接枝在纳米粒子表面的聚异丙基丙烯酰胺刷构象转变中的硫氰酸根离子效应

作者：赵新军^*; 李九智; 石铭芸; 马超

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(21): 182-190.

• 聚异丙基丙烯酰胺球面刷
• 构象转变
• 硫氰酸根离子效应

应用分子场理论研究接枝在纳米粒子表面的聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)球面刷构象转变中的硫氰酸根离子(SCN–)效应,理论模型考虑PNIPAM-SCN–的结合(P—S键)和体系的静电特性.研究发现, PNIPAM球面刷构象转变的低临界溶液温度(LCST)在较低SCN–浓度条件下,随着SCN–浓度的增加会增大.在高浓度条件下,随着SCN–浓度增加, LCST降低.在低SCN–浓度条件下, P—S键分数随着SCN–浓度增加而变大,在刷内产生静电排斥作用;在高SCN–浓度条件下, P—S键的形成趋于饱和,较多的SCN–结合到PNIPAM链中.增加SCN–浓度,会增加抗衡离子浓度,导致了以抗衡离子为中介的静电吸引和静电屏蔽,以及PNIPAM链疏水性的增强.理论结果符合实验观测,并且可以预言,在较强的P—S键作用下,随着温度的降低,PNIPAM球面刷中出现垂直相分离结构,出现两个转变温度,这是由于PNIPAM-SCN–结合导致PNIPAM的亲水作用与疏水作用、静电作用竞争平衡的结果.

• 单位
  新疆维吾尔自治区人民医院; 伊犁师范大学