Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහාය ඇති බ්‍රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා ප්‍රකාරය අක්‍රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
ස්ලයිඩ තුනක කැරොසල් එකක් එකවර පෙන්වයි.වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට පෙර සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, නැතහොත් වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩර් බොත්තම් භාවිතා කරන්න.
වෛද්‍ය උපකරණ සහ ජෛව වෛද්‍ය යෙදුම් සඳහා නව අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනය කිරීමත් සමඟ, ඒවායේ භෞතික හා යාන්ත්‍රික ගුණාංගවල විස්තීර්ණ ගුනාංගීකරනය වැදගත් මෙන්ම අභියෝගාත්මක වේ.නවීකරණය කරන ලද පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM) නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් තාක්‍ෂණයක් අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයන් සහිත තට්ටුවකින් ආලේප කරන ලද නව lehfilcon A biomimetic silicon hydrogel contact lens හි අතිශය අඩු පෘෂ්ඨීය මාපාංකය සංලක්ෂිත කිරීමට යොදන ලදී.මෙම ක්‍රමය අතු බෙදී ඇති පොලිමර් වෙත ළඟා වන විට දුස්ස්රාවී පිටකිරීමේ බලපෑමකින් තොරව සම්බන්ධතා ස්ථාන නිවැරදිව තීරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.මීට අමතරව, එය poroelasticity බලපෑමෙන් තොරව තනි බුරුසු මූලද්රව්යවල යාන්ත්රික ලක්ෂණ තීරණය කිරීමට හැකි වේ.මෘදු ද්‍රව්‍යවල සහ ජීව විද්‍යාත්මක සාම්පලවල ගුණ මැනීම සඳහා විශේෂයෙන් සුදුසු මෝස්තරයක් (ඉඟි ප්‍රමාණය, ජ්‍යාමිතිය සහ වසන්ත අනුපාතය) සහිත AFM පරීක්ෂණයක් තෝරා ගැනීමෙන් මෙය සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.මෙම ක්‍රමය මගින් මතුපිට ප්‍රදේශයේ (2 kPa දක්වා) ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය අතිශයින් අඩු වන අතර අභ්‍යන්තර (100%ක් පමණ) ජලීය පරිසරයේ අතිශය ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයක් ඇති ඉතා මෘදු ද්‍රව්‍ය lehfilcon A නිවැරදිව මැනීම සඳහා සංවේදීතාව සහ නිරවද්‍යතාවය වැඩි දියුණු කරයි. .මතුපිට අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵල මගින් lehfilcon A කාචයේ අතිශය මෘදු පෘෂ්ඨීය ගුණ හෙළිදරව් වූවා පමණක් නොව, අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසුවල මාපාංකය සිලිකන්-හයිඩ්‍රජන් උපස්ථරයට සමාන කළ හැකි බව පෙන්නුම් කළේය.මෙම මතුපිට ගුනාංගීකරන තාක්ෂණය අනෙකුත් අතිශය මෘදු ද්රව්ය සහ වෛද්ය උපකරණ සඳහා යෙදිය හැක.
සජීවී පටක සමඟ සෘජු සම්බන්ධතා සඳහා නිර්මාණය කර ඇති ද්රව්යවල යාන්ත්රික ගුණාංග බොහෝ විට ජීව විද්යාත්මක පරිසරය විසින් තීරණය කරනු ලැබේ.මෙම ද්‍රව්‍ය ගුණාංගවල පරිපූර්ණ ගැලපීම අහිතකර සෛලීය ප්‍රතිචාර 1,2,3 ඇති නොකර ද්‍රව්‍යයේ අපේක්ෂිත සායනික ලක්ෂණ සාක්ෂාත් කර ගැනීමට උපකාරී වේ.තොග සමජාතීය ද්‍රව්‍ය සඳහා, සම්මත ක්‍රියා පටිපාටි සහ පරීක්ෂණ ක්‍රම (උදා, ක්ෂුද්‍ර ඉන්ඩෙන්ටේෂන්4,5,6) තිබීම හේතුවෙන් යාන්ත්‍රික ගුණාංගවල ගුනාංගීකරනය සාපේක්ෂව පහසු වේ.කෙසේ වෙතත්, ජෙල්, හයිඩ්‍රොජෙල්, ජෛව බහු අවයවික, සජීවී සෛල වැනි අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍ය සඳහා, මිනුම් විභේදන සීමාවන් සහ සමහර ද්‍රව්‍යවල අසමමිතිය හේතුවෙන් මෙම පරීක්ෂණ ක්‍රම සාමාන්‍යයෙන් අදාළ නොවේ7.වසර ගණනාවක් පුරා, සාම්ප්‍රදායික ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රම වෙනස් කර පුළුල් පරාසයක මෘදු ද්‍රව්‍ය සංලක්ෂිත කිරීමට අනුවර්තනය වී ඇත, නමුත් බොහෝ ක්‍රම තවමත් ඒවායේ භාවිතය සීමා කරන බරපතල අඩුපාඩු වලින් පීඩා විඳිති.සුපර්සොෆ්ට් ද්‍රව්‍යවල සහ මතුපිට ස්ථරවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග නිවැරදිව හා විශ්වාසදායක ලෙස සංලක්ෂිත කළ හැකි විශේෂිත පරීක්ෂණ ක්‍රම නොමැතිකම විවිධ යෙදුම්වල ඒවායේ භාවිතය දැඩි ලෙස සීමා කරයි.
අපගේ පෙර කාර්යයේදී, අපි lehfilcon A (CL) අක්ෂි කාචය හඳුන්වා දුන්නෙමු, එය ඇසේ කෝනියා මතුපිටින් ආභාසය ලත් විභව ජෛවමිතික මෝස්තර වලින් ලබාගත් සියලුම අතිශය මෘදු මතුපිට ගුණ සහිත මෘදු විෂමජාතීය ද්‍රව්‍යයකි.මෙම ජෛව ද්‍රව්‍යය නිපදවා ඇත්තේ, වෛද්‍ය උපකරණ සඳහා නිර්මාණය කර ඇති සිලිකොන් හයිඩ්‍රොජෙල් (SiHy) 15 මතට බහු (2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) අතු සහිත, හරස්-සම්බන්ධිත බහු අවයවීය ස්ථරයක් බද්ධ කිරීමෙනි.මෙම බද්ධ කිරීමේ ක්රියාවලිය ඉතා මෘදු හා ඉතා ප්රත්යාස්ථ අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසු ව්යුහයකින් සමන්විත මතුපිට ස්ථරයක් නිර්මාණය කරයි.lehfilcon A CL හි ජෛව අනුකාරක ව්‍යුහය තෙත් කිරීම සහ අපිරිසිදු වීම වැළැක්වීම, ලිහිසි බව වැඩි කිරීම සහ සෛල හා බැක්ටීරියා ඇලවීම අඩු කිරීම වැනි උසස් පෘෂ්ඨීය ගුණාංග සපයන බව අපගේ පෙර කාර්යය මගින් තහවුරු කර ඇත15,16.මීට අමතරව, මෙම ජෛවමිතික ද්‍රව්‍ය භාවිතය සහ සංවර්ධනය අනෙකුත් ජෛව වෛද්‍ය උපකරණ වෙත තවදුරටත් ව්‍යාප්ත වීමට යෝජනා කරයි.එබැවින්, මෙම අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍යයේ මතුපිට ගුණාංග සංලක්ෂිත කිරීම සහ අනාගත වර්ධනයන් සහ යෙදුම් සඳහා සහය වීම සඳහා පුළුල් දැනුම් පදනමක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඇස සමඟ එහි යාන්ත්‍රික අන්තර්ක්‍රියා තේරුම් ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.බොහෝ වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි SiHy අක්ෂි කාච, ඒකාකාර ද්‍රව්‍ය ව්‍යුහයක් සාදන හයිඩ්‍රොෆිලික් සහ හයිඩ්‍රොෆෝබික් බහු අවයවක සමජාතීය මිශ්‍රණයකින් සමන්විත වේ.සාම්ප්‍රදායික සම්පීඩන, ආතන්ය සහ ක්ෂුද්‍ර ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ ක්‍රම18,19,20,21 භාවිතා කරමින් ඒවායේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග විමර්ශනය කිරීම සඳහා අධ්‍යයනයන් කිහිපයක් සිදු කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, lehfilcon A CL හි නව ජෛව අනුමිතික සැලසුම එය අද්විතීය විෂමජාතීය ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි, එහි අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග SiHy පාදක උපස්ථරයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ.එබැවින් සාම්ප්‍රදායික සහ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රම භාවිතයෙන් මෙම ගුණාංග නිවැරදිව ගණනය කිරීම ඉතා අපහසුය.ජීව විද්‍යාත්මක සෛල සහ පටක වැනි මෘදු විස්කෝලාස්ටික් ද්‍රව්‍යවල මෙන්ම මෘදු බහු අවයවක 22,23,24,25 හි යාන්ත්‍රික ගුණ නිර්ණය කිරීමට භාවිතා කරන ක්‍රමයක් වන පරමාණුක බල අන්වීක්ෂයේ (AFM) ක්‍රියාත්මක කරන ලද නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ ක්‍රමය හොඳ ක්‍රමයක් භාවිතා කරයි. .,26,27,28,29,30.AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන්හිදී, නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණවල මූලික කරුණු AFM තාක්‍ෂණයේ නවතම දියුණුවත් සමඟ ඒකාබද්ධ කර ඇත.මීට අමතරව, විවිධ ජ්යාමිතීන් භාවිතා කිරීම හරහා තාක්ෂණය වෙනත් වැදගත් වාසි ලබා දෙයි.ඉන්ඩෙන්ටර් සහ පරීක්ෂණය සහ විවිධ ද්රව මාධ්ය තුළ පරීක්ෂා කිරීමේ හැකියාව.
AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ප්‍රධාන කොටස් තුනකට කොන්දේසි සහිතව බෙදිය හැකිය: (1) උපකරණ (සංවේදක, අනාවරක, පරීක්ෂණ, ආදිය);(2) මිනුම් පරාමිතීන් (බලය, විස්ථාපනය, වේගය, බෑවුමේ විශාලත්වය, ආදිය);(3) දත්ත සැකසීම (මූලික නිවැරදි කිරීම, ස්පර්ශ ලක්ෂ්‍ය ඇස්තමේන්තුව, දත්ත සවි කිරීම, ආකෘති නිර්මාණය, ආදිය).මෙම ක්‍රමයේ ඇති සැලකිය යුතු ගැටලුවක් නම් AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් භාවිතයෙන් සාහිත්‍යයේ අධ්‍යයනයන් කිහිපයක් එකම නියැදිය/සෛල/ද්‍රව්‍ය වර්ගය37,38,39,40,41 සඳහා ඉතා වෙනස් ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රතිඵල වාර්තා කිරීමයි.උදාහරණයක් ලෙස, Lekka et al.යාන්ත්‍රිකව සමජාතීය හයිඩ්‍රොජෙල් සහ විෂම සෛලවල සාම්පලවල මනින ලද යන්ග්ගේ මාපාංකය මත AFM පරීක්ෂණ ජ්‍යාමිතියෙහි බලපෑම අධ්‍යයනය කර සංසන්දනය කරන ලදී.පිරමීඩ හැඩැති පරීක්ෂණයක් සඳහා ඉහළම අගය සහ ගෝලාකාර පරීක්ෂණයක් සඳහා අවම අගය 42 සමඟින්, මාපාංක අගයන් කැන්ටිලිවර් තේරීම සහ ඉඟි හැඩය මත බෙහෙවින් රඳා පවතින බව ඔවුන් වාර්තා කරයි.ඒ හා සමානව, Selhuber-Unkel et al.පොලිඇක්‍රිලමයිඩ් (PAAM) සාම්පලවල ඉන්ඩෙන්ටර් වේගය, ඉන්ඩෙන්ටර් ප්‍රමාණය සහ ඝනකම ACM43 නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් මගින් මනිනු ලබන යන්ග්ස් මොඩියුලයට බලපාන ආකාරය පෙන්වා දී ඇත.තවත් සංකීර්ණ සාධකයක් වන්නේ සම්මත අතිශය අඩු මාපාංක පරීක්ෂණ ද්‍රව්‍ය සහ නොමිලේ පරීක්ෂණ ක්‍රියා පටිපාටි නොමැති වීමයි.මෙමගින් විශ්වාසයෙන් යුතුව නිවැරදි ප්‍රතිඵල ලබා ගැනීම ඉතා අපහසු වේ.කෙසේ වෙතත්, ක්‍රමය සමාන සාම්පල වර්ග අතර සාපේක්ෂ මිනුම් සහ සංසන්දනාත්මක ඇගයීම් සඳහා ඉතා ප්‍රයෝජනවත් වේ, උදාහරණයක් ලෙස AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් භාවිතයෙන් සාමාන්‍ය සෛල පිළිකා සෛල 44, 45 වලින් වෙන්කර හඳුනා ගැනීම.
AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සමඟ මෘදු ද්‍රව්‍ය පරීක්ෂා කිරීමේදී, සාමාන්‍ය රීතියක් වන්නේ නියැදි මාපාංකයට සමීපව ගැලපෙන අඩු වසන්ත නියතයක් (k) සහ අර්ධගෝලාකාර/වටකුරු තුඩක් සහිත පරීක්ෂණයක් භාවිතා කිරීමයි, එවිට පළමු පරීක්ෂණය නියැදි මතුපිට සිදුරු නොකරයි. මෘදු ද්රව්ය සමඟ පළමු සම්බන්ධතා.පරීක්ෂණය මගින් ජනනය කරන ලද අපගමනය සංඥා ලේසර් අනාවරක පද්ධතිය 24,34,46,47 මගින් අනාවරණය කර ගැනීමට තරම් ශක්තිමත් වීමද වැදගත් වේ.අතිශය මෘදු විෂම සෛල, පටක සහ ජෙල් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, තවත් අභියෝගයක් වන්නේ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකි සහ විශ්වාසදායක මිනුම්48,49,50 සහතික කිරීම සඳහා පරීක්ෂණය සහ නියැදි මතුපිට අතර ඇති ඇලවුම් බලය ජය ගැනීමයි.මෑතක් වන තුරු, AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පිළිබඳ බොහෝ කාර්යයන් අවධානය යොමු කර ඇත්තේ සාපේක්ෂ වශයෙන් විශාල ගෝලාකාර පිරික්සුම් භාවිතා කරමින් ජීව විද්‍යාත්මක සෛල, පටක, ජෙල්, හයිඩ්‍රොජෙල් සහ ජෛව අණු වල යාන්ත්‍රික හැසිරීම අධ්‍යයනය කිරීම කෙරෙහි වන අතර ඒවා සාමාන්‍යයෙන් colloidal probes (CPs) ලෙස හැඳින්වේ., 47, 51, 52, 53, 54, 55. මෙම ඉඟි 1 සිට 50 µm දක්වා අරයක් ඇති අතර සාමාන්‍යයෙන් බෝරෝසිලිකේට් වීදුරු, පොලිමෙතිල් මෙතක්‍රයිලේට් (PMMA), පොලි ස්ටයිරීන් (PS), සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO2) සහ දියමන්ති වලින් සාදා ඇත. කාබන් (DLC) වගේ.CP-AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බොහෝ විට මෘදු නියැදි ගුනාංගීකරනය සඳහා පළමු තේරීම වුවද, එයට එහිම ගැටළු සහ සීමාවන් ඇත.විශාල, මයික්‍රෝන ප්‍රමාණයේ ගෝලාකාර ඉඟි භාවිතා කිරීම නියැදිය සමඟ තුණ්ඩයේ සම්පූර්ණ සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය වැඩි කරන අතර අවකාශීය විභේදනයේ සැලකිය යුතු අලාභයක් ඇති කරයි.මෘදු, සමජාතීය නොවන නිදර්ශක සඳහා, දේශීය මූලද්‍රව්‍යවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග පුළුල් ප්‍රදේශයක සාමාන්‍යයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් විය හැකි අතර, CP ඉන්ඩෙන්ටේෂන් මගින් ප්‍රාදේශීය පරිමාණයෙන් ගුණාංගවල ඕනෑම අසමානතාවයක් සැඟවිය හැක52.කොලොයිඩල් ප්‍රොබ් සාමාන්‍යයෙන් සෑදී ඇත්තේ මයික්‍රෝන ප්‍රමාණයේ කොලොයිඩල් ගෝල ඉෙපොක්සි ඇලවුම් භාවිතයෙන් ඉඟි රහිත කැන්ටිලිවර් වලට සම්බන්ධ කිරීමෙනි.නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියම බොහෝ ගැටළු වලින් පිරී ඇති අතර පරීක්ෂණ ක්‍රමාංකන ක්‍රියාවලියේ නොගැලපීම් ඇති විය හැක.මීට අමතරව, කොලොයිඩල් අංශුවල ප්‍රමාණය සහ ස්කන්ධය, අනුනාද සංඛ්‍යාතය, වසන්ත තද බව සහ අපගමනය සංවේදීතාව 56,57,58 වැනි කැන්ටිලිවරයේ ප්‍රධාන ක්‍රමාංකන පරාමිතීන්ට සෘජුවම බලපායි.මේ අනුව, උෂ්ණත්වය ක්‍රමාංකනය වැනි සාම්ප්‍රදායික AFM පරීක්ෂණ සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රම, CP සඳහා නිවැරදි ක්‍රමාංකනයක් ලබා නොදිය හැකි අතර, මෙම නිවැරදි කිරීම් සිදු කිරීමට වෙනත් ක්‍රම අවශ්‍ය විය හැක මෘදු සාම්පලවල ගුණ අධ්‍යයනය කරන්න, එය සාපේක්ෂ වශයෙන් විශාල අපගමනය62,63,64 දී කැන්ටිලවරයේ රේඛීය නොවන හැසිරීම ක්‍රමාංකනය කිරීමේදී තවත් ගැටළුවක් ඇති කරයි.නවීන colloidal probe indentation ක්‍රම සාමාන්‍යයෙන් විමර්ශනය ක්‍රමාංකනය කිරීමට භාවිතා කරන කැන්ටිලිවරයේ ජ්‍යාමිතිය සැලකිල්ලට ගනී, නමුත් 38,61 ක්‍රමයේ නිරවද්‍යතාවයේ අමතර අවිනිශ්චිතතාවයක් ඇති කරන colloidal අංශුවල බලපෑම නොසලකා හරින්න.ඒ හා සමානව, සම්බන්ධතා ආකෘති සවි කිරීම මගින් ගණනය කරන ලද ඉලාස්ටික් මොඩියුලය ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණයේ ජ්‍යාමිතිය මත කෙලින්ම රඳා පවතී, සහ ඉඟි සහ නියැදි මතුපිට ලක්ෂණ අතර නොගැලපීම සාවද්‍යතාවයන්ට හේතු විය හැක27, 65, 66, 67, 68. Spencer et al විසින් මෑතකදී කරන ලද සමහර වැඩ.CP-AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය භාවිතයෙන් මෘදු පොලිමර් බුරුසු ගුනාංගීකරනය කිරීමේදී සැලකිල්ලට ගත යුතු සාධක ඉස්මතු කර ඇත.වේගයේ කාර්යයක් ලෙස පොලිමර් බුරුසු වල දුස්ස්රාවී තරලයක් රඳවා තබා ගැනීම හිස පැටවීම වැඩිවීමට හේතු වන බව ඔවුන් වාර්තා කළහ.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, අපි නවීකරණය කරන ලද AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයක් භාවිතා කරමින් අතිශය මෘදු අධි ප්‍රත්‍යාස්ථ ද්‍රව්‍ය lehfilcon A CL හි මතුපිට මාපාංකය සංලක්ෂිත කර ඇත.මෙම ද්‍රව්‍යයේ ගුණාංග සහ නව ව්‍යුහය අනුව, මෙම අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍යයේ මාපාංකය සංලක්ෂිත කිරීමට සාම්ප්‍රදායික ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයේ සංවේදීතා පරාසය පැහැදිලිවම ප්‍රමාණවත් නොවේ, එබැවින් ඉහළ සංවේදීතාවයක් සහ අඩු සංවේදීතාවයක් සහිත AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයක් භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වේ.මට්ටමින්.පවතින colloidal AFM probe nanoindentation ශිල්පීය ක්‍රමවල අඩුපාඩු සහ ගැටළු සමාලෝචනය කිරීමෙන් පසුව, අපි සංවේදීතාව, පසුබිම් ශබ්දය, සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍යය, තරල රඳවා තබා ගැනීම වැනි මෘදු විෂම ද්‍රව්‍යවල ප්‍රවේග මාපාංකය මැනීම සඳහා කුඩා, අභිරුචි-නිර්මාණය කරන ලද AFM පරීක්ෂණයක් තෝරා ගත්තේ මන්දැයි පෙන්වමු. යැපීම.සහ නිවැරදි ප්‍රමාණකරණය.ඊට අමතරව, ද්‍රව්‍ය සමඟ ඉඟියේ සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය තක්සේරු නොකර ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය තීරණය කිරීම සඳහා කේතු-ගෝලයට ගැලපෙන ආකෘතිය භාවිතා කිරීමට අපට ඉඩ සලසමින් ඉන්ඩෙන්ටේෂන් තුණ්ඩයේ හැඩය සහ මානයන් නිවැරදිව මැනීමට අපට හැකි විය.මෙම කාර්යයේ ප්‍රමාණාත්මක කරන ලද ව්‍යංග උපකල්පන දෙක නම් සම්පූර්ණ ප්‍රත්‍යාස්ථ ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග සහ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර-ස්වාධීන මාපාංකයයි.මෙම ක්‍රමය භාවිතා කරමින්, අපි ක්‍රමය ප්‍රමාණනය කිරීම සඳහා දන්නා මොඩියුලයක් සහිත අතිශය මෘදු ප්‍රමිතීන් පළමුව පරීක්‍ෂා කළ අතර, පසුව විවිධ අක්ෂි කාච ද්‍රව්‍ය දෙකක මතුපිට සංලක්ෂිත කිරීමට මෙම ක්‍රමය භාවිතා කළෙමු.AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පෘෂ්ඨ වැඩි සංවේදීතාවයකින් සංලක්ෂිත කිරීමේ මෙම ක්‍රමය වෛද්‍ය උපකරණ සහ ජෛව වෛද්‍ය යෙදුම්වල විභව භාවිතයක් සහිත පුළුල් පරාසයක ජෛවමිතික විෂමජාතීය අල්ට්‍රාසොෆ්ට් ද්‍රව්‍ය සඳහා අදාළ වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.
Lehfilcon A අක්ෂි කාච (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) සහ ඒවායේ සිලිකොන් හයිඩ්‍රොජෙල් උපස්ථර නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ සඳහා තෝරා ගන්නා ලදී.අත්හදා බැලීමේදී විශේෂයෙන් නිර්මාණය කරන ලද කාච සවිකිරීමක් භාවිතා කරන ලදී.පරීක්ෂා කිරීම සඳහා කාචය ස්ථාපනය කිරීම සඳහා, එය ප්‍රවේශමෙන් ගෝලාකාර හැඩැති ස්ථාවරය මත තබා, වාතය බුබුලු ඇතුළු නොවන බවට වග බලා ගෙන, පසුව දාර සමඟ සවි කර ඇත.කාච රඳවනයේ මුදුනේ සවිකර ඇති සිදුරක්, ද්‍රවය රඳවා තබා ගනිමින් නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් අත්හදා බැලීම් සඳහා කාචයේ දෘශ්‍ය මධ්‍යස්ථානයට ප්‍රවේශය සපයයි.මෙය කාච සම්පූර්ණයෙන්ම සජලනය කරයි.අක්ෂි කාච ඇසුරුම් ද්‍රාවණයෙන් 500 μl පරීක්ෂණ විසඳුමක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී.ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රතිඵල සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා, වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි සක්‍රිය නොවන පොලිඇක්‍රිලමයිඩ් (PAAM) හයිඩ්‍රොජෙල් 1 හි දන්නා ඉලාස්ටික් මොඩියුලයක් වන polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide සංයුතියෙන් (100 mm Petrisoft Petri dishes, Matrigen, Irvine, CA, USA) සකස් කරන ලදී. kPa4-5 බිංදු (ආසන්න වශයෙන් 125 µl) ෆොස්ෆේට් බෆරඩ් සේලයින් (PBS වෙතින් Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) සහ OPTI-FREE Puremoist ස්පර්ශ කාච විසඳුම (Alcon, Vaud, TX, USA) 1 බිංදු භාවිතා කරන්න.) AFM hydrogel-probe අතුරුමුහුණතෙහි.
Lehfilcon A CL සහ SiHy උපස්ථර වල සාම්පල Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) අනාවරකයකින් සමන්විත FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM) පද්ධතියක් භාවිතයෙන් දෘශ්‍යමාන කරන ලදී.සාම්පල සකස් කිරීම සඳහා, කාච මුලින්ම ජලයෙන් සෝදා පයි හැඩැති කුඤ්ඤවලට කපා ඇත.සාම්පලවල හයිඩ්‍රොෆිලික් සහ හයිඩ්‍රොෆෝබික් සංරචක අතර අවකලනය ලබා ගැනීම සඳහා, RuO4 හි 0.10% ස්ථාවර ද්‍රාවණයක් සායම් ලෙස භාවිතා කරන ලද අතර, සාම්පල විනාඩි 30 ක් ගිල්වනු ලැබේ.lehfilcon A CL RuO4 වර්ණ ගැන්වීම වැදගත් වන්නේ වැඩි දියුණු කළ අවකල්‍ය ප්‍රතිවිරෝධතාවක් ලබා ගැනීම සඳහා පමණක් නොව, අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු වල ව්‍යුහය ඒවායේ මුල් ස්වරූපයෙන් ආරක්ෂා කර ගැනීමට ද උපකාරී වන අතර ඒවා STEM රූපවල දිස් වේ.ඉන්පසුව එතනෝල් සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ එතනෝල්/ජල මිශ්‍රණ මාලාවකින් ඒවා සෝදා විජලනය කරන ලදී.පසුව සාම්පල EMBed 812/Araldite ඉපොක්සි සමඟ වාත්තු කරන ලද අතර එය එක රැයකින් 70 ° C දී සුව විය.දුම්මල බහුඅවයවීකරණය මගින් ලබාගත් නියැදි කුට්ටි අල්ට්‍රාමයික්‍රෝටෝමයකින් කපා ඇති අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස තුනී කොටස් 30 kV ත්වරණ වෝල්ටීයතාවයකින් අඩු රික්තක ආකාරයෙන් STEM අනාවරකයක් සමඟ දෘශ්‍යමාන කරන ලදී.PFQNM-LC-A-CAL AFM පරීක්ෂණයේ (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) සවිස්තරාත්මක ගුනාංගීකරනය සඳහා එම SEM පද්ධතියම භාවිතා කරන ලදී.AFM පරීක්ෂණයේ SEM රූප ලබාගෙන ඇත්තේ 30 kV ත්වරණ වෝල්ටීයතාවයක් සහිත සාමාන්‍ය ඉහළ රික්තක මාදිලියකිනි.AFM පරීක්ෂණ ඉඟියේ හැඩය සහ ප්‍රමාණය පිළිබඳ සියලු විස්තර වාර්තා කිරීමට විවිධ කෝණවලින් සහ විශාලනවලින් රූප ලබා ගන්න.පින්තූරවල ඇති උනන්දුවෙහි සියලු ඉඟි මානයන් ඩිජිටල් ලෙස මනිනු ලැබේ.
lehfilcon A CL, SiHy උපස්ථරය සහ PAAm හයිඩ්‍රොජෙල් සාම්පල දෘශ්‍යමාන කිරීමට සහ නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේට් කිරීමට “PeakForce QNM in Fluid” මාදිලිය සහිත Dimension FastScan Bio Icon පරමාණු බල අන්වීක්ෂයක් (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) භාවිතා කරන ලදී.නිරූපණ අත්හදා බැලීම් සඳහා, 0.50 Hz ක ස්කෑන් අනුපාතයකින් සාම්පලයේ ඉහළ විභේදන රූප ලබා ගැනීමට 1 nm නාමික ඉඟි අරයක් සහිත PEAKFORCE-HIRS-FA පරීක්ෂණයක් (Bruker) භාවිතා කරන ලදී.සියලුම පින්තූර ජලීය ද්‍රාවණයකින් ගන්නා ලදී.
PFQNM-LC-A-CAL පරීක්ෂණයක් (Bruker) භාවිතයෙන් AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.AFM පරීක්ෂණයට 345 nm ඝනකම, 54 µm දිග ​​සහ 4.5 µm පළල 45 kHz ක අනුනාද සංඛ්‍යාතයක් සහිත නයිට්‍රයිඩ් කැන්ටිලිවර් මත සිලිකන් තුඩක් ඇත.මෘදු ජීව විද්‍යාත්මක සාම්පලවල ප්‍රමාණාත්මක නැනෝ යාන්ත්‍රික මිනුම් ගුනාංගීකරනය කිරීම සහ සිදු කිරීම සඳහා එය විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇත.සංවේදක කලින් ක්‍රමාංකනය කරන ලද වසන්ත සැකසුම් සමඟ කර්මාන්තශාලාවේ තනි තනිව ක්‍රමාංකනය කර ඇත.මෙම අධ්යයනයේ දී භාවිතා කරන ලද පරීක්ෂණවල වසන්ත නියතයන් 0.05-0.1 N / m පරාසයක පවතී.තුඩෙහි හැඩය සහ ප්‍රමාණය නිවැරදිව තීරණය කිරීම සඳහා, SEM භාවිතයෙන් පරීක්ෂණය විස්තරාත්මකව සංලක්ෂිත විය.අත්තික්කා මත.රූප සටහන 1a මඟින් PFQNM-LC-A-CAL පරීක්‍ෂණයේ ඉහළ විභේදන, අඩු විශාලන ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන මයික්‍රොග්‍රැෆ් පෙන්වයි, පරීක්‍ෂණ සැලසුම පිළිබඳ පරිපූර්ණ දසුනක් සපයයි.අත්තික්කා මත.1b තුඩෙහි හැඩය සහ ප්‍රමාණය පිළිබඳ තොරතුරු සපයන පරීක්ෂණ තුඩෙහි මුදුනේ විශාල වූ දසුනක් පෙන්වයි.අන්ත අවසානයේ, ඉඳිකටුවක් විෂ්කම්භය 140 nm පමණ අර්ධගෝලයකි (රූපය 1c).මෙයට පහළින්, තුණ්ඩය කේතුකාකාර හැඩයකට පත් වන අතර, මනින ලද දිග ආසන්න වශයෙන් 500 nm දක්වා ළඟා වේ.ටප්රින් කලාපයෙන් පිටත, තුණ්ඩය සිලින්ඩරාකාර වන අතර සම්පූර්ණ කෙළවර දිග 1.18 µm කින් අවසන් වේ.පරීක්ෂණ තුණ්ඩයේ ප්‍රධාන ක්‍රියාකාරී කොටස මෙයයි.මීට අමතරව, 45 µm ක අග්‍ර විෂ්කම්භයක් සහ 2 N/m වසන්ත නියතයක් සහිත විශාල ගෝලාකාර ෙපොලිස්ටිරින් (PS) පරීක්ෂණයක් (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) ද කොලොයිඩල් පරීක්ෂණයක් ලෙස පරීක්ෂා කිරීම සඳහා භාවිතා කරන ලදී.සංසන්දනය කිරීම සඳහා PFQNM-LC-A-CAL 140 nm පරීක්ෂණය සමඟ.
නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් කිරීමේදී AFM පරීක්ෂණය සහ පොලිමර් බුරුසු ව්‍යුහය අතර ද්‍රව සිරවිය හැකි බව වාර්තා වී ඇති අතර, එය ඇත්ත වශයෙන්ම මතුපිට ස්පර්ශ කිරීමට පෙර AFM පරීක්ෂණයට ඉහළට බලයක් යොදනු ඇත.තරල රඳවා තබා ගැනීම හේතුවෙන් මෙම දුස්ස්රාවී නිස්සාරණ ආචරණය ස්පර්ශයේ දෘශ්ය ලක්ෂ්යය වෙනස් කළ හැකි අතර, එමගින් මතුපිට මාපාංක මිනුම් වලට බලපායි.තරල රඳවා තබා ගැනීම මත පරීක්ෂණ ජ්‍යාමිතිය සහ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වේගයෙහි බලපෑම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, 1 µm/s සහ 2 µm/s හි නියත විස්ථාපන අනුපාතවල දී 140 nm විෂ්කම්භය සහිත පරීක්ෂණයක් භාවිතා කරමින් lehfilcon A CL සාම්පල සඳහා ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල වක්‍ර සැලසුම් කරන ලදී.පරීක්ෂණ විෂ්කම්භය 45 µm, ස්ථාවර බල සැකසුම 6 nN 1 µm/s දී ලබා ගන්නා ලදී.140 nm විෂ්කම්බයකින් යුත් ගවේෂණ යන්ත්‍රයක් සමඟ අත්හදා බැලීම් 1 µm/s ක ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වේගයකින් සහ 300 pN කට්ටල බලයකින් සිදු කරන ලද අතර, ඉහළ අක්ෂිවල භෞතික විද්‍යාත්මක පරාසය (1-8 kPa) තුළ ස්පර්ශක පීඩනයක් ඇති කිරීම සඳහා තෝරා ගන්නා ලදී.පීඩනය 72. 1 kPa පීඩනයක් සහිත PAA හයිඩ්‍රොජෙල් මෘදු සූදානම් කළ සාම්පල 140 nm විෂ්කම්භයක් සහිත පරීක්ෂණයක් භාවිතා කරමින් 1 μm / s වේගයකින් 50 pN ක ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බලයක් සඳහා පරීක්ෂා කරන ලදී.
PFQNM-LC-A-CAL පරීක්‍ෂණයේ කෙළවරේ කේතුකාකාර කොටසේ දිග ආසන්න වශයෙන් 500 nm වන බැවින්, ඕනෑම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුරක් <500 nm සඳහා, ඉන්ඩෙන්ටේෂන් කිරීමේදී ගවේෂණයේ ජ්‍යාමිතිය සත්‍යව පවතිනු ඇතැයි ආරක්ෂිතව උපකල්පනය කළ හැකිය. කේතු හැඩය.මීට අමතරව, පරීක්ෂණයට භාජනය වන ද්රව්යයේ මතුපිට ප්රතිවර්ත කළ හැකි ප්රත්යාස්ථ ප්රතිචාරයක් ප්රදර්ශනය කරනු ඇතැයි උපකල්පනය කරනු ලැබේ, එය පහත දැක්වෙන කොටස් වලින් ද තහවුරු කරනු ලැබේ.එබැවින්, තුඩයේ හැඩය සහ ප්‍රමාණය අනුව, අපගේ AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් අත්හදා බැලීම් (NanoScope) සැකසීමට අපි වෙළෙන්දාගේ මෘදුකාංගයේ ඇති Briscoe, Sebastian සහ Adams විසින් නිපදවන ලද කේතු-ගෝලාකාර සවි කිරීමේ ආකෘතිය තෝරා ගත්තෙමු.වෙන් කිරීමේ දත්ත විශ්ලේෂණ මෘදුකාංගය, Bruker) 73. ආකෘතිය ගෝලාකාර අග්‍ර දෝෂයක් සහිත කේතුවක් සඳහා බල-විස්ථාපන සම්බන්ධතාවය F(δ) විස්තර කරයි.අත්තික්කා මත.රූප සටහන 2 මඟින් ගෝලාකාර තුඩක් සහිත දෘඩ කේතුවක අන්තර්ක්‍රියා අතරතුර සම්බන්ධතා ජ්‍යාමිතිය පෙන්වයි, එහිදී R යනු ගෝලාකාර තුඩෙහි අරය, a යනු ස්පර්ශක අරය, b යනු ගෝලාකාර තුඩ අවසානයේ ඇති ස්පර්ශක අරය, δ යනු සම්බන්ධතා අරය.ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර, θ යනු කේතුවේ අර්ධ කෝණයයි.140 nm විශ්කම්භය ඇති ගෝලාකාර තුඩය කේතුවකට ස්පර්ශක ලෙස ඒකාබද්ධ වන බව මෙම ගවේෂණයේ SEM රූපය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරයි, එබැවින් මෙහි b අර්ථ දක්වන්නේ R හරහා පමණි, එනම් b = R cos θ.වෙළෙන්දා සැපයූ මෘදුකාංගය a > b උපකල්පනය කරමින් බල වෙන් කිරීමේ දත්ත වලින් Young's modulus (E) අගයන් ගණනය කිරීමට කේතු-ගෝල සම්බන්ධතාවක් සපයයි.සම්බන්ධතාවය:
මෙහි F යනු ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බලය, E යනු යංග්ගේ මාපාංකය, ν යනු පොයිසන්ගේ අනුපාතයයි.ස්පර්ශක අරය a තක්සේරු කළ හැක්කේ:
අතු බෙදී ඇති පොලිමර් බුරුසු මතුපිට ස්ථරයක් සහිත ලෙෆිල්කොන් ස්පර්ශ කාචයක ද්‍රව්‍යයට තද කර ඇති ගෝලාකාර තුඩක් සහිත දෘඩ කේතුවක ස්පර්ශක ජ්‍යාමිතියේ යෝජනා ක්‍රමය.
a ≤ b නම්, සම්බන්ධතාවය සම්ප්‍රදායික ගෝලාකාර ඉන්ඩෙන්ටරයක් ​​සඳහා සමීකරණයට අඩු වේ;
PMPC බහු අවයවික බුරුසුවේ අතු ව්‍යුහය සමඟ indenting probe අන්තර්ක්‍රියා කිරීම ස්පර්ශක අරය a ගෝලාකාර ස්පර්ශක අරය b ට වඩා වැඩි වීමට හේතු වනු ඇතැයි අපි විශ්වාස කරමු.එබැවින්, මෙම අධ්‍යයනයේදී සිදු කරන ලද ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකයේ සියලුම ප්‍රමාණාත්මක මිනුම් සඳහා, අපි a > b නඩුව සඳහා ලබාගත් යැපීම භාවිතා කළෙමු.
මෙම අධ්‍යයනයේදී අධ්‍යයනය කරන ලද අල්ට්‍රාසොෆ්ට් ජෛව අනුමිතික ද්‍රව්‍ය නියැදි හරස්කඩයේ ස්කෑනිං සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (STEM) සහ මතුපිට පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM) භාවිතයෙන් සවිස්තරාත්මකව නිරූපණය කරන ලදී.මෙම සවිස්තරාත්මක මතුපිට ගුනාංගීකරනය අපගේ කලින් ප්‍රකාශිත කාර්යයේ දිගුවක් ලෙස සිදු කරන ලද අතර, PMPC-වෙනස් කරන ලද lehfilcon A CL මතුපිට ගතිකව අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහය ස්වදේශික කෝනියා පටක වලට සමාන යාන්ත්‍රික ගුණ ප්‍රදර්ශනය කරන බව අපි තීරණය කළෙමු.මෙම හේතුව නිසා, අපි ස්පර්ශ කාච මතුපිට ජෛවමිතික ද්‍රව්‍ය ලෙස හඳුන්වමු14.අත්තික්කා මත.3a,b පිළිවෙලින් lehfilcon A CL උපස්ථරයක සහ ප්‍රතිකාර නොකළ SiHy උපස්ථරයක මතුපිට ඇති අතු සහිත PMPC බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයන්ගේ හරස්කඩ පෙන්වයි.සාම්පල දෙකෙහිම මතුපිට අධි-විභේදන AFM රූප භාවිතයෙන් තවදුරටත් විශ්ලේෂණය කරන ලද අතර, එය STEM විශ්ලේෂණයේ ප්‍රතිඵල තවදුරටත් තහවුරු කළේය (රූපය 3c, d).එකට ගත් විට, මෙම පින්තූර PMPC අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයේ ආසන්න දිගක් 300-400 nm දී ලබා දෙයි, එය AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් මිනුම් අර්ථකථනය කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.රූපවලින් ලබාගත් තවත් ප්‍රධාන නිරීක්‍ෂණයක් නම් CL ජෛවමිතික ද්‍රව්‍යයේ සමස්ත මතුපිට ව්‍යුහය SiHy උපස්ථර ද්‍රව්‍යයට වඩා රූප විද්‍යාත්මකව වෙනස් වීමයි.ඒවායේ පෘෂ්ඨීය රූප විද්‍යාවේ මෙම වෙනස ඉන්ඩෙන්ටින් AFM පරීක්ෂණය සමඟ යාන්ත්‍රික අන්තර්ක්‍රියා වලදී සහ පසුව මනින ලද මාපාංක අගයන්හිදී පැහැදිලි විය හැක.
(a) lehfilcon A CL සහ (b) SiHy උපස්ථරයේ හරස්කඩ STEM රූප.පරිමාණ තීරුව, 500 nm.lehfilcon A CL උපස්ථරය (c) සහ SiHy උපස්ථරය (d) (3 µm × 3 µm) හි මතුපිට AFM රූප.
Bioinspired polymers සහ polymer brush ව්‍යුහයන් ස්වභාවයෙන්ම මෘදු වන අතර ඒවා පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර විවිධ ජෛව වෛද්‍ය යෙදුම් 74,75,76,77 සඳහා භාවිතා කර ඇත.එබැවින්, AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය භාවිතා කිරීම වැදගත් වන අතර එමඟින් ඒවායේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග නිවැරදිව හා විශ්වාසදායක ලෙස මැනිය හැකිය.නමුත් ඒ සමඟම, මෙම අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍යවල ඇති සුවිශේෂී ගුණාංග, එනම් අතිශය අඩු ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය, ඉහළ ද්‍රව අන්තර්ගතය සහ ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතාව වැනි බොහෝ විට නිවැරදි ද්‍රව්‍ය, හැඩය සහ ඉන්ඩෙන්ටින් පරීක්ෂණයේ හැඩය තෝරා ගැනීමට අපහසු වේ.ප්රමාණය.ඉන්ඩෙන්ටරය නියැදියේ මෘදු මතුපිට සිදුරු නොකිරීමට මෙය වැදගත් වන අතර එමඟින් මතුපිට හා සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය සමඟ සම්බන්ධතා ස්ථානය තීරණය කිරීමේදී දෝෂ ඇති වේ.
මේ සඳහා අතිශය මෘදු ජෛවමිතික ද්‍රව්‍යවල (lehfilcon A CL) රූප විද්‍යාව පිළිබඳ පුළුල් අවබෝධයක් අත්‍යවශ්‍ය වේ.රූපකරණ ක්‍රමය භාවිතයෙන් ලබාගත් අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු වල ප්‍රමාණය සහ ව්‍යුහය පිළිබඳ තොරතුරු AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතයෙන් මතුපිට යාන්ත්‍රික ගුනාංගීකරනය සඳහා පදනම සපයයි.මයික්‍රෝන ප්‍රමාණයේ ගෝලාකාර colloidal probes වෙනුවට, අපි PFQNM-LC-A-CAL silicon nitride probe (Bruker) 140 nm ක විෂ්කම්භයක් සහිත, ජීව විද්‍යාත්මක සාම්පල 78, 79, 80 හි යාන්ත්‍රික ගුණවල ප්‍රමාණාත්මක සිතියම්ගත කිරීම සඳහා විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇත. , 81, 82, 83, 84 සාම්ප්‍රදායික කොලොයිඩල් ගවේෂණවලට සාපේක්ෂව තියුණු පරීක්ෂණ භාවිතා කිරීමේ තාර්කිකත්වය ද්‍රව්‍යයේ ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ මගින් පැහැදිලි කළ හැක.3a හි පෙන්වා ඇති CL lehfilcon A මතුපිට ඇති අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු සමඟ පරීක්ෂණ තුඩ ප්‍රමාණය (~ 140 nm) සසඳන විට, මෙම තුණ්ඩය මෙම බුරුසු ව්‍යුහයන් සමඟ සෘජුව සම්බන්ධ වීමට තරම් විශාල බව නිගමනය කළ හැක. ඒවා හරහා තුඩ සිදුරු කිරීමේ අවස්ථාව අඩු කරයි.මෙම කරුණ නිදර්ශනය කිරීම සඳහා, Fig. 4 හි lehfilcon A CL හි STEM රූපයක් සහ AFM පරීක්ෂණයේ (පරිමාණයට අඳින ලද) ඉන්ඩෙන්ටින් තුඩකි.
lehfilcon A CL හි STEM රූපය සහ ACM ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණයක් (පරිමාණයට අඳින ලද) පෙන්වන ක්‍රමානුකූලව.
මීට අමතරව, CP-AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය 69,71 මගින් නිෂ්පාදනය කරන ලද පොලිමර් බුරුසු සඳහා කලින් වාර්තා කරන ලද ඇලෙන සුළු නිස්සාරණ බලපෑම් වල අවදානම වළක්වා ගැනීමට 140 nm හි අග්‍ර ප්‍රමාණය කුඩා වේ.මෙම AFM ඉඟියේ විශේෂ කේතු-ගෝලාකාර හැඩය සහ සාපේක්ෂව කුඩා ප්‍රමාණය (රූපය 1) නිසා lehfilcon A CL නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් මගින් ජනනය වන බල වක්‍රයේ ස්වභාවය ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වේගය හෝ පැටවීමේ/බෑමේ වේගය මත රඳා නොපවතිනු ඇතැයි අපි උපකල්පනය කරමු. .එමනිසා, එය poroelastic බලපෑම් මගින් බලපාන්නේ නැත.මෙම කල්පිතය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, lehfilcon A CL සාම්පල PFQNM-LC-A-CAL පරීක්ෂණයක් භාවිතා කරමින් ස්ථාවර උපරිම බලයකින්, නමුත් වෙනස් ප්‍රවේග දෙකකින් ඉන්ඩෙන්ට් කරන ලද අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බලය (nN) සැලසුම් කිරීමට ආතන්ය සහ ආපසු ගැනීමේ බල වක්‍ර භාවිතා කරන ලදී. වෙන් කිරීමේදී (µm) රූපය 5a හි පෙන්වා ඇත.පැටවීමේදී සහ බෑමේදී බල වක්‍ර සම්පූර්ණයෙන්ම අතිච්ඡාදනය වන බව පැහැදිලි වන අතර, ශුන්‍ය ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුරේ බල කප්පාදුව රූපයේ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වේගය සමඟ වැඩි වන බවට පැහැදිලි සාක්ෂි නොමැත, එයින් ඇඟවෙන්නේ තනි බුරුසු මූලද්‍රව්‍ය සිදුරු ප්‍රත්‍යාස්ථ බලපෑමක් නොමැතිව සංලක්ෂිත වී ඇති බවයි.ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, 45 µm විශ්කම්භය AFM පරීක්‍ෂණය සඳහා එකම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වේගයකින් තරල රඳවා ගැනීමේ බලපෑම් (දුස්ස්රාවී නිස්සාරණය සහ සිදුරු ප්‍රත්‍යාස්ථතා බලපෑම්) පැහැදිලි වන අතර රූප සටහන 5b හි පෙන්වා ඇති පරිදි දිග හැරීම සහ පසුබැසීමේ වක්‍ර අතර හිස්ටරෙසිස් මගින් ඉස්මතු වේ.මෙම ප්‍රතිඵල උපකල්පනයට සහය වන අතර 140 nm විශ්කම්භය පිරික්සුම් එවැනි මෘදු පෘෂ්ඨයන් සංලක්ෂිත කිරීම සඳහා හොඳ තේරීමක් බව යෝජනා කරයි.
lehfilcon A CL indentation force curves භාවිතා කරමින් ACM;(අ) 140 nm ක විෂ්කම්භයක් සහිත පරීක්ෂණයක් පැටවීමේ අනුපාත දෙකකින් භාවිතා කිරීම, පෘෂ්ඨීය ඉන්ඩෙන්ටේෂන් තුළ poroelastic බලපෑමක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි;(ආ) 45 µm සහ 140 nm විෂ්කම්භයක් සහිත පරීක්ෂණ භාවිතා කිරීම.s කුඩා පරීක්ෂණවලට සාපේක්ෂව විශාල පරීක්ෂණ සඳහා දුස්ස්රාවී නිස්සාරණය සහ poroelasticity බලපෑම් පෙන්වයි.
අල්ට්‍රාසොෆ්ට් පෘෂ්ඨ සංලක්ෂිත කිරීමට, අධ්‍යයනයට භාජනය වන ද්‍රව්‍යවල ගුණ අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමවලට හොඳම විමර්ශනය තිබිය යුතුය.ඉඟියේ හැඩය සහ ප්‍රමාණයට අමතරව, AFM අනාවරක පද්ධතියේ සංවේදීතාව, පරීක්ෂණ පරිසරයේ ඉඟි අපගමනය සඳහා සංවේදීතාව සහ කැන්ටිලිවර් තද බව නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වල නිරවද්‍යතාවය සහ විශ්වසනීයත්වය තීරණය කිරීමේදී වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.මිනුම්.අපගේ AFM පද්ධතිය සඳහා, ස්ථාන සංවේදී අනාවරක (PSD) හඳුනාගැනීමේ සීමාව ආසන්න වශයෙන් 0.5 mV වන අතර එය පූර්ව ක්‍රමාංකනය කරන ලද වසන්ත අනුපාතය සහ PFQNM-LC-A-CAL පරීක්ෂණයේ ගණනය කරන ලද තරල අපගමන සංවේදීතාව මත පදනම් වේ. න්යායික පැටවුම් සංවේදීතාව.0.1 pN ට අඩු වේ.එබැවින්, මෙම ක්‍රමය මඟින් පර්යන්ත ශබ්ද සංරචකයකින් තොරව අවම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බලයක් ≤ 0.1 pN මැනීමට ඉඩ සලසයි.කෙසේ වෙතත්, යාන්ත්‍රික කම්පනය සහ තරල ගතිකත්වය වැනි සාධක හේතුවෙන් AFM පද්ධතියකට පර්යන්ත ශබ්දය මෙම මට්ටමට අඩු කිරීම පාහේ කළ නොහැක්කකි.මෙම සාධක AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයේ සමස්ත සංවේදීතාව සීමා කරන අතර දල වශයෙන් ≤ 10 pN පසුබිම් ශබ්ද සංඥාවක් ඇති කරයි.පෘෂ්ඨීය ගුනාංගීකරනය සඳහා, lehfilcon A CL සහ SiHy උපස්ථර සාම්පල SEM ගුනාංගීකරනය සඳහා 140 nm පරීක්ෂණයක් භාවිතා කරමින් සම්පුර්ණ හයිඩ්‍රේටඩ් තත්ත්‍වයන් යටතේ ඉන්ඩෙන්ට් කරන ලද අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බල වක්‍ර බලය (pN) සහ පීඩනය අතර අධිස්ථාපනය කරන ලදී.වෙන් කිරීමේ බිම් කොටස (µm) රූප සටහන 6a හි පෙන්වා ඇත.SiHy පාදක උපස්ථරය හා සසඳන විට, lehfilcon A CL බල වක්‍රය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරන්නේ සංක්‍රාන්ති අවධියක් දෙබලක පොලිමර් බුරුසුව සමඟ ස්පර්ශ වන ස්ථානයේ සිට ආරම්භ වන අතර යටින් පවතින ද්‍රව්‍ය සමඟ තුණ්ඩයේ බෑවුම සලකුණු කිරීමේ සම්බන්ධතාවයේ තියුණු වෙනසක් සමඟ අවසන් වේ.බල වක්‍රයේ මෙම සංක්‍රාන්ති කොටස මතුපිට ඇති අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසුවේ සැබෑ ප්‍රත්‍යාස්ථ හැසිරීම ඉස්මතු කරයි, සම්පීඩන වක්‍රය ආතති වක්‍රය සමීපව අනුගමනය කිරීම සහ බුරුසු ව්‍යුහය සහ විශාල SiHy ද්‍රව්‍ය අතර යාන්ත්‍රික ගුණවල වෙනස මගින් සාක්ෂි දරයි.lefilcon සංසන්දනය කරන විට.PCS හි STEM රූපයේ අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසුවක සාමාන්‍ය දිග වෙන් කිරීම (රූපය 3a) සහ රූපය 3a හි abscissa දිගේ එහි බල වක්‍රය වෙන් කිරීම.6a පෙන්නුම් කරන්නේ ක්‍රමයට තුඩ සහ අතු සහිත බහු අවයවික පෘෂ්ඨයේ මුදුනට ළඟා වන බව හඳුනා ගැනීමට හැකි බවයි.බුරුසු ව්යුහයන් අතර සම්බන්ධතා.ඊට අමතරව, බල වක්‍රවල සමීප අතිච්ඡාදනය ද්‍රව රඳවා ගැනීමේ බලපෑමක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි.මෙම අවස්ථාවේ දී, ඉඳිකටුවක් සහ නියැදියේ මතුපිට අතර නියත වශයෙන්ම ඇලීමක් නොමැත.සාම්පල දෙක සඳහා බල වක්‍රවල ඉහළම කොටස් අතිච්ඡාදනය වන අතර, උපස්ථර ද්‍රව්‍යවල යාන්ත්‍රික ගුණවල සමානත්වය පිළිබිඹු කරයි.
(a) lehfilcon A CL උපස්ථර සහ SiHy උපස්ථර සඳහා AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල වක්‍ර, (b) පසුබිම් ශබ්ද එළිපත්ත ක්‍රමය භාවිතයෙන් සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍ය ඇස්තමේන්තුව පෙන්වන බල වක්‍ර.
බල වක්‍රයේ සියුම් විස්තර අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, lehfilcon A CL නියැදියේ ආතති වක්‍රය y-අක්ෂය දිගේ 50 pN උපරිම බලයක් සහිතව Fig. 6b හි නැවත සැලසුම් කර ඇත.මෙම ප්‍රස්ථාරය මුල් පසුබිම් ශබ්දය පිළිබඳ වැදගත් තොරතුරු සපයයි.ඝෝෂාව ± 10 pN පරාසයක පවතී, එය ස්පර්ශක ලක්ෂ්‍යය නිවැරදිව තීරණය කිරීමට සහ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර ගණනය කිරීමට භාවිතා කරයි.සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති පරිදි, modulus85 වැනි ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග නිවැරදිව තක්සේරු කිරීම සඳහා සම්බන්ධතා ස්ථාන හඳුනා ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.බල වක්‍ර දත්ත ස්වයංක්‍රීයව සැකසීම සම්බන්ධ ප්‍රවේශයක් මෘදු ද්‍රව්‍ය සඳහා දත්ත සවි කිරීම සහ ප්‍රමාණාත්මක මිනුම් අතර වැඩිදියුණු වූ ගැලපීමක් පෙන්නුම් කර ඇත86.මෙම කාර්යයේදී, අපගේ සම්බන්ධතා ස්ථාන තෝරා ගැනීම සාපේක්ෂව සරල සහ වෛෂයික වේ, නමුත් එයට එහි සීමාවන් ඇත.සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍යය තීරණය කිරීම සඳහා අපගේ ගතානුගතික ප්‍රවේශය කුඩා ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර (< 100 nm) සඳහා තරමක් අධිතක්සේරු කළ මාපාංක අගයන් ඇති කරයි.අපගේ ක්‍රමය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා ඇල්ගොරිතම මත පදනම් වූ ස්පර්ශ ලක්ෂ්‍ය හඳුනාගැනීම සහ ස්වයංක්‍රීය දත්ත සැකසීම භාවිතය අනාගතයේදී මෙම කාර්යයේ අඛණ්ඩ පැවැත්මක් විය හැකිය.මේ අනුව, ±10 pN අනුපිළිවෙලෙහි ආවේණික පසුබිම් ශබ්දය සඳහා, අපි සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍යය ≥10 pN අගයක් සහිත 6b හි x-අක්ෂයේ පළමු දත්ත ලක්ෂ්‍යය ලෙස අර්ථ දක්වමු.ඉන්පසුව, 10 pN හි ශබ්ද එළිපත්තට අනුකූලව, ~0.27 µm මට්ටමේ සිරස් රේඛාවක් මතුපිට සමඟ සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍යය සලකුණු කරයි, ඉන්පසු උපස්ථරය ~ 270 nm හි ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර හමුවන තෙක් දිගු වක්‍රය දිගටම පවතී.සිත්ගන්නා කරුණ නම්, රූපකරණ ක්‍රමය භාවිතයෙන් මනිනු ලබන අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසු විශේෂාංගවල (300-400 nm) ප්‍රමාණය මත පදනම්ව, පසුබිම් ශබ්ද එළිපත්ත ක්‍රමය භාවිතයෙන් නිරීක්ෂණය කරන ලද CL lehfilcon සාම්පලයේ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර 270 nm පමණ වන අතර එය ඉතා ආසන්න වේ. STEM සමඟ මිනුම් ප්රමාණය.මෙම ප්‍රතිඵල මගින් මෙම ඉතා මෘදු සහ ඉතා ප්‍රත්‍යාස්ථ ශාඛා සහිත බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහය එබ්බවීම සඳහා AFM පරීක්ෂණ ඉඟියේ හැඩය සහ ප්‍රමාණයේ ගැළපුම සහ අදාළත්වය තවදුරටත් තහවුරු කරයි.සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍ය හඳුනාගැනීමේ සීමාවක් ලෙස පසුබිම් ශබ්දය භාවිතා කිරීමේ අපගේ ක්‍රමයට සහය දැක්වීමට මෙම දත්ත ප්‍රබල සාක්ෂි ද සපයයි.මේ අනුව, ගණිතමය ආකෘතිකරණයෙන් සහ බල වක්‍ර සවිකිරීමෙන් ලබා ගන්නා ඕනෑම ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රතිඵලයක් සාපේක්ෂව නිවැරදි විය යුතුය.
AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රම මගින් ප්‍රමාණාත්මක මිනුම් සම්පූර්ණයෙන්ම රඳා පවතින්නේ දත්ත තේරීම සහ පසුව විශ්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන ගණිතමය ආකෘති මතය.එබැවින්, විශේෂිත ආකෘතියක් තෝරා ගැනීමට පෙර, ඉන්ඩෙන්ටර් තෝරාගැනීම, ද්රව්යමය ගුණාංග සහ ඒවායේ අන්තර්ක්රියාකාරිත්වයේ යාන්ත්ර විද්යාව සම්බන්ධ සියලු සාධක සලකා බැලීම වැදගත් වේ.මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඉඟි ජ්‍යාමිතිය SEM මයික්‍රොග්‍රැෆ් භාවිතයෙන් ප්‍රවේශමෙන් සංලක්ෂිත කරන ලදී (රූපය 1), සහ ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව, දෘඩ කේතුවක් සහ ගෝලාකාර ඉඟි ජ්‍යාමිතිය සහිත 140 nm විෂ්කම්භය AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටින් පරීක්ෂණය lehfilcon A CL79 සාම්පල සංලක්ෂිත කිරීම සඳහා හොඳ තේරීමක් වේ. .පරෙස්සමින් ඇගයීමට ලක් කළ යුතු තවත් වැදගත් සාධකයක් වන්නේ පරීක්ෂා කරනු ලබන පොලිමර් ද්රව්යයේ ප්රත්යාස්ථතාවයි.නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් (Fig. 5a සහ 6a) ආරම්භක දත්ත මගින් ආතති සහ සම්පීඩන වක්‍රවල අතිච්ඡාදනය වීමේ ලක්ෂණ පැහැදිලිව දක්වා ඇතත්, එනම් ද්‍රව්‍යයේ සම්පූර්ණ ප්‍රත්‍යාස්ථ ප්‍රතිසාධනය, සම්බන්ධතා වල තනිකරම ප්‍රත්‍යාස්ථ ස්වභාවය තහවුරු කිරීම අතිශයින් වැදගත් වේ. .මේ සඳහා, සම්පූර්ණ සජලීකරණ තත්ත්‍වයන් යටතේ 1 µm/s ක ඉන්ඩෙන්ටේෂන් අනුපාතයකින් lehfilcon A CL නියැදියේ මතුපිට එකම ස්ථානයක අනුප්‍රාප්තික ඉන්ඩෙන්ටේෂන් දෙකක් සිදු කරන ලදී.ප්රතිඵලයක් වශයෙන් බල වක්ර දත්ත රූපයේ දැක්වේ.7 සහ, අපේක්ෂා කළ පරිදි, මුද්‍රණ දෙකේ ප්‍රසාරණය සහ සම්පීඩන වක්‍ර බොහෝ දුරට සමාන වන අතර, අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයේ ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතාව ඉස්මතු කරයි.
lehfilcon A CL මතුපිට එකම ස්ථානයේ ඇති ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල වක්‍ර දෙකක් කාච මතුපිට පරමාදර්ශී ප්‍රත්‍යාස්ථතාව පෙන්නුම් කරයි.
SEM සහ STEM අනුරූ වලින් ලබාගත් තොරතුරු මත පදනම්ව, පිළිවෙලින්, පරීක්ෂණ තුඩ සහ lehfilcon A CL මතුපිට, කේතු-ගෝල ආකෘතිය යනු AFM පරීක්ෂණ ඉඟිය සහ පරීක්ෂා කරන මෘදු පොලිමර් ද්‍රව්‍ය අතර අන්තර්ක්‍රියා පිළිබඳ සාධාරණ ගණිතමය නිරූපණයකි.මීට අමතරව, මෙම කේතු-ගෝල ආකෘතිය සඳහා, මුද්‍රිත ද්‍රව්‍යවල ප්‍රත්‍යාස්ථ ගුණ පිළිබඳ මූලික උපකල්පන මෙම නව ජෛව අනුකාරක ද්‍රව්‍ය සඳහා සත්‍ය වන අතර ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකය ප්‍රමාණ කිරීමට භාවිතා කරයි.
AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය සහ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ ගුණාංග (හැඩය, ප්‍රමාණය සහ වසන්ත තද බව), සංවේදීතාව (පසුබිම් ශබ්දය සහ සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍ය ඇස්තමේන්තු කිරීම) සහ දත්ත සවි කිරීමේ ආකෘති (ප්‍රමාණාත්මක මාපාංක මිනුම්) ඇතුළුව එහි සංරචක පිළිබඳ පුළුල් ඇගයීමකින් පසුව ක්‍රමය විය. භාවිතා කරන ලදී.ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රතිඵල සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි අතිශය මෘදු සාම්පල සංලක්ෂිත කරන්න.1 kPa ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකයක් සහිත වාණිජ පොලිඇක්‍රිලමයිඩ් (PAAM) හයිඩ්‍රොජෙල් 140 nm පරීක්ෂණයක් භාවිතයෙන් හයිඩ්‍රේටඩ් තත්ව යටතේ පරීක්ෂා කරන ලදී.මොඩියුල පරීක්ෂණ සහ ගණනය කිරීම් පිළිබඳ විස්තර පරිපූරක තොරතුරු වල දක්වා ඇත.ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ මනින ලද සාමාන්‍ය මාපාංකය 0.92 kPa වන අතර දන්නා මොඩියුලයෙන් %RSD සහ ප්‍රතිශතය (%) අපගමනය 10% ට වඩා අඩු බවයි.මෙම ප්‍රතිඵල මගින් අල්ට්‍රාසොෆ්ට් ද්‍රව්‍යවල මාපාංක මැනීම සඳහා මෙම කාර්යයේදී භාවිතා කරන AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයේ නිරවද්‍යතාවය සහ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය තහවුරු කරයි.lehfilcon A CL සාම්පලවල සහ SiHy පාදක උපස්ථරයේ මතුපිට තවදුරටත් සංලක්ෂිත කරන ලද්දේ එම AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය භාවිතයෙන් අල්ට්‍රාසොෆ්ට් පෘෂ්ඨයේ දෘශ්‍ය සම්බන්ධතා මාපාංකය ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුරේ ශ්‍රිතයක් ලෙස අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා ය.එක් එක් වර්ගයේ නිදර්ශක තුනක් (n = 3; එක් නිදර්ශකයකට එක් ඉන්ඩෙන්ටේෂන්) 300 pN බලයකින්, 1 µm/s වේගයකින් සහ සම්පූර්ණ සජලනය සඳහා ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල වෙන් කිරීමේ වක්‍ර ජනනය කරන ලදී.කේතු-ගෝල ආකෘතියක් භාවිතයෙන් ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල බෙදාගැනීමේ වක්‍රය ආසන්න කර ඇත.ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර මත රඳා පවතින මාපාංකය ලබා ගැනීම සඳහා, බල වක්‍රයේ 40 nm පළල කොටසක් ස්පර්ශ වන ස්ථානයේ සිට ආරම්භ වන 20 nm එක් එක් වර්ධකයේ පිහිටුවා ඇති අතර බල වක්‍රයේ සෑම පියවරකදීම මාපාංකයේ අගයන් මනිනු ලැබේ.Spin Cy et al.colloidal AFM probe nanoindentation භාවිතා කරන poly(lauryl methacrylate) (P12MA) බහු අවයවික බුරුසු වල මාපාංක අනුක්‍රමණය සංලක්ෂිත කිරීමට සමාන ප්‍රවේශයක් භාවිතා කර ඇති අතර ඒවා හර්ට්ස් සම්බන්ධතා ආකෘතිය භාවිතා කරන දත්ත වලට අනුකූල වේ.මෙම ප්‍රවේශය රූප සටහන 8 හි පෙන්වා ඇති පරිදි දෘශ්‍ය සම්බන්ධතා මාපාංකය (kPa) එදිරිව ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර (nm) ලබා දෙයි, එය දෘශ්‍ය සම්බන්ධතා මාපාංකය/ගැඹුර අනුක්‍රමණය විදහා දක්වයි.CL lehfilcon A සාම්පලයේ ගණනය කරන ලද ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකය නියැදියේ ඉහළ 100 nm තුළ 2-3 kPa පරාසයක පවතින අතර ඉන් ඔබ්බට ගැඹුරින් වැඩි වීමට පටන් ගනී.අනෙක් අතට, මතුපිට බුරුසුවක් වැනි පටලයකින් තොරව SiHy පාදක උපස්ථරය පරීක්ෂා කිරීමේදී, 300 pN බලයකදී ලබා ගන්නා උපරිම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර 50 nm ට වඩා අඩු වන අතර දත්ත වලින් ලබාගත් මාපාංක අගය 400 kPa පමණ වේ. , තොග ද්‍රව්‍ය සඳහා යන්ග්ගේ මාපාංකයේ අගයන් හා සැසඳිය හැක.
lehfilcon A CL සහ SiHy උපස්ථර සඳහා දෘශ්‍ය සම්බන්ධතා මාපාංකය (kPa) එදිරිව ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර (nm) මාපාංකය මැනීමට කේතු-ගෝල ජ්‍යාමිතිය සමඟ AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය භාවිතා කරයි.
නව ජෛවමිතික අතු සහිත බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයේ ඉහළම මතුපිට ප්‍රත්‍යාස්ථතා (2-3 kPa) අතිශයින් අඩු මාපාංකයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි.මෙය STEM රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි ගෑරුප්පු සහිත පොලිමර් බුරුසුවේ නිදහස් එල්ලෙන කෙළවරට ගැලපේ.CL හි පිටත මායිමෙහි මාපාංක අනුක්‍රමයක් පිළිබඳ යම් සාක්ෂි ඇති අතර, ප්‍රධාන ඉහළ මාපාංක උපස්ථරය වඩාත් බලගතු වේ.කෙසේ වෙතත්, පෘෂ්ඨයේ ඉහළම 100 nm අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසුවේ මුළු දිගෙන් 20% ක් තුළ පිහිටා ඇත, එබැවින් මෙම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුර පරාසයේ ඇති මාපාංකයේ මනින ලද අගයන් සාපේක්ෂව නිවැරදි වන අතර එය ශක්තිමත් නොවන බව උපකල්පනය කිරීම සාධාරණ ය. පහළ වස්තුවේ බලපෑම මත රඳා පවතී.
SiHy උපස්ථරවල මතුපිටට බද්ධ කරන ලද අතු සහිත PMPC බහු අවයවික බුරුසු ව්‍යුහයන්ගෙන් සමන්විත lehfilcon A අක්ෂි කාචවල අද්විතීය ජෛව අනුමිතික නිර්මාණය හේතුවෙන්, සාම්ප්‍රදායික මිනුම් ක්‍රම භාවිතා කරමින් ඒවායේ මතුපිට ව්‍යුහයේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග විශ්වාසදායක ලෙස සංලක්ෂිත කිරීම ඉතා අපහසුය.මෙහිදී අපි ඉහළ ජල අන්තර්ගතයක් සහ අතිශය ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයක් සහිත lefilcon A වැනි අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍ය නිවැරදිව සංලක්ෂිත කිරීම සඳහා උසස් AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමයක් ඉදිරිපත් කරමු.මෙම ක්‍රමය පදනම් වී ඇත්තේ මුද්‍රණය කළ යුතු අතිශය මෘදු පෘෂ්ඨීය ලක්ෂණවල ව්‍යුහාත්මක මානයන් සමඟ ගැළපෙන පරිදි අග ප්‍රමාණය සහ ජ්‍යාමිතිය ප්‍රවේශමෙන් තෝරාගෙන ඇති AFM පරීක්ෂණයක් භාවිතය මතය.විමර්ශනය සහ ව්‍යුහය අතර මානයන්හි මෙම සංයෝජනය මගින් සංවේදිතාව වැඩි වන අතර, poroelastic බලපෑම් නොසලකා අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු මූලද්‍රව්‍යවල අඩු මාපාංකය සහ ආවේනික ප්‍රත්‍යාස්ථ ගුණාංග මැනීමට අපට ඉඩ සලසයි.ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ කාච මතුපිටට ආවේණික වූ සුවිශේෂී අතු සහිත PMPC බහු අවයවික බුරුසු, ජලීය පරිසරයක පරීක්ෂා කිරීමේදී අතිශය අඩු ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකයක් (2 kPa දක්වා) සහ ඉතා ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතාවයක් (100%කට ආසන්න) ඇති බවයි.AFM නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ප්‍රතිඵල මගින් ජෛවමිතික කාච මතුපිට දෘශ්‍ය සම්බන්ධතා මාපාංකය/ගැඹුර අනුක්‍රමය (30 kPa/200 nm) ගුනාංගීකරනය කිරීමට ද අපට ඉඩ ලබා දුනි.මෙම අනුක්‍රමය අතු බෙදී ඇති බහු අවයවික බුරුසු සහ SiHy උපස්ථරය අතර ඇති මාපාංක වෙනස හෝ බහු අවයවික බුරුසු වල අතු ව්‍යුහය/ඝනත්වය හෝ ඒවායේ එකතුවක් නිසා විය හැක.කෙසේ වෙතත්, ව්‍යුහය සහ ගුණ අතර සම්බන්ධය, විශේෂයෙන්ම යාන්ත්‍රික ගුණ මත බුරුසු අතු බෙදී යාමේ බලපෑම සම්පූර්ණයෙන් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා තවදුරටත් ගැඹුරු අධ්‍යයනයන් අවශ්‍ය වේ.සමාන මිනුම් මගින් අනෙකුත් අතිශය මෘදු ද්‍රව්‍යවල සහ වෛද්‍ය උපකරණවල මතුපිට යාන්ත්‍රික ගුණාංග සංලක්ෂිත කිරීමට උපකාරී වේ.
වත්මන් අධ්‍යයනය අතරතුර ජනනය කරන ලද සහ/හෝ විශ්ලේෂණය කරන ලද දත්ත කට්ටල සාධාරණ ඉල්ලීමක් මත අදාළ කතුවරුන්ගෙන් ලබා ගත හැකිය.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. සහ Haugen, HJ ජෛව ද්‍රව්‍යවල පෘෂ්ඨවල භෞතික හා රසායනික ගුණවලට ජීව විද්‍යාත්මක ප්‍රතික්‍රියා.රසායනික.සමාජය.එඩ්.49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM සහ Liu, X. පටක ඉංජිනේරු විද්‍යාව සඳහා මානව-ව්‍යුත්පන්න ජෛව ද්‍රව්‍ය වැඩිදියුණු කිරීම.වැඩසටහන්කරණය.පොලිමර්.විද්යාව.53, 86 (2016).
Sadtler, K. et al.පුනර්ජනනීය වෛද්‍ය විද්‍යාවේ ජෛව ද්‍රව්‍ය සැලසුම් කිරීම, සායනික ක්‍රියාත්මක කිරීම සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරය.ජාතික මැට් පූජ්‍ය 1, 16040 (2016).
ඔලිවර් ඩබ්ලිව්කේ සහ ෆාර් ජීඑම් බර සහ විස්ථාපන මිනුම් සමඟ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් අත්හදා බැලීම් භාවිතා කරමින් දෘඪතාව සහ ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය තීරණය කිරීම සඳහා වැඩිදියුණු කළ ක්රමයකි.ජේ. අල්මා මේටර්.ගබඩා ටැංකිය.7, 1564-1583 (2011).
වොලී, එස්එම් ඉන්ඩෙන්ටේෂන් දෘඪතාව පරීක්ෂා කිරීමේ ඓතිහාසික මූලාරම්භය.alma mater.විද්යාව.තාක්ෂණයන්.28, 1028-1044 (2012).
Broitman, E. මැක්‍රෝ, ක්ෂුද්‍ර සහ නැනෝ පරිමාණයේ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් දෘඪතාව මැනීම්: විවේචනාත්මක සමාලෝචනයක්.ගෝත්රය.රයිට්.65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD සහ Clapperich, SM මතුපිට හඳුනාගැනීමේ දෝෂයන් මෘදු ද්‍රව්‍යවල නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් හි මාපාංක අධිතක්සේරු කිරීමට හේතු වේ.ජේ. මෙචා.හැසිරීම.ජෛව වෛද්ය විද්යාව.alma mater.2, 312-317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR සහ Yahya M.Yu.පර්යේෂණාත්මක සහ ගණනය කිරීමේ ක්‍රම භාවිතා කරමින් විෂම නැනෝකොම්පොසයිට් වල යාන්ත්‍රික ලක්ෂණ නිර්ණය කිරීම සඳහා නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ක්‍රමය ඇගයීම.විද්යාව.නිවස 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, සහ Owart, TS මෘදු විස්කෝලාස්ටික් ජෙල් වල යාන්ත්‍රික ගුනාංගීකරනය සහ ප්‍රශස්තකරණය මත පදනම් වූ ප්‍රතිලෝම පරිමිත මූලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය.ජේ. මෙචා.හැසිරීම.ජෛව වෛද්ය විද්යාව.alma mater.2, 355-363 (2009).
Andrews JW, Bowen J සහ Chaneler D. ගැළපෙන මිනුම් පද්ධති භාවිතයෙන් දුස්ස්රාවීතාවය තීරණය කිරීම ප්‍රශස්ත කිරීම.මෘදු පදාර්ථ 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. සහ Pellillo, E. බහු අවයවික පෘෂ්ඨයන් නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන්.J. භෞතික විද්යාව.D. භෞතික විද්යාව සඳහා අයදුම් කරන්න.31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. සහ Van Vliet KJ කම්පන එන්ඩෙන්ටේෂන් භාවිතා කරමින් ඉතා ප්රත්යාස්ථ බහු අවයවක සහ ජීව විද්යාත්මක පටකවල viscoelastic යාන්ත්රික ගුණාංගවල ලක්ෂණ.ජෛව ද්‍රව්‍ය සඟරාව.71, 388-397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM විස්තීරණ Borodich-Galanov (BG) ක්‍රමය සහ ගැඹුරු ඉන්ඩෙන්ටේෂන් භාවිතා කරමින් මෘදු ද්‍රව්‍යවල ප්‍රත්‍යාස්ථ මාපාංකය සහ ඇලවුම් කාර්යය ඇගයීම.ලොම්.alma mater.129, 198-213 (2019).
ෂි, X. et al.සිලිකොන් හයිඩ්‍රොජෙල් අක්ෂි කාචවල ජෛවමිතික බහු අවයවික පෘෂ්ඨවල නැනෝ පරිමාණ රූප විද්‍යාව සහ යාන්ත්‍රික ගුණ.Langmuir 37, 13961–13967 (2021).