使用石英晶体微平衡的粒子吸附,通过应用基于凯尔文-沃伊特的粘弹性模型和高斯-牛顿方法进行分散

科学领域:

• 表面科学是一门学科.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 使用QCM-D研究100nm以上粒子 (脂质体,病毒,微塑料) 的吸附是具有挑战性的,因为数据评估模型有限.
• 现有的水力动力学模型对于更大,更软的粒子是不够的.

研究的目的:

• 开发和验证一种测量负电荷的聚钢乳颗粒 (100nm-1μm) 在固体-液体界面的吸附量的方法.
• 评估粘弹性模型对大颗粒吸附的QCM-D数据分析的适用性.

主要方法:

• 使用的石英晶体微平衡与消耗 (QCM-D) 测量.
• 应用了基于凯尔文-沃伊格特理论的粘弹性模型.
• 采用高斯 - 牛顿方法来匹配数据.

主要成果:

• 粘弹性模型准确量化了聚乙烯颗粒和周围水的吸附.
• 结果显示与原子力显微镜有很好的一致性,该模型提供了更大的值.
• 消散测量直接反映了吸附层的粘弹性和质性行为.
• 损失触角 (tan δ) 值表明在负荷相反的表面上,粒子与基板的接触更强.

结论:

• 与适当的粘弹性模型相结合的QCM-D对于在固体-液体接口上量化大,软颗粒 (>1μm) 的吸附是有效的.
• 该模型提供了关于质性质和界面接触强度的见解.
• 这种方法扩大了QCM-D的实用性,用于研究复杂的界面现象.