点在医药、智能材料制造领域具有广泛的应用前景。

在这篇应用报告中，我们使用光散射技术表征了一个PNIPAm水凝胶的粒径和Zeta电位随温度的变化，研究了溶液环境对其结构的影响。

仪器

采用丹东百特公司的BeNano纳米粒度及Zeta电位仪进行测试。BeNano是一台多功能光散射设备，集成了动态光散射、静态光散射和电泳光散射技术，可以检测颗粒的粒径、分子量和Zeta电位信息。仪器采用50mW 671nm固体激光器作为光源，APD作为光电检测器，通过设置在与入射光成90°或者180°夹角的检测光路检测颗粒的粒径信息，通过设置在与入射光成12°夹角的检测光路检测Zeta电位信息。

原理

动态光散射

动态光散射技术DLS是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，通过光电检测器检测样品颗粒布朗运动产生的散射光波动随时间的变化。利用相关器的时间相关性统计学计算可以得到相关曲线，进而得到颗粒的布朗运动速度，即扩散系数D。通过斯托克斯-爱因斯坦方程，我们把颗粒的布朗运动速度和其粒径DH联系起来：

其中k_B为玻尔兹曼常数，T为环境温度，