Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি সীমিত CSS সমর্থন সহ একটি ব্রাউজার সংস্করণ ব্যবহার করছেন।সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷উপরন্তু, চলমান সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়া সাইট দেখাই।
একবারে তিনটি স্লাইডের একটি ক্যারোজেল প্রদর্শন করে৷একবারে তিনটি স্লাইডের মধ্য দিয়ে যেতে পূর্ববর্তী এবং পরবর্তী বোতামগুলি ব্যবহার করুন, অথবা একটি সময়ে তিনটি স্লাইডের মধ্য দিয়ে যেতে শেষে স্লাইডার বোতামগুলি ব্যবহার করুন৷
মেডিকেল ডিভাইস এবং বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নতুন অতি-নরম উপকরণগুলির বিকাশের সাথে, তাদের শারীরিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির ব্যাপক বৈশিষ্ট্য উভয়ই গুরুত্বপূর্ণ এবং চ্যালেঞ্জিং।একটি পরিবর্তিত পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) ন্যানোইন্ডেন্টেশন কৌশল প্রয়োগ করা হয়েছিল নতুন লেহফিলকন একটি বায়োমিমেটিক সিলিকন হাইড্রোজেল কন্টাক্ট লেন্সের একটি স্তর বিশিষ্ট পলিমার ব্রাশ স্ট্রাকচারের সাথে লেপযুক্ত নতুন লেহফিলকনের অত্যন্ত নিম্ন পৃষ্ঠের মডুলাসটিকে চিহ্নিত করার জন্য।এই পদ্ধতিটি শাখাযুক্ত পলিমারগুলির কাছে যাওয়ার সময় সান্দ্র এক্সট্রুশনের প্রভাব ছাড়াই যোগাযোগের বিন্দুগুলির সুনির্দিষ্ট নির্ধারণের অনুমতি দেয়।উপরন্তু, এটি poroelasticity প্রভাব ছাড়া পৃথক ব্রাশ উপাদানগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে।এটি একটি নকশা (টিপের আকার, জ্যামিতি এবং বসন্তের হার) সহ একটি AFM প্রোব নির্বাচন করে অর্জন করা হয় যা নরম পদার্থ এবং জৈবিক নমুনার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।এই পদ্ধতিটি অত্যন্ত নরম উপাদান লেহফিলকন A-এর সঠিক পরিমাপের জন্য সংবেদনশীলতা এবং নির্ভুলতা উন্নত করে, যার পৃষ্ঠের অংশে (2 kPa পর্যন্ত) স্থিতিস্থাপকতার একটি অত্যন্ত কম মডুলাস এবং অভ্যন্তরীণ (প্রায় 100%) জলীয় পরিবেশে অত্যন্ত উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা রয়েছে। .পৃষ্ঠ অধ্যয়নের ফলাফল শুধুমাত্র লেহফিলকন এ লেন্সের অতি-নরম পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করেনি, তবে এটিও দেখায় যে শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের মডুলাস সিলিকন-হাইড্রোজেন সাবস্ট্রেটের সাথে তুলনীয়।এই সারফেস ক্যারেক্টারাইজেশন টেকনিক অন্যান্য অতি-নরম উপকরণ এবং চিকিৎসা ডিভাইসে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
জীবন্ত টিস্যুর সাথে সরাসরি যোগাযোগের জন্য ডিজাইন করা উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রায়শই জৈবিক পরিবেশ দ্বারা নির্ধারিত হয়।এই উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলির নিখুঁত মিল প্রতিকূল সেলুলার প্রতিক্রিয়া 1,2,3 না ঘটিয়ে উপাদানের পছন্দসই ক্লিনিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করতে সহায়তা করে।বাল্ক একজাতীয় পদার্থের জন্য, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের বৈশিষ্ট্যগুলি মান পদ্ধতি এবং পরীক্ষা পদ্ধতির (যেমন, মাইক্রোইন্ডেন্টেশন 4,5,6) উপলব্ধতার কারণে তুলনামূলকভাবে সহজ।যাইহোক, অতি-নরম পদার্থ যেমন জেল, হাইড্রোজেল, বায়োপলিমার, জীবন্ত কোষ ইত্যাদির জন্য, পরিমাপের রেজোলিউশনের সীমাবদ্ধতা এবং কিছু উপাদানের অসামঞ্জস্যতার কারণে এই পরীক্ষা পদ্ধতিগুলি সাধারণত প্রযোজ্য নয়।বছরের পর বছর ধরে, প্রথাগত ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতিগুলিকে পরিবর্তিত করা হয়েছে এবং বিস্তৃত নরম উপকরণের বৈশিষ্ট্যের জন্য অভিযোজিত করা হয়েছে, কিন্তু অনেক পদ্ধতি এখনও গুরুতর ত্রুটির শিকার যা তাদের ব্যবহার সীমিত করে 8,9,10,11,12,13।সুপারসফ্ট উপকরণ এবং পৃষ্ঠের স্তরগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সঠিকভাবে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে চিহ্নিত করতে পারে এমন বিশেষ পরীক্ষা পদ্ধতির অভাব বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের ব্যবহারকে মারাত্মকভাবে সীমিত করে।
আমাদের পূর্ববর্তী কাজে, আমরা লেহফিলকন এ (সিএল) কন্টাক্ট লেন্স প্রবর্তন করেছি, চোখের কর্নিয়ার পৃষ্ঠ থেকে অনুপ্রাণিত সম্ভাব্য বায়োমিমেটিক ডিজাইন থেকে প্রাপ্ত সমস্ত অতি-নরম পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য সহ একটি নরম ভিন্নধর্মী উপাদান।এই বায়োম্যাটেরিয়ালটি পলি (2-মেথাক্রাইলোক্সিইথিলফসফোরিলকোলিন (MPC)) (PMPC) এর একটি শাখাযুক্ত, ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পলিমার স্তরকে একটি সিলিকন হাইড্রোজেল (SiHy) 15 এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল।এই গ্রাফটিং প্রক্রিয়াটি একটি খুব নরম এবং অত্যন্ত ইলাস্টিক শাখাযুক্ত পলিমারিক ব্রাশের কাঠামো সমন্বিত পৃষ্ঠের উপর একটি স্তর তৈরি করে।আমাদের পূর্ববর্তী কাজ নিশ্চিত করেছে যে লেহফিলকন এ সিএল-এর বায়োমিমেটিক কাঠামো উন্নততর ভেজা এবং ফাউলিং প্রতিরোধ, বর্ধিত তৈলাক্ততা, এবং কোষ এবং ব্যাকটেরিয়া আঠালো হ্রাসের মতো উচ্চতর পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্য প্রদান করে।এছাড়াও, এই বায়োমিমেটিক উপাদানের ব্যবহার এবং বিকাশ অন্যান্য বায়োমেডিকাল ডিভাইসগুলিতে আরও সম্প্রসারণের পরামর্শ দেয়।অতএব, এই অতি-নরম উপাদানটির পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করা এবং ভবিষ্যতের উন্নয়ন এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে সমর্থন করার জন্য একটি বিস্তৃত জ্ঞানের ভিত্তি তৈরি করার জন্য চোখের সাথে এর যান্ত্রিক মিথস্ক্রিয়া বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।সর্বাধিক বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ SiHy কন্টাক্ট লেন্সগুলি হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক পলিমারের সমজাতীয় মিশ্রণ দ্বারা গঠিত যা একটি অভিন্ন উপাদান কাঠামো গঠন করে।ঐতিহ্যগত কম্প্রেশন, টেনসিল এবং মাইক্রোইনডেন্টেশন পরীক্ষা পদ্ধতি 18,19,20,21 ব্যবহার করে তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করার জন্য বেশ কিছু গবেষণা করা হয়েছে।যাইহোক, লেহফিলকন এ সিএল-এর অভিনব বায়োমিমেটিক ডিজাইন এটিকে একটি অনন্য ভিন্নধর্মী উপাদান তৈরি করে যেখানে শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের কাঠামোর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য SiHy বেস সাবস্ট্রেটের থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা।অতএব, প্রচলিত এবং ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে এই বৈশিষ্ট্যগুলি সঠিকভাবে পরিমাপ করা খুব কঠিন।একটি প্রতিশ্রুতিশীল পদ্ধতি পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) এ প্রয়োগ করা ন্যানোইন্ডেন্টেশন পরীক্ষার পদ্ধতি ব্যবহার করে, এমন একটি পদ্ধতি যা জৈবিক কোষ এবং টিস্যুগুলির মতো নরম পলিমারগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়েছে 22,23,24,25 .26,27,28,29,30।AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশনে, ন্যানোইন্ডেন্টেশন পরীক্ষার মৌলিক বিষয়গুলি AFM প্রযুক্তির সর্বশেষ অগ্রগতির সাথে মিলিত হয় যাতে পরিমাপের সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি পায় এবং সহজাতভাবে সুপারসফ্ট উপকরণগুলির একটি বিস্তৃত পরিসরের পরীক্ষা প্রদান করে 31,32,33,34,35,36৷উপরন্তু, প্রযুক্তি বিভিন্ন জ্যামিতি ব্যবহারের মাধ্যমে অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে।ইন্ডেন্টার এবং প্রোব এবং বিভিন্ন তরল মিডিয়াতে পরীক্ষার সম্ভাবনা।
AFM nanoindentation শর্তসাপেক্ষে তিনটি প্রধান উপাদানে বিভক্ত করা যেতে পারে: (1) সরঞ্জাম (সেন্সর, ডিটেক্টর, প্রোব, ইত্যাদি);(2) পরিমাপ পরামিতি (যেমন বল, স্থানচ্যুতি, গতি, ঢালু আকার, ইত্যাদি);(3) ডেটা প্রক্রিয়াকরণ (বেসলাইন সংশোধন, স্পর্শ পয়েন্ট অনুমান, ডেটা ফিটিং, মডেলিং, ইত্যাদি)।এই পদ্ধতির একটি উল্লেখযোগ্য সমস্যা হল যে AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন ব্যবহার করে সাহিত্যের বেশ কয়েকটি গবেষণা একই নমুনা/কোষ/বস্তুর প্রকারের জন্য খুব ভিন্ন পরিমাণগত ফলাফলের রিপোর্ট করে37,38,39,40,41।উদাহরণস্বরূপ, Lekka et al.যান্ত্রিকভাবে সমজাতীয় হাইড্রোজেল এবং ভিন্নধর্মী কোষের নমুনার পরিমাপ করা ইয়াং এর মডুলাসের উপর AFM প্রোবের জ্যামিতির প্রভাব অধ্যয়ন এবং তুলনা করা হয়েছিল।তারা রিপোর্ট করে যে মডুলাস মানগুলি ক্যান্টিলিভার নির্বাচন এবং টিপ আকৃতির উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল, একটি পিরামিড-আকৃতির প্রোবের জন্য সর্বোচ্চ মান এবং একটি গোলাকার অনুসন্ধানের জন্য সর্বনিম্ন মান 42।একইভাবে, সেলহুবার-আঙ্কেল এট আল।এটি দেখানো হয়েছে কিভাবে পলিঅ্যাক্রিলামাইড (PAAM) নমুনাগুলির ইন্ডেন্টার গতি, ইন্ডেন্টার আকার এবং বেধ ACM43 ন্যানোইনডেন্টেশন দ্বারা পরিমাপ করা ইয়াং এর মডুলাসকে প্রভাবিত করে।আরেকটি জটিল কারণ হল আদর্শ অত্যন্ত নিম্ন মডুলাস পরীক্ষার উপকরণ এবং বিনামূল্যে পরীক্ষা পদ্ধতির অভাব।এটি আত্মবিশ্বাসের সাথে সঠিক ফলাফল পেতে খুব কঠিন করে তোলে।যাইহোক, পদ্ধতিটি অনুরূপ নমুনার প্রকারের মধ্যে আপেক্ষিক পরিমাপ এবং তুলনামূলক মূল্যায়নের জন্য খুবই উপযোগী, উদাহরণস্বরূপ AFM ন্যানোইনডেন্টেশন ব্যবহার করে ক্যান্সার কোষ থেকে স্বাভাবিক কোষগুলিকে আলাদা করতে 44, 45।
AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশনের সাহায্যে নরম উপাদানগুলি পরীক্ষা করার সময়, একটি সাধারণ নিয়ম হল একটি নিম্ন স্প্রিং ধ্রুবক (k) সহ একটি প্রোব ব্যবহার করা যা নমুনা মডুলাস এবং একটি গোলার্ধীয়/বৃত্তাকার টিপের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে যাতে প্রথম প্রোবটি নমুনার পৃষ্ঠগুলিতে ছিদ্র না করে। নরম উপকরণ সঙ্গে প্রথম যোগাযোগ.এটিও গুরুত্বপূর্ণ যে প্রোবের দ্বারা উত্পন্ন বিচ্যুতি সংকেতটি লেজার ডিটেক্টর সিস্টেম দ্বারা সনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হতে হবে 24,34,46,47৷অতি-নরম ভিন্ন ভিন্ন কোষ, টিস্যু এবং জেলের ক্ষেত্রে, আরেকটি চ্যালেঞ্জ হল প্রোব এবং নমুনা পৃষ্ঠের মধ্যে আঠালো শক্তিকে অতিক্রম করা যাতে প্রজননযোগ্য এবং নির্ভরযোগ্য পরিমাপ 48,49,50 নিশ্চিত করা যায়।সম্প্রতি অবধি, AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশনের বেশিরভাগ কাজ জৈবিক কোষ, টিস্যু, জেল, হাইড্রোজেল এবং বায়োমোলিকুলের যান্ত্রিক আচরণের অধ্যয়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে তুলনামূলকভাবে বড় গোলাকার প্রোব ব্যবহার করে, সাধারণত কলয়েডাল প্রোব (CPs) হিসাবে পরিচিত।, 47, 51, 52, 53, 54, 55। এই টিপসের ব্যাসার্ধ 1 থেকে 50 µm এবং সাধারণত বোরোসিলিকেট গ্লাস, পলিমিথাইল মেথাক্রাইলেট (PMMA), পলিস্টাইরিন (PS), সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO2) এবং হীরা থেকে তৈরি হয়। যেমন কার্বন (DLC)।যদিও CP-AFM ন্যানোইনডেন্টেশন প্রায়শই নরম নমুনা চরিত্রায়নের জন্য প্রথম পছন্দ, তবে এর নিজস্ব সমস্যা এবং সীমাবদ্ধতা রয়েছে।বড়, মাইক্রন-আকারের গোলাকার টিপসের ব্যবহার নমুনার সাথে টিপের মোট যোগাযোগের ক্ষেত্রকে বাড়িয়ে দেয় এবং ফলে স্থানিক রেজোলিউশনের উল্লেখযোগ্য ক্ষতি হয়।নরম, একজাতীয় নমুনাগুলির জন্য, যেখানে স্থানীয় উপাদানগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি একটি বিস্তৃত অঞ্চলে গড় থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা হতে পারে, CP ইন্ডেন্টেশন স্থানীয় স্কেলে বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে যেকোন অসামঞ্জস্যতা আড়াল করতে পারে52।কোলয়েডাল প্রোবগুলি সাধারণত ইপোক্সি আঠালো ব্যবহার করে টিপলেস ক্যান্টিলিভারগুলিতে মাইক্রন-আকারের কলয়েডাল গোলক সংযুক্ত করে তৈরি করা হয়।উত্পাদন প্রক্রিয়া নিজেই অনেক সমস্যায় পরিপূর্ণ এবং প্রোব ক্রমাঙ্কন প্রক্রিয়ায় অসঙ্গতি সৃষ্টি করতে পারে।উপরন্তু, কলয়েডাল কণার আকার এবং ভর সরাসরি ক্যান্টিলিভারের প্রধান ক্রমাঙ্কন পরামিতিগুলিকে প্রভাবিত করে, যেমন অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি, স্প্রিং স্টিফনেস এবং ডিফ্লেকশন সংবেদনশীলতা56,57,58।এইভাবে, প্রচলিত AFM প্রোবের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি, যেমন তাপমাত্রা ক্রমাঙ্কন, CP-এর জন্য সঠিক ক্রমাঙ্কন প্রদান নাও করতে পারে, এবং এই সংশোধনগুলি সম্পাদন করার জন্য অন্যান্য পদ্ধতির প্রয়োজন হতে পারে57, 59, 60, 61৷ সাধারণ CP ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষাগুলি বড় বিচ্যুতি ক্যান্টিলিভার ব্যবহার করে নরম নমুনার বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করুন, যা তুলনামূলকভাবে বড় বিচ্যুতি62,63,64 এ ক্যান্টিলিভারের অ-রৈখিক আচরণকে ক্রমাঙ্কন করার সময় আরেকটি সমস্যা তৈরি করে।আধুনিক কলয়েডাল প্রোব ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতিগুলি সাধারণত প্রোবটি ক্রমাঙ্কন করতে ব্যবহৃত ক্যান্টিলিভারের জ্যামিতিকে বিবেচনা করে, কিন্তু কলয়েডাল কণার প্রভাবকে উপেক্ষা করে, যা পদ্ধতি38,61 এর নির্ভুলতার অতিরিক্ত অনিশ্চয়তা তৈরি করে।একইভাবে, কন্টাক্ট মডেল ফিটিং দ্বারা গণনা করা ইলাস্টিক মডুলি সরাসরি ইন্ডেন্টেশন প্রোবের জ্যামিতির উপর নির্ভরশীল, এবং টিপ এবং নমুনা পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে অমিলের ফলে ভুল 27, 65, 66, 67, 68 হতে পারে। স্পেনসার এট আল-এর কিছু সাম্প্রতিক কাজ।CP-AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে নরম পলিমার ব্রাশগুলিকে চিহ্নিত করার সময় যে বিষয়গুলি বিবেচনায় নেওয়া উচিত তা হাইলাইট করা হয়েছে।তারা রিপোর্ট করেছে যে গতির একটি ফাংশন হিসাবে পলিমার ব্রাশে একটি সান্দ্র তরল ধরে রাখার ফলে মাথা লোডিং বৃদ্ধি পায় এবং তাই গতি নির্ভর বৈশিষ্ট্যগুলির বিভিন্ন পরিমাপ 30,69,70,71।
এই গবেষণায়, আমরা একটি পরিবর্তিত AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে অতি-নরম অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক উপাদান লেহফিলকন এ সিএল-এর পৃষ্ঠের মডুলাসটিকে চিহ্নিত করেছি।এই উপাদানটির বৈশিষ্ট্য এবং নতুন কাঠামোর পরিপ্রেক্ষিতে, ঐতিহ্যগত ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতির সংবেদনশীলতা পরিসীমা এই অত্যন্ত নরম উপাদানটির মডুলাসকে চিহ্নিত করার জন্য স্পষ্টভাবে অপর্যাপ্ত, তাই উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং নিম্ন সংবেদনশীলতার সাথে একটি AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করা প্রয়োজন।স্তরবিদ্যমান কলয়েডাল AFM প্রোব ন্যানোইনডেন্টেশন কৌশলগুলির ত্রুটিগুলি এবং সমস্যাগুলি পর্যালোচনা করার পরে, আমরা দেখাই যে কেন আমরা সংবেদনশীলতা, পটভূমির শব্দ, যোগাযোগের পয়েন্ট পয়েন্ট, তরল ধারণের মতো নরম ভিন্নধর্মী পদার্থের বেগ মডুলাস নির্মূল করার জন্য একটি ছোট, কাস্টম-ডিজাইন করা AFM প্রোব বেছে নিয়েছি। নির্ভরতাএবং সঠিক পরিমাণ।উপরন্তু, আমরা সঠিকভাবে ইন্ডেন্টেশন টিপের আকৃতি এবং মাত্রা পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছি, যা আমাদেরকে উপাদানের সাথে টিপের যোগাযোগের ক্ষেত্রটি মূল্যায়ন না করেই স্থিতিস্থাপকতার মডুলাস নির্ধারণ করতে শঙ্কু-গোলকের ফিট মডেল ব্যবহার করার অনুমতি দেয়।এই কাজটিতে যে দুটি অন্তর্নিহিত অনুমানগুলি পরিমাপ করা হয়েছে তা হল সম্পূর্ণ স্থিতিস্থাপক উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং ইন্ডেন্টেশন গভীরতা-স্বাধীন মডুলাস।এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করে, আমরা প্রথমে পদ্ধতিটি পরিমাপ করার জন্য একটি পরিচিত মডুলাসের সাথে অতি-নরম মান পরীক্ষা করেছিলাম এবং তারপরে দুটি ভিন্ন কন্টাক্ট লেন্স সামগ্রীর পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করতে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করেছি।বর্ধিত সংবেদনশীলতার সাথে AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্যযুক্ত করার এই পদ্ধতিটি চিকিত্সা ডিভাইস এবং বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সম্ভাব্য ব্যবহারের সাথে বায়োমিমেটিক ভিন্নধর্মী আল্ট্রাসফ্ট উপকরণগুলির বিস্তৃত পরিসরে প্রযোজ্য হবে বলে আশা করা হচ্ছে।
লেহফিলকন একটি কন্টাক্ট লেন্স (অ্যালকন, ফোর্ট ওয়ার্থ, টেক্সাস, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) এবং তাদের সিলিকন হাইড্রোজেল সাবস্ট্রেটগুলি ন্যানোইনডেন্টেশন পরীক্ষার জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল।পরীক্ষায় একটি বিশেষভাবে ডিজাইন করা লেন্স মাউন্ট ব্যবহার করা হয়েছিল।পরীক্ষার জন্য লেন্সটি ইনস্টল করার জন্য, এটি সাবধানে গম্বুজ-আকৃতির স্ট্যান্ডে স্থাপন করা হয়েছিল, নিশ্চিত করে যে কোনও বায়ু বুদবুদ ভিতরে প্রবেশ করতে পারে না এবং তারপরে প্রান্ত দিয়ে স্থির করা হয়েছিল।লেন্স ধারকের উপরে ফিক্সচারের একটি ছিদ্রটি তরলটিকে জায়গায় রাখার সময় ন্যানোইনডেন্টেশন পরীক্ষার জন্য লেন্সের অপটিক্যাল কেন্দ্রে অ্যাক্সেস সরবরাহ করে।এটি লেন্সগুলিকে সম্পূর্ণ হাইড্রেটেড রাখে।500 μl কন্টাক্ট লেন্স প্যাকেজিং দ্রবণ একটি পরীক্ষার সমাধান হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।পরিমাণগত ফলাফল যাচাই করার জন্য, বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ নন-অ্যাক্টিভেটেড পলিঅ্যাক্রিলামাইড (PAAM) হাইড্রোজেলগুলি পলিঅ্যাক্রিলামাইড-কো-মিথিলিন-বিসাক্রাইলামাইড কম্পোজিশন (100 মিমি পেট্রিসফ্ট পেট্রি ডিশ, ম্যাট্রিজেন, আরভিন, CA, USA), একটি পরিচিত ইলাস্টিক মডুলাস থেকে প্রস্তুত করা হয়েছিল। kPa4-5 ড্রপ (প্রায় 125 μl) ফসফেট বাফার স্যালাইন (কর্নিং লাইফ সায়েন্স, টেউকেসবারি, এমএ, ইউএসএ থেকে পিবিএস) এবং 1 ড্রপ ওপিটিআই-ফ্রি পিউরমোইস্ট কন্টাক্ট লেন্স সলিউশন (অ্যালকন, ভাউড, টিএক্স, ইউএসএ) ব্যবহার করুন।) AFM হাইড্রোজেল-প্রোব ইন্টারফেসে।
Lehfilcon A CL এবং SiHy সাবস্ট্রেটগুলির নমুনাগুলি একটি স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (STEM) ডিটেক্টর দিয়ে সজ্জিত একটি FEI Quanta 250 ফিল্ড এমিশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (FEG SEM) সিস্টেম ব্যবহার করে কল্পনা করা হয়েছিল।নমুনাগুলি প্রস্তুত করতে, লেন্সগুলি প্রথমে জল দিয়ে ধুয়ে পাই-আকৃতির ওয়েজগুলিতে কাটা হয়েছিল।নমুনাগুলির হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি ডিফারেনশিয়াল বৈসাদৃশ্য অর্জনের জন্য, RuO4 এর একটি 0.10% স্থিতিশীল সমাধান একটি রঞ্জক হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল, যেখানে নমুনাগুলি 30 মিনিটের জন্য নিমজ্জিত ছিল।লেহফিলকন A CL RuO4 স্টেনিং শুধুমাত্র উন্নত ডিফারেনশিয়াল কন্ট্রাস্ট অর্জনের জন্যই গুরুত্বপূর্ণ নয়, এটি শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের গঠনকে তাদের আসল আকারে সংরক্ষণ করতেও সাহায্য করে, যা পরে STEM চিত্রগুলিতে দৃশ্যমান হয়।তারপরে ইথানলের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে ইথানল/জলের মিশ্রণের একটি সিরিজে সেগুলিকে ধুয়ে এবং ডিহাইড্রেট করা হয়েছিল।তারপরে নমুনাগুলিকে EMBed 812/Araldite epoxy দিয়ে ঢালাই করা হয়, যা 70°C তাপমাত্রায় রাতারাতি নিরাময় হয়।রেজিন পলিমারাইজেশন দ্বারা প্রাপ্ত নমুনা ব্লকগুলি একটি আল্ট্রামাইক্রোটোম দিয়ে কাটা হয়েছিল, এবং ফলস্বরূপ পাতলা অংশগুলিকে 30 কেভির ত্বরিত ভোল্টেজে কম ভ্যাকুয়াম মোডে একটি STEM ডিটেক্টর দিয়ে কল্পনা করা হয়েছিল।PFQNM-LC-A-CAL AFM প্রোবের (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) বিস্তারিত বৈশিষ্ট্যের জন্য একই SEM সিস্টেম ব্যবহার করা হয়েছিল।AFM প্রোবের SEM চিত্রগুলি 30 kV এর ত্বরিত ভোল্টেজ সহ একটি সাধারণ উচ্চ ভ্যাকুয়াম মোডে প্রাপ্ত হয়েছিল।AFM প্রোব টিপের আকৃতি এবং আকারের সমস্ত বিবরণ রেকর্ড করতে বিভিন্ন কোণ এবং বিবর্ধনে চিত্রগুলি অর্জন করুন।চিত্রগুলিতে আগ্রহের সমস্ত টিপ মাত্রা ডিজিটালভাবে পরিমাপ করা হয়েছিল।
একটি ডাইমেনশন ফাস্টস্ক্যান বায়ো আইকন পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ (ব্রুকার ন্যানো, সান্তা বারবারা, সিএ, ইউএসএ) "পিকফোর্স কিউএনএম ইন ফ্লুইড" মোড সহ লেহফিলকন A CL, SiHy সাবস্ট্রেট এবং PAAm হাইড্রোজেল নমুনাগুলি কল্পনা এবং ন্যানোইনডেন্টেট করতে ব্যবহার করা হয়েছিল।ইমেজিং পরীক্ষার জন্য, 0.50 Hz এর স্ক্যান হারে নমুনার উচ্চ রেজোলিউশন চিত্রগুলি ক্যাপচার করতে 1 এনএম এর নামমাত্র টিপ ব্যাসার্ধ সহ একটি PEAKFORCE-HIRS-FA প্রোব (Bruker) ব্যবহার করা হয়েছিল।সমস্ত ছবি জলীয় দ্রবণে নেওয়া হয়েছিল।
একটি PFQNM-LC-A-CAL প্রোব (Bruker) ব্যবহার করে এএফএম ন্যানোইনডেন্টেশন পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল।AFM প্রোবের একটি নাইট্রাইড ক্যান্টিলিভারে একটি সিলিকন টিপ রয়েছে 345 nm পুরু, 54 µm লম্বা এবং 4.5 µm চওড়া একটি অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি 45 kHz।এটি বিশেষভাবে নরম জৈবিক নমুনাগুলিতে পরিমাণগত ন্যানোমেকানিকাল পরিমাপের বৈশিষ্ট্য এবং সঞ্চালনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।সেন্সরগুলি প্রাক-ক্যালিব্রেটেড স্প্রিং সেটিংস সহ কারখানায় পৃথকভাবে ক্যালিব্রেট করা হয়।এই গবেষণায় ব্যবহৃত প্রোবের স্প্রিং কনস্ট্যান্টগুলি 0.05–0.1 N/m এর মধ্যে ছিল।টিপের আকৃতি এবং আকার সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে, SEM ব্যবহার করে প্রোবটি বিস্তারিতভাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল।ডুমুর উপর.চিত্র 1a PFQNM-LC-A-CAL প্রোবের একটি উচ্চ রেজোলিউশন, কম ম্যাগনিফিকেশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোগ্রাফ দেখায়, যা প্রোবের নকশার একটি সামগ্রিক দৃশ্য প্রদান করে।ডুমুর উপর.1b প্রোবের টিপের শীর্ষের একটি বর্ধিত দৃশ্য দেখায়, টিপের আকৃতি এবং আকার সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে।চরম প্রান্তে, সুই একটি গোলার্ধের প্রায় 140 nm ব্যাস (চিত্র 1c)।এর নীচে, টিপটি মোটামুটি 500 nm এর পরিমাপ দৈর্ঘ্যে পৌঁছে একটি শঙ্কু আকারে টেপার হয়।টেপারিং অঞ্চলের বাইরে, ডগাটি নলাকার এবং 1.18 µm এর মোট ডগা দৈর্ঘ্যে শেষ হয়।এটি প্রোব টিপের প্রধান কার্যকরী অংশ।এছাড়াও, একটি বৃহৎ গোলাকার পলিস্টাইরিন (PS) প্রোব (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) যার টিপ ব্যাস 45 µm এবং একটি স্প্রিং ধ্রুবক 2 N/m একটি কলয়েডাল প্রোব হিসাবে পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল।তুলনার জন্য PFQNM-LC-A-CAL 140 nm প্রোবের সাথে।
এটি রিপোর্ট করা হয়েছে যে ন্যানোইনডেন্টেশনের সময় AFM প্রোব এবং পলিমার ব্রাশের কাঠামোর মধ্যে তরল আটকে যেতে পারে, যা AFM প্রোবের উপর একটি ঊর্ধ্বমুখী বল প্রয়োগ করবে এটি আসলে পৃষ্ঠকে স্পর্শ করার আগে69।তরল ধরে রাখার কারণে এই সান্দ্র এক্সট্রুশন প্রভাব যোগাযোগের আপাত বিন্দুকে পরিবর্তন করতে পারে, যার ফলে পৃষ্ঠের মডুলাস পরিমাপকে প্রভাবিত করে।তরল ধরে রাখার উপর প্রোবের জ্যামিতি এবং ইন্ডেন্টেশন গতির প্রভাব অধ্যয়ন করার জন্য, 1 µm/s এবং 2 µm/s ধ্রুবক স্থানচ্যুতি হারে 140 nm ব্যাসের প্রোব ব্যবহার করে লেহফিলকন A CL নমুনার জন্য ইন্ডেন্টেশন বল কার্ভগুলি প্লট করা হয়েছিল।প্রোবের ব্যাস 45 µm, স্থির বল সেটিং 6 nN 1 µm/s এ অর্জিত হয়েছে।140 nm ব্যাসযুক্ত প্রোবের পরীক্ষাগুলি 1 µm/s এর ইন্ডেন্টেশন গতিতে এবং 300 pN এর একটি সেট বল দিয়ে করা হয়েছিল, যা উপরের চোখের পাতার শারীরবৃত্তীয় পরিসরের (1–8 kPa) মধ্যে একটি যোগাযোগের চাপ তৈরি করতে বেছে নেওয়া হয়েছিল।চাপ 72. 1 kPa চাপ সহ PAA হাইড্রোজেলের নরম রেডিমেড নমুনাগুলি 140 nm ব্যাস সহ একটি প্রোব ব্যবহার করে 1 μm/s গতিতে 50 pN এর ইন্ডেন্টেশন শক্তির জন্য পরীক্ষা করা হয়েছিল।
যেহেতু PFQNM-LC-A-CAL প্রোবের অগ্রভাগের শঙ্কুযুক্ত অংশের দৈর্ঘ্য প্রায় 500 nm, তাই যেকোনো ইন্ডেন্টেশন গভীরতার < 500 nm এর জন্য এটি নিরাপদে ধরে নেওয়া যেতে পারে যে ইন্ডেন্টেশনের সময় প্রোবের জ্যামিতি তার সাথে সত্য থাকবে শঙ্কু আকৃতি।উপরন্তু, এটা অনুমান করা হয় যে পরীক্ষার অধীনে উপাদানের পৃষ্ঠ একটি বিপরীত স্থিতিস্থাপক প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করবে, যা নিম্নলিখিত বিভাগেও নিশ্চিত করা হবে।অতএব, টিপের আকৃতি এবং আকারের উপর নির্ভর করে, আমরা আমাদের AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পরীক্ষা (NanoScope) প্রক্রিয়া করার জন্য Briscoe, Sebastian এবং Adams দ্বারা তৈরি শঙ্কু-গোলাকার ফিটিং মডেলটি বেছে নিয়েছি, যা বিক্রেতার সফ্টওয়্যারে উপলব্ধ।বিচ্ছেদ ডেটা বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার, ব্রুকার) 73. মডেলটি একটি গোলাকার শীর্ষ ত্রুটিযুক্ত শঙ্কুর জন্য বল-স্থানচ্যুতি সম্পর্ক F(δ) বর্ণনা করে।ডুমুর উপর.চিত্র 2 একটি গোলাকার টিপের সাথে একটি অনমনীয় শঙ্কুর মিথস্ক্রিয়া চলাকালীন যোগাযোগের জ্যামিতি দেখায়, যেখানে R হল গোলাকার টিপের ব্যাসার্ধ, a হল যোগাযোগ ব্যাসার্ধ, b হল গোলাকার টিপের শেষে যোগাযোগ ব্যাসার্ধ, δ হল যোগাযোগ ব্যাসার্ধ।ইন্ডেন্টেশন গভীরতা, θ হল শঙ্কুর অর্ধ-কোণ।এই প্রোবের SEM চিত্রটি স্পষ্টভাবে দেখায় যে 140 nm ব্যাসের গোলাকার টিপ স্পর্শকভাবে একটি শঙ্কুতে মিশে গেছে, তাই এখানে b শুধুমাত্র R এর মাধ্যমে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, অর্থাৎ b = R cos θ।বিক্রেতা দ্বারা সরবরাহকৃত সফ্টওয়্যারটি a > b অনুমান করে বল বিচ্ছেদ ডেটা থেকে ইয়াং এর মডুলাস (E) মানগুলি গণনা করার জন্য একটি শঙ্কু-গোলাকার সম্পর্ক সরবরাহ করে।সম্পর্ক:
যেখানে F হল ইন্ডেন্টেশন বল, E হল ইয়াং এর মডুলাস, ν হল পয়সনের অনুপাত।যোগাযোগ ব্যাসার্ধ a ব্যবহার করে অনুমান করা যেতে পারে:
শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের পৃষ্ঠের স্তর সহ লেফিলকন কন্টাক্ট লেন্সের উপাদানে একটি গোলাকার টিপ দিয়ে একটি শক্ত শঙ্কুর যোগাযোগের জ্যামিতির স্কিম।
যদি a ≤ b হয়, সম্পর্কটি একটি প্রচলিত গোলাকার ইন্ডেন্টারের সমীকরণে হ্রাস পায়;
আমরা বিশ্বাস করি যে পিএমপিসি পলিমার ব্রাশের শাখাযুক্ত কাঠামোর সাথে ইন্ডেন্টিং প্রোবের মিথস্ক্রিয়া কন্টাক্ট ব্যাসার্ধ a কে গোলাকার কন্টাক্ট ব্যাসার্ধ b এর চেয়ে বেশি হবে।অতএব, এই গবেষণায় সম্পাদিত ইলাস্টিক মডুলাসের সমস্ত পরিমাণগত পরিমাপের জন্য, আমরা কেস a > b এর জন্য প্রাপ্ত নির্ভরতা ব্যবহার করেছি।
এই গবেষণায় অধ্যয়ন করা আল্ট্রাসফ্ট বায়োমিমেটিক উপকরণগুলি নমুনা ক্রস বিভাগের স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (STEM) এবং পৃষ্ঠের পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) ব্যবহার করে ব্যাপকভাবে চিত্রিত করা হয়েছিল।এই বিশদ পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যটি আমাদের পূর্বে প্রকাশিত কাজের একটি এক্সটেনশন হিসাবে সম্পাদিত হয়েছিল, যেখানে আমরা নির্ধারণ করেছি যে পিএমপিসি-পরিবর্তিত লেহফিলকন এ সিএল পৃষ্ঠের গতিশীলভাবে শাখাযুক্ত পলিমারিক ব্রাশ কাঠামো নেটিভ কর্নিয়াল টিস্যু 14-এর অনুরূপ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করেছে।এই কারণে, আমরা কন্টাক্ট লেন্স সারফেসকে বায়োমিমেটিক ম্যাটেরিয়ালস 14 হিসাবে উল্লেখ করি।ডুমুর উপর.3a,b যথাক্রমে লেহফিলকন A CL সাবস্ট্রেট এবং একটি অপরিশোধিত SiHy সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে শাখাযুক্ত PMPC পলিমার ব্রাশ কাঠামোর ক্রস বিভাগগুলি দেখায়।উভয় নমুনার পৃষ্ঠতল উচ্চ-রেজোলিউশন AFM চিত্রগুলি ব্যবহার করে আরও বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, যা STEM বিশ্লেষণের ফলাফলগুলিকে আরও নিশ্চিত করেছে (চিত্র 3c, d)৷একসাথে নেওয়া, এই চিত্রগুলি 300-400 nm এ PMPC শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশ কাঠামোর আনুমানিক দৈর্ঘ্য দেয়, যা AFM ন্যানোইনডেন্টেশন পরিমাপ ব্যাখ্যা করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।চিত্রগুলি থেকে প্রাপ্ত আরেকটি মূল পর্যবেক্ষণ হল যে CL বায়োমিমেটিক উপাদানের সামগ্রিক পৃষ্ঠের কাঠামো SiHy সাবস্ট্রেট উপাদানের থেকে আকারগতভাবে আলাদা।তাদের পৃষ্ঠের আকারবিদ্যার এই পার্থক্যটি ইন্ডেন্টিং AFM প্রোবের সাথে তাদের যান্ত্রিক মিথস্ক্রিয়া এবং পরবর্তীকালে পরিমাপিত মডুলাস মানগুলিতে স্পষ্ট হয়ে উঠতে পারে।
(a) lehfilcon A CL এবং (b) SiHy সাবস্ট্রেটের ক্রস-বিভাগীয় STEM চিত্র।স্কেল বার, 500 এনএম।লেহফিলকন A CL সাবস্ট্রেট (c) এবং বেস SiHy সাবস্ট্রেট (d) (3 µm × 3 µm) এর পৃষ্ঠের AFM চিত্র।
বায়োইনস্পায়েড পলিমার এবং পলিমার ব্রাশের গঠন সহজাতভাবে নরম এবং বিভিন্ন বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন ও ব্যবহার করা হয়েছে74,75,76,77।অতএব, AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করা গুরুত্বপূর্ণ, যা সঠিকভাবে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করতে পারে।কিন্তু একই সময়ে, এই অতি-নরম পদার্থের অনন্য বৈশিষ্ট্য, যেমন অত্যন্ত নিম্ন স্থিতিস্থাপক মডুলাস, উচ্চ তরল সামগ্রী এবং উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা, প্রায়শই ইন্ডেন্টিং প্রোবের সঠিক উপাদান, আকৃতি এবং আকৃতি নির্বাচন করা কঠিন করে তোলে।আকারএটি গুরুত্বপূর্ণ যাতে ইন্ডেন্টারটি নমুনার নরম পৃষ্ঠকে ছিদ্র না করে, যা পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগের বিন্দু এবং যোগাযোগের ক্ষেত্র নির্ধারণে ত্রুটির দিকে পরিচালিত করবে।
এর জন্য, অতি-নরম বায়োমিমেটিক পদার্থের (লেহফিলকন এ সিএল) রূপবিদ্যার বিস্তৃত বোধগম্যতা অপরিহার্য।ইমেজিং পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রাপ্ত শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের আকার এবং গঠন সম্পর্কে তথ্য AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন কৌশল ব্যবহার করে পৃষ্ঠের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের ভিত্তি প্রদান করে।মাইক্রোন-আকারের গোলাকার কলয়েডাল প্রোবের পরিবর্তে, আমরা 140 এনএম এর টিপ ব্যাস সহ PFQNM-LC-A-CAL সিলিকন নাইট্রাইড প্রোব (ব্রুকার) বেছে নিয়েছি, যা বিশেষভাবে জৈবিক নমুনার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের পরিমাণগত ম্যাপিংয়ের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে 78, 79, 78 , 81, 82, 83, 84 প্রচলিত কলয়েডাল প্রোবের তুলনায় তুলনামূলকভাবে তীক্ষ্ণ প্রোব ব্যবহারের যৌক্তিকতা উপাদানের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।চিত্র 3a-তে দেখানো CL লেহফিলকন A-এর পৃষ্ঠে শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের সাথে প্রোবের টিপের আকার (~140 nm) তুলনা করে, এই সিদ্ধান্তে পৌঁছানো যেতে পারে যে এই ব্রাশের কাঠামোর সাথে সরাসরি যোগাযোগ করার জন্য টিপটি যথেষ্ট বড়। তাদের মাধ্যমে টিপ ছিদ্র করার সম্ভাবনা হ্রাস করে।এই বিন্দুটি ব্যাখ্যা করার জন্য, চিত্র 4 এ লেহফিলকন A CL এর একটি STEM চিত্র এবং AFM প্রোবের ইন্ডেন্টিং টিপ (স্কেলে আঁকা)।
লেহফিলকন A CL এর STEM চিত্র এবং একটি ACM ইন্ডেন্টেশন প্রোবের পরিকল্পিত প্রদর্শন (স্কেলে আঁকা)।
উপরন্তু, 140 nm এর টিপের আকার যথেষ্ট ছোট যাতে CP-AFM ন্যানোইনডেন্টেশন পদ্ধতি69,71 দ্বারা উত্পাদিত পলিমার ব্রাশগুলির জন্য পূর্বে রিপোর্ট করা স্টিকি এক্সট্রুশন প্রভাবগুলির ঝুঁকি এড়ানো যায়।আমরা অনুমান করি যে বিশেষ শঙ্কু-গোলাকার আকৃতি এবং এই AFM টিপের তুলনামূলকভাবে ছোট আকারের কারণে (চিত্র 1), লেহফিলকন A CL ন্যানোইন্ডেন্টেশন দ্বারা উত্পন্ন বল বক্ররেখার প্রকৃতি ইন্ডেন্টেশন গতি বা লোডিং/আনলোডিং গতির উপর নির্ভর করবে না। .অতএব, এটি পোরোইলাস্টিক প্রভাব দ্বারা প্রভাবিত হয় না।এই অনুমানটি পরীক্ষা করার জন্য, লেহফিলকন A CL নমুনাগুলি একটি PFQNM-LC-A-CAL প্রোব ব্যবহার করে একটি নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ শক্তিতে ইন্ডেন্ট করা হয়েছিল, কিন্তু দুটি ভিন্ন বেগে, এবং ফলস্বরূপ প্রসার্য এবং প্রত্যাহার বল বক্ররেখাগুলিকে প্লট করার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল (nN) বিভাজনে (µm) চিত্র 5a এ দেখানো হয়েছে।এটা স্পষ্ট যে লোডিং এবং আনলোড করার সময় বল বক্ররেখা সম্পূর্ণরূপে ওভারল্যাপ হয়, এবং এমন কোন স্পষ্ট প্রমাণ নেই যে শূন্য ইন্ডেন্টেশন গভীরতায় ফোর্স শিয়ার চিত্রে ইন্ডেন্টেশন গতির সাথে বৃদ্ধি পায়, এটি পরামর্শ দেয় যে পৃথক ব্রাশ উপাদানগুলি পোরোইলাস্টিক প্রভাব ছাড়াই চিহ্নিত করা হয়েছিল।বিপরীতে, তরল ধারণ প্রভাব (সান্দ্র এক্সট্রুশন এবং পোরোইলাস্টিসিটি প্রভাব) 45 µm ব্যাস AFM প্রোবের জন্য একই ইন্ডেন্টেশন গতিতে স্পষ্ট এবং প্রসারিত এবং প্রত্যাহার বক্ররেখার মধ্যে হিস্টেরেসিস দ্বারা হাইলাইট করা হয়েছে, যেমন চিত্র 5b এ দেখানো হয়েছে।এই ফলাফলগুলি অনুমানকে সমর্থন করে এবং পরামর্শ দেয় যে 140 এনএম ব্যাসের প্রোবগুলি এই জাতীয় নরম পৃষ্ঠগুলির বৈশিষ্ট্যের জন্য একটি ভাল পছন্দ।
lehfilcon A CL ইন্ডেন্টেশন ফোর্স বক্ররেখা ACM ব্যবহার করে;(ক) দুটি লোডিং হারে 140 এনএম ব্যাস সহ একটি প্রোব ব্যবহার করে, পৃষ্ঠের ইন্ডেন্টেশনের সময় একটি পোরোইলাস্টিক প্রভাবের অনুপস্থিতি প্রদর্শন করে;(b) 45 µm এবং 140 nm ব্যাস সহ প্রোব ব্যবহার করা।s ছোট প্রোবের তুলনায় বড় প্রোবের জন্য সান্দ্র এক্সট্রুশন এবং পোরোইলাস্টিটির প্রভাব দেখায়।
আল্ট্রাসফ্ট সারফেসগুলিকে চিহ্নিত করার জন্য, AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতিতে অধ্যয়নের অধীনে থাকা উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য সর্বোত্তম প্রোব থাকতে হবে।টিপের আকৃতি এবং আকার ছাড়াও, AFM ডিটেক্টর সিস্টেমের সংবেদনশীলতা, পরীক্ষার পরিবেশে টিপ বিচ্যুতির সংবেদনশীলতা, এবং ক্যান্টিলিভার কঠোরতা ন্যানোইন্ডেন্টেশনের নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা নির্ধারণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।পরিমাপআমাদের AFM সিস্টেমের জন্য, সনাক্তকরণের অবস্থান সংবেদনশীল ডিটেক্টর (PSD) সীমা আনুমানিক 0.5 mV এবং এটি প্রাক-ক্যালিব্রেটেড স্প্রিং রেট এবং PFQNM-LC-A-CAL প্রোবের গণনাকৃত তরল বিচ্যুতি সংবেদনশীলতার উপর ভিত্তি করে, যা অনুরূপ তাত্ত্বিক লোড সংবেদনশীলতা।0.1 pN এর কম।অতএব, এই পদ্ধতিটি ন্যূনতম ইন্ডেন্টেশন বল ≤ 0.1 pN পরিমাপের অনুমতি দেয় কোনো পেরিফেরাল নয়েজ উপাদান ছাড়াই।যাইহোক, যান্ত্রিক কম্পন এবং তরল গতিবিদ্যার মতো কারণগুলির কারণে এই স্তরে পেরিফেরাল শব্দ কমানো AFM সিস্টেমের পক্ষে প্রায় অসম্ভব।এই কারণগুলি AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতির সামগ্রিক সংবেদনশীলতাকে সীমিত করে এবং এর ফলে আনুমানিক ≤ 10 pN এর একটি ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ সিগন্যাল তৈরি হয়।সারফেস ক্যারেক্টারাইজেশনের জন্য, লেহফিলকন A CL এবং SiHy সাবস্ট্রেট নমুনাগুলি সম্পূর্ণ হাইড্রেটেড অবস্থার অধীনে SEM ক্যারেক্টারাইজেশনের জন্য 140 nm প্রোব ব্যবহার করে ইন্ডেন্ট করা হয়েছিল এবং ফলস্বরূপ বল বক্ররেখাগুলিকে বল (pN) এবং চাপের মধ্যে সুপারইম্পোজ করা হয়েছিল।বিচ্ছেদ প্লট (µm) চিত্র 6a এ দেখানো হয়েছে।SiHy বেস সাবস্ট্রেটের সাথে তুলনা করে, লেহফিলকন A CL বল বক্ররেখা স্পষ্টভাবে একটি ট্রানজিশনাল ফেজ দেখায় যেটি কাঁটাযুক্ত পলিমার ব্রাশের সাথে যোগাযোগের বিন্দু থেকে শুরু হয় এবং অন্তর্নিহিত উপাদানের সাথে ডগা চিহ্নিত করার ঢালের ধারালো পরিবর্তনের সাথে শেষ হয়।বল বক্ররেখার এই ট্রানজিশনাল অংশটি পৃষ্ঠে শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের সত্যিকারের স্থিতিস্থাপক আচরণকে হাইলাইট করে, যেমন কম্প্রেশন বক্ররেখাটি ঘনিষ্ঠভাবে টান বক্ররেখা অনুসরণ করে এবং ব্রাশের গঠন এবং বিশাল SiHy উপাদানের মধ্যে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের বৈসাদৃশ্য দ্বারা প্রমাণিত হয়।লেফিলকন তুলনা করার সময়।PCS (চিত্র 3a) এর STEM চিত্রে একটি শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের গড় দৈর্ঘ্যের বিভাজন এবং চিত্র 3a-এ অ্যাবসিসা বরাবর এর বল বক্ররেখা।6a দেখায় যে পদ্ধতিটি পৃষ্ঠের একেবারে শীর্ষে পৌঁছানো ডগা এবং শাখাযুক্ত পলিমার সনাক্ত করতে সক্ষম।বুরুশ গঠন মধ্যে যোগাযোগ.উপরন্তু, বল বক্ররেখার ঘনিষ্ঠ ওভারল্যাপ কোন তরল ধারণ প্রভাব নির্দেশ করে।এই ক্ষেত্রে, সূঁচ এবং নমুনার পৃষ্ঠের মধ্যে একেবারে কোন আনুগত্য নেই।দুটি নমুনার জন্য বল বক্ররেখার উপরের অংশগুলি ওভারল্যাপ করে, যা সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের মিল প্রতিফলিত করে।
(a) লেহফিলকন A CL সাবস্ট্রেট এবং SiHy সাবস্ট্রেটের জন্য AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন বল বক্ররেখা, (b) পটভূমি শব্দ থ্রেশহোল্ড পদ্ধতি ব্যবহার করে যোগাযোগ বিন্দু অনুমান দেখানো বল বক্ররেখা।
বল বক্ররেখার সূক্ষ্ম বিবরণ অধ্যয়ন করার জন্য, লেহফিলকন A CL নমুনার টান বক্ররেখা চিত্র 6b-এ y-অক্ষ বরাবর সর্বাধিক 50 pN বল সহ পুনরায় প্লট করা হয়েছে।এই গ্রাফটি মূল পটভূমির শব্দ সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদান করে।শব্দটি ±10 pN এর পরিসরে, যা যোগাযোগের বিন্দুটি সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে এবং ইন্ডেন্টেশন গভীরতা গণনা করতে ব্যবহৃত হয়।সাহিত্যে যেমন রিপোর্ট করা হয়েছে, মডুলাস85-এর মতো বস্তুগত বৈশিষ্ট্য নির্ভুলভাবে মূল্যায়ন করার জন্য যোগাযোগ বিন্দুগুলির সনাক্তকরণ গুরুত্বপূর্ণ।ফোর্স কার্ভ ডেটার স্বয়ংক্রিয় প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত একটি পদ্ধতি নরম উপকরণের জন্য ডেটা ফিটিং এবং পরিমাণগত পরিমাপের মধ্যে একটি উন্নত ফিট দেখিয়েছে।এই কাজে, যোগাযোগের পয়েন্টগুলির আমাদের পছন্দ তুলনামূলকভাবে সহজ এবং উদ্দেশ্যমূলক, তবে এর সীমাবদ্ধতা রয়েছে।যোগাযোগের বিন্দু নির্ধারণের জন্য আমাদের রক্ষণশীল পদ্ধতির ফলে ছোট ইন্ডেন্টেশন গভীরতার (<100 এনএম) জন্য মডুলাস মান কিছুটা বেশি হতে পারে।অ্যালগরিদম-ভিত্তিক টাচপয়েন্ট সনাক্তকরণ এবং স্বয়ংক্রিয় ডেটা প্রক্রিয়াকরণের ব্যবহার আমাদের পদ্ধতিকে আরও উন্নত করতে ভবিষ্যতে এই কাজের ধারাবাহিকতা হতে পারে।এইভাবে, ±10 pN এর ক্রম অনুসারে অন্তর্নিহিত পটভূমির শব্দের জন্য, আমরা ≥10 pN এর মান সহ চিত্র 6b-এর x-অক্ষের প্রথম ডেটা পয়েন্ট হিসাবে পরিচিতি বিন্দুটিকে সংজ্ঞায়িত করি।তারপর, 10 pN-এর নয়েজ থ্রেশহোল্ড অনুসারে, ~0.27 µm স্তরে একটি উল্লম্ব রেখা পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগের বিন্দুকে চিহ্নিত করে, তারপরে প্রসারিত বক্ররেখা চলতে থাকে যতক্ষণ না সাবস্ট্রেটটি ~270 nm এর ইন্ডেন্টেশন গভীরতা পূরণ করে।মজার বিষয় হল, ইমেজিং পদ্ধতি ব্যবহার করে পরিমাপ করা ব্রাঞ্চড পলিমার ব্রাশ ফিচারের (300-400 এনএম) আকারের উপর ভিত্তি করে, সিএল লেহফিলকনের ইন্ডেন্টেশন গভীরতা ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ থ্রেশহোল্ড পদ্ধতি ব্যবহার করে পর্যবেক্ষণ করা একটি নমুনা প্রায় 270 এনএম, যা খুব কাছাকাছি স্টেম সহ পরিমাপের আকার।এই ফলাফলগুলি এই খুব নরম এবং অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশ কাঠামোর ইন্ডেন্টেশনের জন্য AFM প্রোব টিপের আকৃতি এবং আকারের সামঞ্জস্য এবং প্রযোজ্যতা নিশ্চিত করে।এই ডেটাটি যোগাযোগের পয়েন্টগুলি চিহ্নিত করার জন্য থ্রেশহোল্ড হিসাবে পটভূমির শব্দ ব্যবহার করার আমাদের পদ্ধতিকে সমর্থন করার জন্য শক্তিশালী প্রমাণও সরবরাহ করে।সুতরাং, গাণিতিক মডেলিং এবং বল কার্ভ ফিটিং থেকে প্রাপ্ত যেকোন পরিমাণগত ফলাফল তুলনামূলকভাবে সঠিক হওয়া উচিত।
AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি দ্বারা পরিমাণগত পরিমাপ সম্পূর্ণরূপে ডেটা নির্বাচন এবং পরবর্তী বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত গাণিতিক মডেলের উপর নির্ভরশীল।অতএব, একটি নির্দিষ্ট মডেল নির্বাচন করার আগে ইন্ডেন্টার, উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং তাদের মিথস্ক্রিয়া মেকানিক্সের পছন্দ সম্পর্কিত সমস্ত কারণ বিবেচনা করা গুরুত্বপূর্ণ।এই ক্ষেত্রে, টিপ জ্যামিতিটি সাবধানে SEM মাইক্রোগ্রাফ ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হয়েছিল (চিত্র 1), এবং ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, একটি হার্ড শঙ্কু এবং গোলাকার টিপ জ্যামিতি সহ 140 এনএম ব্যাস AFM ন্যানোইনডেন্টিং প্রোব লেহফিলকন A CL79 নমুনাগুলিকে চিহ্নিত করার জন্য একটি ভাল পছন্দ। .আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় যা যত্ন সহকারে মূল্যায়ন করা প্রয়োজন তা হল পরীক্ষা করা পলিমার উপাদানের স্থিতিস্থাপকতা।যদিও ন্যানোইন্ডেন্টেশনের প্রাথমিক তথ্য (ডুমুর 5a এবং 6a) টান এবং কম্প্রেশন বক্ররেখার ওভারল্যাপিংয়ের বৈশিষ্ট্যগুলিকে স্পষ্টভাবে রূপরেখা দেয়, অর্থাৎ, উপাদানের সম্পূর্ণ স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার, এটি যোগাযোগগুলির সম্পূর্ণরূপে স্থিতিস্থাপক প্রকৃতি নিশ্চিত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। .এই লক্ষ্যে, সম্পূর্ণ হাইড্রেশন অবস্থার অধীনে 1 µm/s এর ইন্ডেন্টেশন হারে লেহফিলকন A CL নমুনার পৃষ্ঠে একই অবস্থানে দুটি পরপর ইন্ডেন্টেশন সঞ্চালিত হয়েছিল।ফলে বল বক্ররেখা তথ্য ডুমুর দেখানো হয়.7 এবং, প্রত্যাশিত হিসাবে, দুটি প্রিন্টের সম্প্রসারণ এবং সংকোচন বক্ররেখা প্রায় অভিন্ন, ব্রাঞ্চযুক্ত পলিমার ব্রাশের কাঠামোর উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা হাইলাইট করে।
লেহফিলকন A CL এর পৃষ্ঠে একই অবস্থানে দুটি ইন্ডেন্টেশন বল বক্ররেখা লেন্স পৃষ্ঠের আদর্শ স্থিতিস্থাপকতা নির্দেশ করে।
যথাক্রমে প্রোব টিপ এবং লেহফিলকন A CL পৃষ্ঠের SEM এবং STEM চিত্রগুলি থেকে প্রাপ্ত তথ্যের উপর ভিত্তি করে, শঙ্কু-গোলক মডেলটি AFM প্রোব টিপ এবং নরম পলিমার উপাদানের মধ্যে পারস্পরিক ক্রিয়াকলাপের একটি যুক্তিসঙ্গত গাণিতিক উপস্থাপনা।উপরন্তু, এই শঙ্কু-গোলকের মডেলের জন্য, অঙ্কিত উপাদানের স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে মৌলিক অনুমান এই নতুন বায়োমিমেটিক উপাদানের জন্য সত্য এবং ইলাস্টিক মডুলাসের পরিমাণ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি এবং এর উপাদানগুলির একটি বিস্তৃত মূল্যায়নের পরে, যার মধ্যে ইন্ডেন্টেশন প্রোব বৈশিষ্ট্য (আকৃতি, আকার এবং বসন্তের কঠোরতা), সংবেদনশীলতা (পটভূমির শব্দ এবং যোগাযোগ বিন্দু অনুমান), এবং ডেটা ফিটিং মডেলগুলি (পরিমাণগত মডুলাস পরিমাপ) ছিল। ব্যবহৃতপরিমাণগত ফলাফল যাচাই করতে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ অতি-নরম নমুনাগুলি চিহ্নিত করুন।1 kPa এর একটি ইলাস্টিক মডুলাস সহ একটি বাণিজ্যিক পলিঅ্যাক্রিলামাইড (PAAM) হাইড্রোজেল একটি 140 এনএম প্রোব ব্যবহার করে হাইড্রেটেড অবস্থার অধীনে পরীক্ষা করা হয়েছিল।মডিউল পরীক্ষা এবং গণনার বিশদ পরিপূরক তথ্যে দেওয়া আছে।ফলাফলগুলি দেখায় যে পরিমাপ করা গড় মডুলাস ছিল 0.92 kPa, এবং পরিচিত মডুলাস থেকে %RSD এবং শতাংশ (%) বিচ্যুতি ছিল 10% এর কম।এই ফলাফলগুলি আল্ট্রাসফ্ট উপকরণগুলির মডিউলি পরিমাপ করতে এই কাজে ব্যবহৃত AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতির যথার্থতা এবং পুনরুত্পাদনযোগ্যতা নিশ্চিত করে।লেহফিলকন A CL নমুনা এবং SiHy বেস সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠগুলিকে আরও বৈশিষ্ট্যযুক্ত করা হয়েছিল একই AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে আল্ট্রাসফ্ট পৃষ্ঠের আপাত যোগাযোগ মডুলাসটি ইন্ডেন্টেশন গভীরতার একটি ফাংশন হিসাবে অধ্যয়ন করার জন্য।300 pN, 1 µm/s গতি এবং পূর্ণ হাইড্রেশনে প্রতিটি প্রকারের তিনটি নমুনার (n = 3; প্রতি নমুনার একটি ইন্ডেন্টেশন) জন্য ইন্ডেন্টেশন বল পৃথকীকরণ বক্ররেখা তৈরি করা হয়েছিল।একটি শঙ্কু-গোলাকার মডেল ব্যবহার করে ইন্ডেন্টেশন ফোর্স শেয়ারিং কার্ভ আনুমানিক করা হয়েছিল।ইন্ডেন্টেশন গভীরতার উপর নির্ভরশীল মডুলাস পেতে, বল বক্ররেখার একটি 40 nm প্রশস্ত অংশ যোগাযোগের বিন্দু থেকে শুরু করে 20 nm এর প্রতিটি বৃদ্ধিতে সেট করা হয়েছিল এবং বল বক্ররেখার প্রতিটি ধাপে মডুলাসের পরিমাপ করা মান।স্পিন Cy et al.কলোইডাল AFM প্রোব ন্যানোইনডেন্টেশন ব্যবহার করে পলি(লরিল মেথাক্রাইলেট) (P12MA) পলিমার ব্রাশের মডুলাস গ্রেডিয়েন্টের বৈশিষ্ট্যের জন্য অনুরূপ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে এবং তারা হার্টজ যোগাযোগ মডেল ব্যবহার করে ডেটার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।এই পদ্ধতিটি আপাত যোগাযোগ মডুলাস (kPa) বনাম ইন্ডেন্টেশন গভীরতা (nm) এর একটি প্লট প্রদান করে, যেমন চিত্র 8 এ দেখানো হয়েছে, যা আপাত যোগাযোগ মডুলাস/গভীর গ্রেডিয়েন্টকে চিত্রিত করে।CL লেহফিলকন A নমুনার গণনাকৃত ইলাস্টিক মডুলাস নমুনার উপরের 100 nm এর মধ্যে 2-3 kPa এর পরিসরে রয়েছে, যার বাইরে এটি গভীরতার সাথে বাড়তে শুরু করে।অন্যদিকে, পৃষ্ঠে ব্রাশের মতো ফিল্ম ছাড়া SiHy বেস সাবস্ট্রেট পরীক্ষা করার সময়, 300 pN শক্তিতে অর্জিত সর্বাধিক ইন্ডেন্টেশন গভীরতা 50 nm-এর কম, এবং ডেটা থেকে প্রাপ্ত মডুলাস মান প্রায় 400 kPa , যা বাল্ক উপকরণের জন্য ইয়াং এর মডুলাসের মানগুলির সাথে তুলনীয়।
মডুলাস পরিমাপ করার জন্য শঙ্কু-গোলক জ্যামিতি সহ AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে লেহফিলকন A CL এবং SiHy সাবস্ট্রেটের জন্য স্পষ্ট যোগাযোগ মডুলাস (kPa) বনাম ইন্ডেন্টেশন গভীরতা (nm)।
উপন্যাসের বায়োমিমেটিক শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশ কাঠামোর উপরের পৃষ্ঠটি অত্যন্ত কম স্থিতিস্থাপকতার মডুলাস (2-3 kPa) প্রদর্শন করে।এটি কাঁটাযুক্ত পলিমার ব্রাশের বিনামূল্যে ঝুলন্ত প্রান্তের সাথে মিলবে যেমনটি STEM ছবিতে দেখানো হয়েছে।যদিও CL এর বাইরের প্রান্তে একটি মডুলাস গ্রেডিয়েন্টের কিছু প্রমাণ রয়েছে, প্রধান উচ্চ মডুলাস সাবস্ট্রেটটি আরও প্রভাবশালী।যাইহোক, পৃষ্ঠের উপরের 100 এনএম শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশের মোট দৈর্ঘ্যের 20% এর মধ্যে, তাই এটি অনুমান করা যুক্তিসঙ্গত যে এই ইন্ডেন্টেশন গভীরতার পরিসরে মডুলাসের পরিমাপ করা মানগুলি তুলনামূলকভাবে সঠিক এবং দৃঢ়ভাবে নয় নীচের বস্তুর প্রভাবের উপর নির্ভর করে।
লেহফিলকন A কন্টাক্ট লেন্সের অনন্য বায়োমিমেটিক ডিজাইনের কারণে, যার মধ্যে শাখাযুক্ত PMPC পলিমার ব্রাশ স্ট্রাকচারগুলি SiHy সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে গ্রাফ্ট করা হয়েছে, ঐতিহ্যগত পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে তাদের পৃষ্ঠের কাঠামোর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে চিহ্নিত করা খুব কঠিন।এখানে আমরা উচ্চ জলের উপাদান এবং অত্যন্ত উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা সহ লেফিলকন এ-এর মতো অতি-নরম উপকরণগুলিকে সঠিকভাবে চিহ্নিত করার জন্য একটি উন্নত AFM ন্যানোইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি উপস্থাপন করি।এই পদ্ধতিটি একটি AFM প্রোবের ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে যার টিপের আকার এবং জ্যামিতিটি ছাপানোর জন্য অতি-নরম পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলির কাঠামোগত মাত্রার সাথে মেলে সাবধানতার সাথে বেছে নেওয়া হয়েছে।প্রোব এবং কাঠামোর মধ্যে মাত্রার এই সংমিশ্রণটি বর্ধিত সংবেদনশীলতা প্রদান করে, যা আমাদের পোরোইলাস্টিক প্রভাব নির্বিশেষে শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশ উপাদানগুলির নিম্ন মডুলাস এবং অন্তর্নিহিত ইলাস্টিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করতে দেয়।ফলাফলগুলি দেখায় যে লেন্স পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যযুক্ত অনন্য শাখাযুক্ত PMPC পলিমার ব্রাশগুলির একটি অত্যন্ত কম ইলাস্টিক মডুলাস (2 kPa পর্যন্ত) এবং জলীয় পরিবেশে পরীক্ষা করার সময় খুব উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা (প্রায় 100%) ছিল।এএফএম ন্যানোইনডেন্টেশনের ফলাফলগুলি আমাদের বায়োমিমেটিক লেন্স পৃষ্ঠের আপাত যোগাযোগ মডুলাস/গভীর গ্রেডিয়েন্ট (30 kPa/200 nm) চিহ্নিত করার অনুমতি দিয়েছে।এই গ্রেডিয়েন্টটি শাখাযুক্ত পলিমার ব্রাশ এবং SiHy সাবস্ট্রেটের মধ্যে মডুলাস পার্থক্য, বা পলিমার ব্রাশগুলির শাখাযুক্ত কাঠামো/ঘনত্ব বা এর সংমিশ্রণের কারণে হতে পারে।যাইহোক, গঠন এবং বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সম্পর্ক সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য আরও গভীর অধ্যয়ন প্রয়োজন, বিশেষ করে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে ব্রাশ ব্রাঞ্চিংয়ের প্রভাব।অনুরূপ পরিমাপ অন্যান্য অতি-নরম উপকরণ এবং চিকিৎসা ডিভাইসের পৃষ্ঠের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত করতে সাহায্য করতে পারে।
বর্তমান গবেষণার সময় উত্পন্ন এবং/অথবা বিশ্লেষণ করা ডেটাসেটগুলি যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকদের কাছ থেকে পাওয়া যায়।
রহমতি, এম., সিলভা, ইএ, রিসেল্যান্ড, জেই, হেওয়ার্ড, কে. এবং হাউগেন, এইচজে জৈব পদার্থের পৃষ্ঠের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের জৈবিক প্রতিক্রিয়া।রাসায়নিক।সমাজএড.49, 5178–5224 (2020)।
চেন, এফএম এবং লিউ, এক্স. টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জন্য মানব-প্রাপ্ত বায়োমেটেরিয়ালের উন্নতি।প্রোগ্রামিংপলিমারবিজ্ঞান.53, 86 (2016)।
স্যাডলার, কে. এট আল।রিজেনারেটিভ মেডিসিনে বায়োমেটেরিয়ালের ডিজাইন, ক্লিনিকাল বাস্তবায়ন এবং ইমিউন রেসপন্স।ন্যাশনাল ম্যাট রেভ. 1, 16040 (2016)।
অলিভার WK এবং Farr GM লোড এবং স্থানচ্যুতি পরিমাপের সাথে ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষাগুলি ব্যবহার করে কঠোরতা এবং ইলাস্টিক মডুলাস নির্ধারণের জন্য একটি উন্নত পদ্ধতি।জে. আলমা ম্যাটার।স্টোরেজ ট্যাঙ্ক।7, 1564-1583 (2011)।
ওয়ালি, এসএম হিস্টোরিক্যাল অরিজিনস অফ ইনডেন্টেশন হার্ডনেস টেস্টিং।মাতৃশিক্ষায়তন.বিজ্ঞান.প্রযুক্তি28, 1028-1044 (2012)।
ব্রোইটম্যান, ই. ম্যাক্রো-, মাইক্রো- এবং ন্যানোস্কেলে ইন্ডেন্টেশন হার্ডনেস মেজারমেন্ট: একটি সমালোচনামূলক পর্যালোচনা।উপজাতিরাইট65, 1–18 (2017)।
কাউফম্যান, জেডি এবং ক্ল্যাপেরিচ, এসএম সারফেস সনাক্তকরণ ত্রুটিগুলি নরম পদার্থের ন্যানোইনডেন্টেশনে মডুলাস অত্যধিক মূল্যায়নের দিকে পরিচালিত করে।জে মেচা।আচরণ.জৈবচিকিৎসা বিজ্ঞান.মাতৃশিক্ষায়তন.2, 312-317 (2009)।
করিমজাদে এ., কলুর এসএসআর, আয়াতোল্লাখি এমআর, বুশরোয়া এআর এবং ইয়াহিয়া এম ইউ।পরীক্ষামূলক এবং গণনামূলক পদ্ধতি ব্যবহার করে ভিন্নধর্মী ন্যানোকম্পোজিটের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য ন্যানোইনডেন্টেশন পদ্ধতির মূল্যায়ন।বিজ্ঞান.হাউস 9, 15763 (2019)।
লিউ, কে., ভ্যানলেন্ডিংহাম, এমআর, এবং ওওয়ার্ট, ইন্ডেন্টেশন এবং অপ্টিমাইজেশান-ভিত্তিক বিপরীত সসীম উপাদান বিশ্লেষণের মাধ্যমে নরম ভিসকোয়েলাস্টিক জেলগুলির TS যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।জে মেচা।আচরণ.জৈবচিকিৎসা বিজ্ঞান.মাতৃশিক্ষায়তন.2, 355-363 (2009)।
অ্যান্ড্রুস JW, Bowen J এবং Chaneler D. সামঞ্জস্যপূর্ণ পরিমাপ সিস্টেম ব্যবহার করে viscoelasticity নির্ধারণের অপ্টিমাইজেশন।সফট ম্যাটার 9, 5581–5593 (2013)।
ব্রিস্কো, বিজে, ফিওরি, এল. এবং পেলিলো, ই. পলিমারিক পৃষ্ঠতলের ন্যানোইনডেন্টেশন।J. পদার্থবিদ্যা।D. পদার্থবিদ্যার জন্য আবেদন করুন।31, 2395 (1998)।
মিয়াইলোভিচ এএস, সিন বি., ফরচুনাটো ডি. এবং ভ্যান ভ্লিয়েট কেজে শক ইন্ডেন্টেশন ব্যবহার করে অত্যন্ত ইলাস্টিক পলিমার এবং জৈবিক টিস্যুগুলির ভিসকোয়েলাস্টিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের বৈশিষ্ট্য।বায়োমেটেরিয়ালস জার্নাল।71, 388–397 (2018)।
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM ইলাস্টিক মডুলাসের মূল্যায়ন এবং বর্ধিত বোরোডিচ-গালানভ (বিজি) পদ্ধতি এবং গভীর ইন্ডেন্টেশন ব্যবহার করে নরম পদার্থের আঠালো কাজ।পশমমাতৃশিক্ষায়তন.129, 198–213 (2019)।
শি, এক্স এবং অন্যান্য।সিলিকন হাইড্রোজেল কন্টাক্ট লেন্সের বায়োমিমেটিক পলিমারিক সারফেসের ন্যানোস্কেল আকারবিদ্যা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।ল্যাংমুইর 37, 13961–13967 (2021)।