Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com.Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo leh taageero CSS xaddidan.Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer).Intaa waxaa dheer, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan ku tusineynaa goobta aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Waxa uu soo bandhigayaa carousel ka kooban saddex slide hal mar.Isticmaal badhamada hore iyo kan ku xiga si aad ugu gudubto saddex sawir markiiba, ama isticmaal badhamada slider-ka ee dhamaadka si aad ugu gudubto saddex sawir markiiba.
Iyada oo la horumarinayo qalabyo ultra-jilicsan oo cusub oo loogu talagalay aaladaha caafimaadka iyo codsiyada biomedical, sifada guud ee sifooyinkooda jireed iyo makaanikada labadaba waa muhiim oo adag.Farsamo nanoindentation ah oo la beddelay (AFM) ayaa lagu dabaqay si loo garto modules-ka aadka u hooseeya ee lehfilcon-ka cusub Leniska xiriirinta silikoon hydrogel biomimetic oo lagu dahaadhay lakabka qaab dhismeedka burushka polymerka oo laami ah.Habkani wuxuu ogolaanayaa in si sax ah loo go'aamiyo meelaha xiriirka ah iyada oo aan saameyn ku yeelan xuubka viscous marka uu soo dhawaado polymers-ka laamo leh.Intaa waxaa dheer, waxay suurtogal u tahay in la go'aamiyo sifooyinka farsamada ee walxaha burushka shakhsi ahaaneed iyada oo aan saameyn ku yeelanayn poroelasticity.Tan waxaa lagu gaaraa iyadoo la dooranayo baaritaanka AFM oo leh naqshad (xajmiga caarada, joomatari iyo heerka gu'ga) kaas oo si gaar ah ugu habboon cabbiraadda sifooyinka qalabka jilicsan iyo shaybaarka noolaha.Habkani wuxuu wanaajiyaa dareenka iyo saxnaanta cabbirka saxda ah ee walxaha aadka u jilicsan ee lehfilcon A, kaas oo leh modules aad u hooseeya ee barti ee aagga dusha sare (ilaa 2 kPa) iyo barti aad u sarreeya gudaha gudaha (ku dhawaad ​​100%) deegaanka biyaha leh. .Natiijooyinka daraasadda dusha sare ma muujin oo kaliya sifooyinka dusha ultra-jilicsan ee lens-ka lehfilcon A, laakiin sidoo kale waxay muujisay in moodooyinka burushyada polymer-ka ee laanta ay la mid yihiin kuwa silikoon-hydrogen substrate.Farsamadan sifaha dusha sare waxaa lagu dabaqi karaa agabyo kale oo aad u jilicsan iyo aaladaha caafimaadka.
Qalabka farsamaysan ee alaabta loogu talagalay in si toos ah loola xiriiro unugyada nool waxaa badanaa lagu go'aamiyaa bay'ada noolaha.Isku-dheellitirka saxda ah ee alaabtan maaddada waxay caawisaa in la gaaro sifooyinka bukaan-socodka ee la rabo ee maaddada iyada oo aan keenin jawaabaha unugyada xun1,2,3.Qalabka guud ee isku midka ah, sifada sifooyinka farsamada waa mid sahlan sababtoo ah helitaanka hababka caadiga ah iyo hababka tijaabada (tusaale, microindentation4,5,6).Si kastaba ha noqotee, agabyada aadka u jilicsan sida jel, hydrogels, biopolymers, unugyada nool, iwm, hababkan tijaabada ah guud ahaan laguma dabaqi karo xaddidaadaha xallinta cabbiraadda iyo is-biirsi la'aanta agabyada qaarkood7.Sanadihii la soo dhaafay, hababka dhexgalka dhaqameed ayaa wax laga beddelay oo loo habeeyey si loo garto noocyo kala duwan oo qalab jilicsan, laakiin habab badan ayaa weli ka cabanaya cillado halis ah oo xaddidaya isticmaalkooda8,9,10,11,12,13.Maqnaanshaha habab tijaabo ah oo gaar ah oo si sax ah oo la isku halleyn karo u tilmaami kara sifooyinka farsamada ee qalabka supersoft iyo lakabyada dusha sare waxay si ba'an u xaddidaysaa isticmaalkooda codsiyada kala duwan.
Shaqadeena hore, waxaan ku soo bandhignay lenfilcon A (CL) lens-ka, walxo jilicsan oo jilicsan oo leh dhammaan guryaha aadka u jilicsan ee ka soo jeeda naqshadaha biomimetic ee suurtogalka ah ee dhiirigeliya dusha sare ee isha.biomaterial-kan waxaa lagu sameeyay iyada oo la jeexjeexay lakabka polymer-ka ah ee laamo ah, iskutallaabta ah ee poly (2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) oo lagu dhejiyay silikoon hydrogel (SiHy) 15 oo loogu talagalay aaladaha caafimaadka ee ku saleysan.Habka tallaaliddu waxay abuurtaa lakab dusha sare ah oo ka kooban qaab dhismeedka burush polymeric ah oo aad u jilicsan oo aad u jilicsan.Shaqadeenii hore waxay xaqiijisay in qaab-dhismeedka biomimetic ee lehfilcon A CL ay bixiso sifooyin dusha sare leh sida hagaajinta qoynta iyo ka-hortagga wasakhda, saliidda kordhinta, iyo hoos u dhigista unugyada iyo adhesion bakteeriyada15,16.Intaa waxaa dheer, isticmaalka iyo horumarinta maaddadan biomimetic waxay sidoo kale soo jeedinaysaa ballaarinta dheeraadka ah ee qalabka kale ee biomedical.Sidaa darteed, waxaa muhiim ah in la tilmaamo sifooyinka dusha sare ee walxahan aadka u jilicsan oo la fahmo isdhexgalka farsamada ee isha si loo abuuro saldhig aqooneed oo dhamaystiran si loo taageero horumarka mustaqbalka iyo codsiyada.Inta badan muraayadaha indhaha ee SiHy ee ganacsi ahaan loo heli karo waxay ka kooban yihiin isku dhafka hydrophilic iyo hydrophobic polymers kuwaas oo sameeya qaab dhismeed isku mid ah.Daraasado dhowr ah ayaa la sameeyay si loo baaro hantidooda makaanikada iyadoo la adeegsanayo cadaadis dhaqameed, xajin iyo hababka tijaabada microindentation18,19,20,21.Si kastaba ha ahaatee, naqshadda biomimetic-ka cusub ee lehfilcon A CL waxay ka dhigaysaa walxo kala duwan oo gaar ah taas oo sifooyinka farsamada ee qaababka burushka polymer-ka ee laanta ay si weyn uga duwan yihiin kuwa saldhigga hoose ee SiHy.Sidaa darteed, aad bay u adag tahay in si sax ah loo qiyaaso guryahan iyadoo la adeegsanayo hababka caadiga ah iyo kuwa soo gelista.Habka ballan-qaadka ah wuxuu isticmaalaa habka tijaabinta nanoindentation ee lagu hirgeliyay mikroskoobyada xoogga atomiga (AFM), habka loo isticmaalay si loo go'aamiyo sifooyinka farsamada ee qalabka jilicsan ee jilicsan sida unugyada noolaha iyo unugyada, iyo sidoo kale polymers jilicsan22,23,24,25 .,26,27,28,29,30.Gudaha AFM nanoindentation, aasaaska tijaabada nanoindentation waxaa lagu daraa horumarkii ugu dambeeyay ee tignoolajiyada AFM si ay u bixiso dareenka cabbirka oo kordhay iyo tijaabinta noocyo badan oo ka mid ah qalabka supersoft31,32,33,34,35,36.Intaa waxaa dheer, tiknoolajiyadu waxay bixisaa faa'iidooyin kale oo muhiim ah iyada oo loo marayo isticmaalka joomatariyada kala duwan.soo gelid iyo baadhid iyo suurtogalnimada in lagu tijaabiyo warbaahinta dareeraha ah ee kala duwan.
Nanoindentation AFM waxaa shuruud ahaan loo qaybin karaa saddex qaybood oo waaweyn: (1) qalabka (dareemaha, qalabka wax lagu ogaado, baarayaasha, iwm.);(2) cabbirrada cabbirka (sida xoogga, barokaca, xawaaraha, cabbirka ramp, iwm.);(3) Habaynta xogta (sixitaanka asaasiga ah, qiyaasta barta taabashada, ku habboonaanta xogta, qaabaynta, iwm.).Dhibaatada muhiimka ah ee habkan ayaa ah in dhowr daraasadood oo suugaanta ah oo isticmaalaya AFM nanoindentation ay soo sheegaan natiijooyin tiro aad u kala duwan oo isku mid ah muunad / unug / walxo isku mid ah37,38,39,40,41.Tusaale ahaan, Lekka et al.Saamaynta joomatari baadhista AFM ee cabbiraadda moodeelka dhallinta ee muunadyada hydrogelka makaanikada ah iyo unugyada kala duwan ayaa la darsay oo la barbardhigay.Waxay soo sheegaan in qiyamka modulesku ay aad ugu tiirsan yihiin xulashada cantilever iyo qaabka caarada, oo leh qiimaha ugu sarreeya ee baaritaanka qaabka haramka ah iyo qiimaha ugu hooseeya ee 42 ee baaritaanka wareega.Sidoo kale, Selhuber-Unkel et al.Waxaa la muujiyay sida xawaaraha galiyaha, cabbirka galiyaha iyo dhumucda shaybaarada polyacrylamide (PAAM) u saameeyaan module-ka dhallinta ee lagu cabbiro ACM43 nanoindentation.Arrin kale oo murugsan ayaa ah la'aanta agabka tijaabada modules-ka ee aadka u hooseeya iyo hababka tijaabada bilaashka ah.Tani waxay aad u adkeyneysaa in si kalsooni leh loo helo natiijooyin sax ah.Si kastaba ha ahaatee, habka ayaa aad u faa'iido u leh cabbirada qaraabada ah iyo qiimeynta isbarbardhigga ee u dhexeeya noocyada saamiga la midka ah, tusaale ahaan iyadoo la adeegsanayo nanoindentation AFM si loo kala saaro unugyada caadiga ah ee unugyada kansarka 44, 45.
Markaad tijaabinayso alaabta jilicsan ee AFM nanoindentation, qaanuunka guud ee suulka ayaa ah in la isticmaalo baaritaan leh guga hooseeya (k) kaas oo si dhow u dhigma modules muunada iyo caarada hemispherical / wareeg ah si baaritaanka ugu horreeya uusan u daadin samooyinka muunada. xidhiidhka ugu horreeya ee walxaha jilicsan.Waxa kale oo muhiim ah in calaamada leexashada ee uu dhaliyo baadhitaanku uu ahaado mid xoogan oo lagu ogaan karo nidaamka laysarka24,34,46,47.Marka laga hadlayo unugyo kala duwan oo ultra-jilicsan, unugyo iyo jeel, caqabad kale ayaa ah in laga gudbo xoogga xabagta ee u dhexeeya baaritaanka iyo sambalka sambalka si loo hubiyo cabbirro la soo saari karo oo la isku halayn karo48,49,50.Ilaa dhowaan, inta badan shaqada AFM nanoindentation waxay diiradda saartay daraasadda habdhaqanka farsamada ee unugyada noolaha, unugyada, jel, hydrogels, iyo biomolecules iyadoo la adeegsanayo baaritaanno wareegsan oo aad u ballaaran, oo loo yaqaan 'colloidal probes' (CPs).. sida kaarboonka (DLC).Inkasta oo nanoindentation CP-AFM inta badan ay tahay doorashada koowaad ee muujinta muunad jilicsan, waxay leedahay dhibaatooyinkeeda iyo xaddidaaddeeda.Isticmaalka talooyinka wareega ee waaweyn, micron-xajmiga waxay kordhisaa wadarta xidhiidhka caarada ee muunadda waxayna keentaa lumin weyn oo xallinta booska.Muunooyinka jilicsan, ee aan isku midka ahayn, halkaas oo sifooyinka farsamada ee canaasiirta maxalliga ah ay si weyn uga duwanaan karaan celceliska aagga ballaaran, gelinta CP waxay qarin kartaa wax kasta oo aan isku mid ahayn ee guryaha ee cabbirka maxalliga ah52.Baarayaasha Colloidal waxa sida caadiga ah lagu sameeyaa iyadoo lagu xidho xabagyada kolloidalka ee cabbirkoodu yar yahay ee kantilevers-ka aan cidhiidhiga lahayn iyadoo la isticmaalayo xabagta epoxy.Habka wax soo saarka laftiisa waxaa ka buuxa dhibaatooyin badan wuxuuna u horseedi karaa iswaafaqla'aan habka cabbiridda baaritaanka.Intaa waxaa dheer, cabbirka iyo tirada qaybaha kolloidalku waxay si toos ah u saameeyaan cabbirrada ugu muhiimsan ee cantilever, sida soo noqnoqda resonant, qallafsanaanta guga, iyo dareenka leexashada56,57,58.Sidaa daraadeed, hababka caadiga ah ee loo isticmaalo baaritaanka caadiga ah ee AFM, sida heerkulka heerkulka, waxaa laga yaabaa inaysan ku siin saxnaanta saxda ah ee CP, hababka kale ayaa laga yaabaa in loo baahdo si loo sameeyo sixitaannadan57, 59, 60, 61. Tijaabooyinka gelinta caadiga ah ee CP waxay isticmaalaan weecyo waaweyn oo cantilever si ay Baro sifooyinka shaybaarrada jilicsan, taas oo abuurta dhibaato kale marka la qiyaaso habdhaqanka aan toosan ahayn ee cantilever ee xad dhaafka weyn62,63,64.Hababka galitaanka kolloidal-ka casriga ah waxa ay inta badan xisaabta ku daraan joomatari kantilaha loo isticmaalo in lagu qiyaaso baadhitaanka, laakiin iska illow saamaynta qaybaha colloidal, taas oo abuurta hubanti la'aan dheeraad ah saxnaanta habka38,61.Sidoo kale, moodooyinka laastikada ah ee lagu xisaabiyo qaab-ku-habboonaanta qaabka xidhiidhku waxay si toos ah ugu xidhan yihiin joomatari baadhista galitaanka, iyo is-maan-dhaafka u dhexeeya caarada iyo sifooyinka dusha sare ee muunada waxay keeni kartaa khaladaad27, 65, 66, 67, 68. Qaar ka mid ah shaqadii ugu dambaysay ee Spencer et al.Qodobbada ay tahay in la tixgeliyo marka lagu garto burushyada polymer-ka jilicsan iyadoo la adeegsanayo habka nanoindentation CP-AFM ayaa la muujiyay.Waxay soo sheegeen in haynta dareeraha viscous ee burushyada polymer-ka ah ee shaqada xawaaraha ay keenayso kororka culeyska madaxa iyo markaa cabbirada kala duwan ee guryaha ku tiirsan xawaaraha30,69,70,71.
Daraasaddan, waxaan ku sifeynay modules dusha sare ee ultra-jilicsan aadka u jilicsan ee lehfilcon A CL iyadoo la adeegsanayo habka nanoindentation AFM ee la beddelay.Marka la eego sifooyinka iyo qaab-dhismeedka cusub ee maaddadan, kala duwanaanta dareenka ee habka dhexgalka dhaqameed ayaa si cad u ah mid aan ku filnayn in lagu garto moodooyinka qalabkan aadka u jilicsan, sidaas darteed waxaa lagama maarmaan ah in la isticmaalo habka nanoindentation AFM oo leh dareen sare iyo dareen hoose.heerka.Ka dib markii aan dib u eegno cilladaha iyo dhibaatooyinka farsamooyinka farsamada AFM ee kolloidal ee hadda jira, waxaan ku tusineynaa sababta aan u dooranay AFM yar, qaabeysan oo loo habeeyay si loo baabi'iyo dareenka, dhawaaqa asalka ah, barta barta xiriirka, cabbirka xawaaraha xawaaraha ee qalabka jilicsan ee jilicsan sida xajinta dareeraha. ku tiirsanaanta.iyo tiro sax ah.Intaa waxaa dheer, waxaan awoodnay inaan si sax ah u cabbirno qaabka iyo cabbirka caarada gelinta, taas oo noo ogolaanaysa inaan isticmaalno qaabka koontada-sphere ee ku habboon si loo go'aamiyo module of elasticity iyada oo aan la qiimeynin goobta xiriirka caarada leh alaabta.Labada male-awaal ee daahsoon ee lagu qiyaaso shaqadan ayaa ah sifooyinka walxaha laastikada ah iyo moodeelka qoto-dheer ee madaxbannaanida.Isticmaalka habkan, waxaan markii hore ku tijaabinay jaangooyooyin jilicsan oo leh modules la yaqaan si aan u qiyaasno habka, ka dibna waxaan isticmaalnay habkan si aan u muujinno dusha sare ee laba qalab muraayad xiriiriye oo kala duwan.Habkan lagu sifeynayo dusha sare ee nanoindentation AFM ee leh dareenka kordhay ayaa la filayaa in lagu dabaqo noocyo badan oo kala duwan oo ah qalabka ultrasoft-biomimetic heterogeneous oo leh isticmaalka suurtagalka ah ee qalabka caafimaadka iyo codsiyada biomedical.
Lehfilcon A muraayadaha indhaha (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) iyo substrates silikoon hydrogel ah ayaa loo doortay tijaabooyinka nanoindentation.Dusha muraayadda si gaar ah loo nashqadeeyay ayaa lagu isticmaalay tijaabada.Si loo rakibo muraayadda tijaabada, waxaa si taxadar leh loo dulsaaray istaagga qaabka qubbada u eg, iyadoo la hubinayo in wax hawo ah aysan gudaha u gelin, ka dibna lagu hagaajiyay geesaha.Dalool ku yaal meesha ugu sareysa ee haystaha muraayada ayaa siinaya marin u helka xarunta indhaha ee lenska si loo tijaabiyo nanoindentation iyadoo dareeraha lagu hayo meesha.Tani waxay ka ilaalinaysaa muraayadaha inay si buuxda u fuuqaan.500 μl oo ah baakad muraayadda indhaha ayaa loo isticmaalay xal tijaabo ahaan.Si loo xaqiijiyo natiijooyinka tirooyinka, polyacrylamide (PAAM) oo ganacsi ahaan laga heli karo hydrogels ayaa laga diyaariyey halabuurka polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide (100 mm Petrisoft Petri suxuunta, Matrigen, Irvine, CA, USA), oo ah modules laastikada la yaqaan ee 1 kPaIsticmaal 4-5 dhibcood (qiyaastii 125 µl) ee phosphate buffered saline (PBS from Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) iyo 1 dhibcood oo ah OPTI-free Puremoist Solution lens contact (Alcon, Vaud, TX, USA).AFM hydrogel-probe interface.
Tusaalooyinka Lehfilcon A CL iyo SiHy substrates ayaa la sawiray iyadoo la adeegsanayo FEI Quanta 250 Field Emission Scanning Electron Microscope (FEG SEM)Si loo diyaariyo shaybaarada, muraayadaha ayaa marka hore lagu dhaqay biyo waxaana la jarjaray qolof-qaabeeya.Si loo gaaro farqiga u dhexeeya qaybaha hydrophilic iyo hydrophobic ee shaybaarada, 0.10% xal xasiloon oo RuO4 ah ayaa loo isticmaalay dheeh ahaan, kaas oo shaybaarka lagu dhajiyay 30 min.Lehfilcon A CL RuO4 midabaynta ayaa muhiim ah ma aha oo kaliya in la gaaro kala duwanaansho kala duwanaansho ah, laakiin sidoo kale waxay gacan ka geysataa ilaalinta qaab-dhismeedka burushyada polymer-ka laanta ee qaabkooda asalka ah, kuwaas oo ka muuqda sawirada STEM.Ka dib waa la dhaqay oo lagu fuuqbaxay si isdaba joog ah ethanol/biyo isku-dar ah oo ay la socdaan xoojinta ethanol.Shaybaarada ayaa markaa lagu tuuray EMBed 812/Araldite epoxy, kaas oo habeenkii lagu daaweeyay 70°C.Tusaalaha baloogyada laga helay polymerization resin ayaa lagu gooyay ultramicrome, iyo qaybaha khafiifka ah ee ka dhashay waxaa lagu sawiray qalabka STEM ee qaabka faakuumka hooseeya ee xawaaraha 30 kV.Isla nidaamka SEM ayaa loo isticmaalay sifada tafatiran ee PFQNM-LC-A-CAL AFM probe (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA).Sawirada SEM ee baaritaanka AFM ayaa lagu helay qaabka faakuumka sare ee caadiga ah oo leh koronto xawaareynaysa 30 kV.Hel sawirro xaglo kala duwan iyo weyneyn si aad u duubto dhammaan faahfaahinta qaabka iyo cabbirka caarada baarista AFM.Dhammaan cabbirrada caarada ee xiisaha sawirada waxaa lagu cabbiray si dhijitaal ah.
A cabbir FastScan Bio Icon atomimic Force mikroskoob (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) oo leh "PeakForce QNM in Fluid" qaab ayaa loo isticmaalay in lagu sawiro oo nanoindentate lehfilcon A CL, SiHy substrate, iyo shaybaarrada hydrogel PAAm.Tijaabooyinka sawir-qaadista, baaritaanka PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) oo leh radius caarad magaceed ah oo ah 1 nm ayaa loo isticmaalay in lagu soo qabto sawirada xalinta sare ee muunadda iyadoo xadiga iskaanka ah 0.50 Hz.Dhammaan sawirada waxaa lagu qaaday xal aqueous.
Tijaabooyinka nanoindentation ee AFM ayaa la sameeyay iyadoo la adeegsanayo baaritaanka PFQNM-LC-A-CAL (Bruker).Baadhitaanka AFM wuxuu leeyahay caarada silikoon ee cantilever nitride 345 nm dhumuc ah, 54 µm dheer iyo 4.5 µm ballaaran oo leh inta jeer ee resonant ee 45 kHz.Waxaa si gaar ah loogu talagalay in lagu tilmaamo oo lagu sameeyo cabbirada nanomechanical tiro ee muunado noole jilicsan.Dareemayaasha si gaar ah ayaa loogu hagaajiyay warshadda oo leh goobo hore loo hagaajiyay.Joogtada gu'ga ee baarayaasha loo adeegsaday daraasaddan waxay ku jireen inta u dhaxaysa 0.05-0.1 N/m.Si sax ah loo go'aamiyo qaabka iyo cabbirka caarada, baaritaanka waxaa lagu sifeeyay si faahfaahsan iyadoo la adeegsanayo SEM.On berde.Jaantuska 1a waxa uu tusinayaa xalin sare, weynayn yar oo iskaanka elektarooniga ah ee PFQNM-LC-A-CAL, oo ​​bixisa aragti dhamaystiran ee naqshadaynta barista.On berde.1b waxa ay tusinaysaa muuqaalka sare ee caarada baadhitaanka, isaga oo bixinaya macluumaad ku saabsan qaabka iyo cabbirka caarada.Dhammaadka ugu dambeeya, irbaddu waa cidhif ilaa 140 nm dhexroor ah (Jaantus. 1c).Hoosta, caaradu waxay u dhejisaa qaab koobi ah, oo gaadhaysa dherer la qiyaasay oo ku dhow 500 nm.Ka baxsan gobolka tapering, caaraddu waa cylindrical waxayna ku dhammaanaysaa dhererka caarada 1.18 µm.Tani waa qaybta ugu muhiimsan ee shaqada ee caarada baaritaanka.Intaa waxaa dheer, baaritaan ballaaran oo polystyrene (PS) ah (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) oo leh dhexroor caarad ah 45 µm iyo joogtaynta gu'ga ee 2 N/m ayaa sidoo kale loo isticmaalay baaritaanka sidii baaritaan kolloidal ah.oo leh PFQNM-LC-A-CAL 140 nm baaritaanka marka la barbardhigo.
Waxaa la soo wariyay in dareeraha lagu xannibi karo inta u dhaxaysa baaritaanka AFM iyo qaabka buraashka polymer inta lagu jiro nanoindentation, kaas oo awood kor u qaadi doona baaritaanka AFM ka hor inta uusan dhab ahaantii taaban dusha69.Saamayntan viscous extrusion ah oo ay ugu wacan tahay xajinta dareeraha waxay bedeli kartaa meesha muuqata ee xidhiidhka, taas oo saamaynaysa cabbirada modules-ka.Si loo darso saamaynta joomatari baadhitaanka iyo xawliga galitaanka ee haynta dareeraha, qalooca xooga galitaanka ayaa loo qorsheeyay muunado lehfilcon A CL iyadoo la adeegsanayo baaraha dhexroorka 140 nm ee heerka barokaca joogtada ah ee 1µm/s iyo 2 μm/s.Dhexroorka baaritaanka 45 µm, dejinta xoogga go'an 6 nN lagu gaaray 1 µm/s.Tijaabooyin leh dhexroor 140 nm ah ayaa lagu fuliyay xawaaraha gelitaanka ee 1 µm/s iyo xoog go'an oo ah 300 pN, oo la doortay si loo abuuro cadaadis xiriir gudaha xadka jir ahaaneed (1-8 kPa) ee daboolka sare ee isha.cadaadiska 72. Shaybaarada jilicsan ee diyaarsan ee PAA hydrogel oo leh cadaadis 1 kPa ayaa lagu tijaabiyay xoogga gelitaanka 50 pN ee xawaaraha 1 μm / s iyadoo la adeegsanayo baaritaan leh dhexroor 140 nm.
Maadaama dhererka qaybta koofiyadaha ee caarada PFQNM-LC-A-CAL ay tahay ku dhawaad ​​500 nm, qoto dheer oo <500 nm ah waxa si badbaado leh loo qaadan karaa in joomatari baadhista inta lagu jiro galinta uu run ahaan doono qaabka kolayga.Intaa waxaa dheer, waxaa loo maleynayaa in dusha sare ee walxaha tijaabada ah ay muujin doonaan jawaab celin la beddeli karo, kaas oo sidoo kale lagu xaqiijin doono qaybaha soo socda.Sidaa darteed, iyadoo ku xiran qaabka iyo cabbirka caarada, waxaan dooranay qaabka koontada ku habboon ee ay sameeyeen Briscoe, Sebastian iyo Adams, kuwaas oo laga heli karo software iibiyaha, si loo farsameeyo tijaabooyinkayaga nanoindentation AFM (NanoScope).Software-ka falanqaynta xogta kala-saarista, Bruker) 73. Qaabku waxa uu qeexayaa xidhiidhka xoog-barakaca F(δ) ee koontada leh cilad wareegsan.On berde.Jaantuska 2 wuxuu muujinayaa joomatari xidhiidhka inta lagu guda jiro isdhexgalka koofiyad adag oo leh caarad wareegsan, halkaasoo R ay tahay radius caarada wareega, a waa raadiyaha xiriirka, b waa raadiyaha xiriirka ee dhamaadka caarada wareega, δ waa raadiyaha xiriirka.qoto-dheeraanta dhexgalka, θ waa xagasha nuska kootada.Sawirka SEM ee baaritaankan wuxuu si cad u muujinayaa in 140 nm dhexroorka caarada wareega ay si toos ah ugu biirto koorta, markaa halkan b waxaa lagu qeexay kaliya R, ie b = R cos θ.Software-ka iibiyuhu keenay waxa uu bixiyaa xidhiidhka koontada-koobta si loo xisaabiyo qiyamka modules-ka Da'yarta (E) laga soo bilaabo xogta kala-soocidda xoogga ah iyada oo loo malaynayo a > b.Xiriirka:
halka F ay tahay xoogga galitaanka, E waa modules-ka dhallinta, ν waa saamiga Poisson.Xariirka xiriirka a waxaa lagu qiyaasi karaa iyadoo la isticmaalayo:
Qorshaha joomatari xidhiidhka ee koofiyad adag oo caarad wareegsan leh oo lagu riixay shayga muraayadda xidhiidhka ee Lefilcon oo leh lakabka sare ee burushyada polymer-ka ah.
Haddii a ≤ b, xiriirku wuxuu hoos u dhigayaa isla'egta tusaha wareegsan ee caadiga ah;
Waxaan aaminsanahay in is dhexgalka baadhista soo galitaanka ee qaabka laamoodka ah ee burushka polymer PMPC ay keeni doonto in radius xidhiidhku ka weynaado radius xidhiidhka wareegsan b.Sidaa darteed, dhammaan cabbiraadaha qiyaasaha moodada laastikada ee lagu sameeyay daraasaddan, waxaan isticmaalnay ku-tiirsanaanta la helay kiiska a > b.
Qalabka biomimetic ee ultrasoft ee lagu bartay daraasaddan ayaa si dhammaystiran loo sawiray iyadoo la adeegsanayo iskaanka gudbinta elektaroonigga ah ee microscopy (STEM) ee qaybta muunada ee iskutallaabta iyo microscopy xoogga atomiga (AFM) ee dusha sare.Tilmaamahan dusha sare ee faahfaahsan waxaa loo sameeyay sidii loo kordhin lahaa shaqadeenii hore ee la daabacay, taas oo aan ku go'aaminnay in qaab-dhismeedka burushka polymeric-ka firfircoon ee PMPC-la beddelay lehfilcon A CL dusha sare uu soo bandhigay sifooyin farsamo oo la mid ah unugyada laf-dhabarka 14.Sababtan awgeed, waxaan u tixraacnaa dusha muraayadaha indhaha sida walxaha biomimetic14.On berde.3a,b waxay muujinayaan qaybaha iskutallaabta ee dhismayaasha burushka polymer-ka ee PMPC ee laanta dusha sare ee lehfilcon A CL substrate iyo substrate SiHy oo aan la daawayn, siday u kala horreeyaan.Dusha sare ee labada muunado ayaa si dheeraad ah loo falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo sawirada AFM ee sare, taas oo sii xaqiijisay natiijooyinka falanqaynta STEM (Jaantus 3c, d).Isku soo wada duuboo, sawiradani waxay siinayaan dhererka qiyaasta PMPC ee qaabka burushka polymer-ka ee 300-400 nm, kaas oo muhiim u ah tarjumaadda cabbirada nanoindentation AFM.Aragti kale oo muhiim ah oo laga soo qaatay sawirada ayaa ah in qaabka guud ee dusha sare ee walxaha biomimetic ee CL uu qaab ahaan ka duwan yahay midka SiHy substrate.Farqiga u dhexeeya qaab-dhismeedkooda dusha sare wuxuu muuqan karaa inta lagu guda jiro isdhexgalka farsamada ee baaritaanka AFM ee soo galaya iyo ka dib marka la qiyaaso qiyamka modules-ka.
Sawirada STEM-ka-tallaalaya ee (a) lehfilcon A CL iyo (b) SiHy substrate.Baarka miisaanka, 500 nm.Sawirada AFM ee dusha sare ee lehfilcon A CL substrate (c) iyo saldhigga SiHy substrate (d) (3 µm × 3 µm).
polymers-ka-bioinspired iyo qaab-dhismeedka burushka polymer-ka ayaa si dabiici ah u jilicsan waxaana si weyn loo darsay oo loo adeegsaday codsiyo caafimaad oo kala duwan74,75,76,77.Sidaa darteed, waxaa muhiim ah in la isticmaalo habka nanoindentation AFM, kaas oo si sax ah oo kalsooni leh u cabbiri kara sifooyinkooda farsamada.Laakiin isla mar ahaantaana, sifooyinka gaarka ah ee qalabkan ultra-jilicsan, sida moodeelka jilicsan ee aadka u hooseeya, dareeraha sarreeya iyo dabacsanaanta sare, waxay inta badan adkeeyaan in la doorto walxaha saxda ah, qaabka iyo qaabka baaritaanka gelinta.cabbirka.Tani waa mid muhiim ah si uusan soo-galiyuhu u daloolin dusha jilicsan ee muunadda, taas oo horseedi doonta khaladaad go'aaminta barta xiriirka ee dusha sare iyo aagga xiriirka.
Taas awgeed, faham dhammaystiran oo ku saabsan qaab-dhismeedka walxaha biomimetic-ka jilicsan ee aadka u jilicsan (lehfilcon A CL) waa lagama maarmaan.Macluumaadka ku saabsan cabbirka iyo qaab-dhismeedka burushyada polymer-ka laanta ee la helay iyadoo la adeegsanayo habka sawir-qaadista ayaa saldhig u ah sifaynta farsamada ee dusha sare iyadoo la adeegsanayo farsamooyinka nanoindentation AFM.Halkii laga heli lahaa shaybaarada kolloidal ee xajmigoodu yar yahay, waxaanu dooranay PFQNM-LC-A-CAL silicon nitride probe (Bruker) oo leh dhexroor caarad ah 140 nm, oo si gaar ah loogu talagalay khariidaynta tirada ee sifooyinka farsamada ee muunadaha noolaha 78, 79, 80 , 81, 82, 83, 84 Sababta loo isticmaalo baarayaal fiiqan marka la barbar dhigo baarayaasha caadiga ah ee colloidal waxaa lagu sharxi karaa qaababka qaabdhismeedka maaddada.Isbarbardhigga cabbirka caarada baaritaanka (~ 140 nm) oo leh burushyada polymer-ka laan ee dusha sare ee CL lehfilcon A, oo lagu muujiyey sawirka 3a, waxaa lagu soo gabagabeyn karaa in caarada ay ku filan tahay inay si toos ah ula xiriirto dhismayaasha buraashka, kuwaas oo waxay yaraynaysaa fursada ay caarada ka mudday iyaga.Si loo qeexo qodobkan, Jaantuska 4 waa sawirka STEM ee lehfilcon A CL iyo cirifka jeexjeexa ee baaritaanka AFM (loo sawiray qiyaasta).
Nidaam muujinaya sawirka STEM ee lehfilcon A CL iyo baaritaanka galitaanka ACM (loo sawiray cabbir).
Intaa waxaa dheer, cabbirka caarada ee 140 nm waa mid yar oo ku filan si looga fogaado khatarta mid kasta oo ka mid ah saameynta extrusion-ka ee horay loo soo sheegay ee buraashyada polymer-ka ee ay soo saartay CP-AFM nanoindentation method69,71.Waxaan u maleyneynaa in ay sabab u tahay qaabka koontada-spherical ee gaarka ah iyo cabbirka yar ee caarada AFM (Jaantus. 1), dabeecadda qalooca xoogga ah ee ay dhaliso lehfilcon A CL nanoindentation kuma xirnaan doonto xawaaraha gelitaanka ama xawaaraha rarida / dejinta. .Sidaa darteed, ma saameynayso saamaynta poroelastic.Si loo tijaabiyo mala-awaalkan, muunadaha lehfilcon A CL ayaa la galiyay xoog go'an oo go'an iyadoo la adeegsanayo baaritaanka PFQNM-LC-A-CAL, laakiin laba xawaare oo kala duwan, iyo qalooca xoogga dib u celinta ee soo baxay ayaa loo adeegsaday si loo qeexo xoogga (nN) Kala soocida (µm) ayaa lagu muujiyay sawirka 5a.Way caddahay in xooggu qalloocayo inta lagu jiro rarida iyo dejinta gabi ahaanba, mana jirto wax caddayn ah oo muujinaya in xiirta xoogga ee qoto-dheer ee eber-ka-soo-baxa ay korodho xawaaraha gelitaanka shaxanka, taas oo soo jeedinaysa in walxaha burushka shakhsi ahaaneed lagu sifeeyay iyada oo aan lahayn saameyn poroelastic ah.Taa bedelkeeda, saamaynta xajinta dareeraha (saamaynta viscous extrusion iyo poroelasticity) waxay u caddahay baaritaanka 45 µm dhexroorka AFM ee isla xawaaraha dhexgalka waxaana lagu muujiyay hysteresis u dhexeeya fidinta iyo dib u noqoshada, sida ku cad Jaantuska 5b.Natiijooyinkani waxay taageerayaan mala-awaalka waxayna soo jeedinayaan in 140 nm dhexroorka baarayaasha ay yihiin doorasho wanaagsan oo lagu garto meelaha jilicsan.
lehfilcon A CL qaloocyada xoogga galitaanka iyadoo la adeegsanayo ACM;(a) iyadoo la adeegsanayo baaraha dhexroorkiisu yahay 140 nm oo ah laba xabbo oo xajmi ah, taasoo muujinaysa maqnaanshaha saamaynta poroelastic inta lagu jiro gelitaanka dusha sare;(b) iyadoo la isticmaalayo baarayaal leh dhexroor 45 µm iyo 140 nm.s waxay tusinaysaa saamaynta dhuuxa viscous iyo poroelasticity ee baadhitaanada waaweyn marka la barbar dhigo baadhitaanada yaryar.
Si loo garto dusha sare ee ultrasoft, hababka nanoindentation AFM waa in ay lahaadaan baaritaanka ugu fiican si loo barto sifooyinka walxaha la daraaseynayo.Marka lagu daro qaabka caarada iyo xajmiga, dareenka nidaamka AFM detector, dareenka caarada caarada ee jawiga tijaabada, iyo qallafsanaanta cantilever ayaa door muhiim ah ka ciyaara go'aaminta saxnaanta iyo kalsoonida nanoindentation.cabbirada.Nidaamkeena AFM, xadka ogaanshaha ee booska xasaasiga ah (PSD) waa qiyaastii 0.5 mV waxayna ku saleysan tahay heerka gu'ga ee horay loo hagaajiyay iyo dareenka leexinta dareeraha la xisaabiyay ee baaritaanka PFQNM-LC-A-CAL, taas oo u dhiganta dareenka culeyska aragtida.wuxuu ka yar yahay 0.1 pN.Sidaa darteed, habkani wuxuu ogolaanayaa cabbiraadda ugu yar ee xoogga gelitaanka ≤ 0.1 pN iyada oo aan wax qayb ah oo qaylada hareeraysan.Si kastaba ha ahaatee, waxay ku dhowdahay wax aan macquul ahayn nidaamka AFM si loo yareeyo qaylada durugsan ee heerkan sababtoo ah arrimo ay ka mid yihiin gariir farsamo iyo dhaqdhaqaaqa dareeraha.Qodobbadani waxay xaddidayaan dareenka guud ee habka nanoindentation AFM waxayna sidoo kale keenaan calaamadda dhawaaqa asalka ah ee ku dhawaad ​​≤ 10 pN.Sifaynta dusha sare, lehfilcon A CL iyo shaybaarada substrate-ka SiHy ayaa lagu dhex galiyay xaalado si buuxda u fuuqbaxay iyadoo la adeegsanayo 140 nm baaritaanka sifeynta SEM, iyo qalooca xoogga ka dhashay ayaa lagu dul saaray xoog (pN) iyo cadaadiska.Goobta kala goynta (µm) waxa lagu muujiyay sawirka 6a.Marka la barbar dhigo substrate-ka saldhigga ah ee SiHy, qalooca xoogga lehfilcon A CL wuxuu si cad u muujinayaa marxalad ku-meel-gaar ah oo ka bilaabmaysa barta xiriirka buraashka polymer-ka ee fargeetada ah oo ku dhammaanaya isbeddel fiiqan oo ku saabsan xiriirka jiirada ee caarada leh walxaha hoose.Qaybtan ku-meel-gaadhka ah ee qalooca xoogga waxay muujineysaa habdhaqanka dhabta ah ee laastikada ah ee burushka polymer-ka laalan ee dusha sare, sida lagu caddeeyey qalooca cadaadiska si dhow ula socda qalooca xiisadda iyo farqiga u dhexeeya sifooyinka farsamada ee u dhexeeya qaabka burushka iyo walxaha SiHy ee waaweyn.Marka la barbardhigo lefilcon.Kala soocida celceliska dhererka buraashka polymer laanta ee sawirka STEM ee PCS (Jaantus. 3a) iyo qalooca xoogeeda ee ku yaal abscissa ee sawirka 3a.6a waxay tusinaysaa in habku awood u leeyahay in lagu ogaado caarada iyo polymer-ka laanta oo gaadhaya meesha ugu sareysa ee dusha sare.Xiriirka ka dhexeeya dhismayaasha burushka.Intaa waxaa dheer, isku dhafka dhow ee qalooca xoogga ayaa muujinaya wax saameyn ah oo haynta dareeraha ah.Xaaladdan oo kale, gabi ahaanba ma jiraan wax dhejis ah oo u dhexeeya irbadda iyo dusha shaybaarka.Qaybaha ugu sarreeya ee qalooca xoogga ee labada muunad ayaa is dulsaaran, taasoo ka tarjumaysa isku midka ah sifooyinka farsamada ee alaabta substrate-ka.
(a) Curyaaminta xoogga nanoindentation ee AFM ee lehfilcon A CL substrates iyo substrates SiHy, (b) qaloocyada xoogga leh ee muujinaya qiyaasta barta xiriirka iyadoo la adeegsanayo habka dhawaaqa asalka ah.
Si loo darso tafaasiisha fiican ee qalooca xoogga, qalooca xiisadda lehfilcon A CL muunada ayaa dib loo qorsheeyey sawirka 6b oo leh xoogga ugu badan ee 50 pN ee dhidibka y.Jaantuskani waxa uu bixiyaa macluumaad muhiim ah oo ku saabsan dhawaaqa asalka ee asalka ah.Sawaxanku waxa uu ku jiraa inta u dhaxaysa ± 10 pN, kaas oo loo isticmaalo in si sax ah loo go'aamiyo barta xidhiidhka iyo xisaabinta qoto dheer ee galinta.Sida lagu soo sheegay suugaanta, aqoonsiga meelaha lagala xidhiidho ayaa muhiim u ah in si sax ah loo qiimeeyo sifooyinka walxaha sida modules85.Habka ku lug leh habaynta tooska ah ee xogta qalooca xoogga ayaa muujisay ku habboonaanta u dhaxaysa ku-habboonaanta xogta iyo cabbirada tirada alaabta jilicsan86.Shaqadan, doorashadayada meelaha lala xidhiidho waa mid fudud oo ujeedo leh, laakiin waxay leedahay xaddidaaddeeda.Qaabkeena muxaafidka ah ee lagu go'aaminayo barta xidhiidhka ayaa laga yaabaa inay keento qiimayaasha modules-ka oo la qiimeeyay oo qoto dheer oo qotodheer (<100 nm).Isticmaalka ogaanshaha barta taabashada ku salaysan algoorithm iyo habaynta xogta otomaatiga ah waxay noqon kartaa sii wadida shaqadan mustaqbalka si loo sii wanaajiyo habkayaga.Markaa, dhawaaqa asalka ah ee asalka ah ee nidaamka ± 10 pN, waxaanu ku qeexnay barta xidhiidhka inay tahay barta xogta ugu horeysa ee dhidibka x ee Jaantuska 6b oo leh qiime ≥10 pN.Kadibna, iyada oo la raacayo marinka dhawaaqa 10 pN, xariiq toosan oo ah heerka ~ 0.27 µm ayaa calaamad u ah barta xiriirka dusha sare, ka dib qalooca fidinta ayaa sii socota ilaa substrate-ku la kulmo qoto dheer ee ~ 270 nm.Waxa xiiso leh, oo ku saleysan cabbirka astaamaha burushka polymer-ka laanta (300-400 nm) oo lagu cabbiro iyadoo la adeegsanayo habka sawir-qaadista, qoto-dheeraanta dhexgalka ee CL lehfilcon Muunad la arkay iyadoo la adeegsanayo habka marinka dhawaaqa asalka ah wuxuu ku saabsan yahay 270 nm, kaas oo aad ugu dhow. cabbirka cabbirka leh STEM.Natiijooyinkani waxay sii xaqiijinayaan iswaafajinta iyo ku-dhaqanka qaabka iyo cabbirka caarada baadhista AFM ee dhexgalka qaab-dhismeedka burushka polymer-ka ee aadka u jilicsan.Xogtani waxay sidoo kale bixisaa caddayn xooggan si ay u taageerto habkayaga isticmaalka dhawaaqa asalka ah meel ka mid ah tilmaamayaasha meelaha xidhiidhka.Haddaba, natiijooyin kasta oo tiro ah oo laga helay qaabaynta xisaabta iyo ku habboonaanta qalooca xoogga waa inay ahaataa mid sax ah.
Qiyaasaha tirada ee hababka nanoindentation AFM waxay si buuxda ugu tiirsan yihiin moodooyinka xisaabeed ee loo isticmaalo xulashada xogta iyo falanqaynta xiga.Sidaa darteed, waxaa muhiim ah in la tixgeliyo dhammaan qodobbada la xiriira doorashada soo-galiyaha, hantida maaddada iyo makaanikada is-dhexgalka ka hor inta aan la dooran nooc gaar ah.Xaaladdan oo kale, joomatari caarada ayaa si taxadar leh loogu sifeeyay iyadoo la adeegsanayo micrographs SEM (Jaantus 1), oo ku salaysan natiijooyinka, 140 nm dhexroorka AFM nanoindenting probe oo leh koor adag iyo joomatari caarada wareegsan ayaa ah doorasho wanaagsan oo lagu garto muunadaha lehfilcon A CL79 .Arrin kale oo muhiim ah oo u baahan in si taxadar leh loo qiimeeyo ayaa ah bartinimada maaddada polymer-ka ee la tijaabinayo.Inkasta oo xogta bilowga ah ee nanoindentation (Sawir 5a iyo 6a) ay si cad u qeexayaan sifooyinka is-daba-joogga ah ee xiisadda iyo qalooca, ie, dib u soo kabashada dhamaystiran ee walxaha, waxaa aad muhiim u ah in la xaqiijiyo dabeecadda laastikada ah ee xiriirka .Si loo dhammeeyo, laba indho-indhayn oo isdaba-joog ah ayaa lagu sameeyay isla meel ku taal dusha sare ee muunada lehfilcon A CL oo ah heerka gelitaanka 1 µm/s iyadoo hoos loo eegayo xaaladaha fuuqbaxa buuxa.Xogta qalooca xoogga ee ka dhalatay waxa lagu muujiyay berdaha.7 iyo, sida la filayo, balaadhinta iyo isku-buufinta labada daabacaad ayaa ku dhawaad ​​isku mid ah, oo muujinaya barti sare ee qaabka burushka polymer-ka ee laanta.
Laba qaloocood oo xoog gelis ah oo isku meel ah oo ku yaal dusha sare ee lehfilcon A CL ayaa muujinaya barti ku habboon oogada muraayadda.
Iyada oo ku saleysan macluumaadka laga helay sawirada SEM iyo STEM ee caarada baaritaanka iyo lehfilcon A CL dusha sare, siday u kala horreeyaan, qaabka koontada-sphere waa matalaad xisaabeed oo macquul ah oo isdhexgalka u dhexeeya caarada baaritaanka AFM iyo walxaha jilicsan ee polymer ee la tijaabiyay.Intaa waxaa dheer, qaabkan koontada-sphere, fikradaha aasaasiga ah ee ku saabsan sifooyinka laastikada ee walaxda daabacan ayaa run u ah walxahan cusub ee biomimetic waxaana loo isticmaalaa in lagu qiyaaso modules-ka laastikada.
Ka dib qiimeyn dhamaystiran oo ku saabsan habka nanoindentation ee AFM iyo qaybaha ay ka kooban tahay, oo ay ku jiraan sifooyinka baaritaanka gelitaanka (qaabka, cabbirka, iyo qallafsanaanta gu'ga), dareenka (qeylada asalka ah iyo qiyaasta barta xiriirka), iyo moodooyinka ku habboon xogta (cabbirrada modules-ka), habka wuxuu ahaa loo isticmaalo.tilmaamo muunado jilicsan oo ganacsi ahaan loo heli karo si loo xaqiijiyo natiijooyinka tiradaPolyacrylamide (PAAM) hydrogel ganacsi leh oo leh modules laastikada ah 1 kPa ayaa lagu tijaabiyay xaalado fuuqsan iyadoo la adeegsanayo baaritaan 140 nm ah.Faahfaahinta tijaabada moduleka iyo xisaabinta ayaa lagu bixiyay Macluumaadka Dheeraadka ah.Natiijooyinku waxay muujiyeen in celceliska modules-ka la cabbiray uu ahaa 0.92 kPa, iyo % RSD iyo boqolkiiba (%) ka leexashada modulaha la yaqaan waxay ka yaraayeen 10%.Natiijooyinkani waxay xaqiijinayaan saxnaanta iyo dib u soo saarista habka AFM nanoindentation ee loo isticmaalo shaqadan si loo cabbiro moduli ee qalabka ultrasoft.Dusha sare ee muunadaha lehfilcon A CL iyo substrate-ka SiHy ayaa sidoo kale lagu sifeeyay iyadoo la adeegsanayo habka nanoindentation AFM la mid ah si loo barto module-ka muuqda ee xiriirka ultrasoft ee dusha sare ee shaqada si qoto dheer oo qotodheer ah.Qaloocyada kala soocida xoogga galitaanka ayaa loo sameeyay saddex nooc oo nooc kasta ah (n = 3; hal galmood halkii muunad) ee xoogga 300 pN, xawaaraha 1 µm/s, iyo fuuqbax buuxa.Qalooca wadaagga xoogga galitaanka ayaa la qiyaasay iyadoo la isticmaalayo qaabka kootada.Si loo helo modules ku tiirsan qoto-dheeraanta gelinta, 40 nm ballaaran oo ka mid ah qalooca xoogga ayaa la dejiyay mid kasta oo kordhay 20 nm oo ka bilaabmaya barta xiriirka, oo lagu qiyaaso qiyamka modules tallaabo kasta oo ka mid ah qalooca xoogga.Spin Cy iyo al.Hab la mid ah ayaa loo adeegsaday si loo garto jaangooyooyinka modules of poly (lauryl methacrylate) (P12MA) burushyada polymer iyadoo la isticmaalayo kolloidal AFM nanoindentation, waxayna la socdaan xogta iyadoo la isticmaalayo qaabka xiriirka Hertz.Habkani waxa uu bixiyaa jaantuska muqaalka xidhiidhinta modules (kPa) oo ka soo horjeeda qoto-dheeraanta dhexgalka (nm), sida ku cad sawirka 8, kaas oo tusinaya xidhiidhka muuqda ee modules/mool qoto dheer.Module-laastikada la xisaabiyay ee CL lehfilcon A muunad waxay ku jirtaa inta u dhaxaysa 2-3 kPa gudaha 100 nm sare ee muunada, wixii ka dambeeyana waxay bilaabataa inay si qoto dheer u korodho.Dhanka kale, marka la tijaabinayo substrate-ka saldhigga SiHy oo aan lahayn filim burush u eg oo dusha sare ah, qoto-dheeraanta ugu sarreysa ee lagu gaaro xoogga 300 pN waa wax ka yar 50 nm, qiimaha modules-ka ee laga helay xogta waa qiyaastii 400 kPa. , taas oo u dhiganta qiyamka dhallinta modules ee alaabta bulk.
Module xiriirinta muuqda (kPa) vs. qoto dheeraanta galitaanka (nm) ee lehfilcon A CL iyo substrates SiHy iyadoo la adeegsanayo habka nanoindentation AFM oo leh joomatari koon-saf si loo cabbiro modules.
Dusha ugu sareysa ee qaab dhismeedka burushka biomimetic-ka ee laanta biometic-ga waxa uu muujinayaa barti aad u hooseeya (2-3 kPa).Tani waxay la mid noqon doontaa dhamaadka laalaadinta bilaashka ah ee burushka polymer-ka ee fargeetada ah sida ka muuqata sawirka STEM.Iyadoo ay jiraan xoogaa caddayn ah oo ku saabsan gradient modules cidhifka dibadda ee CL, substrate-ka sare ee ugu weyn ayaa saameyn badan leh.Si kastaba ha noqotee, 100 nm ee ugu sarreeya ee dusha sare wuxuu ku dhex jiraa 20% dhererka guud ee burushka polymer-ka ee laanta, sidaa darteed waa macquul in la qiyaaso in qiyamka la cabbiray ee modules-ka qoto dheer ee qoto-dheeraantan ay tahay mid sax ah oo aan si adag u dhicin. waxay ku xiran tahay saameynta shayga hoose.
Iyada oo ay ugu wacan tahay naqshadda biomimetic ee gaarka ah ee lehfilcon lenses-ka, oo ka kooban qaab dhismeedka burushka polymer-ka ee PMPC-ga oo lagu tallaalay dusha sare ee substrates SiHy, aad bay u adag tahay in si la isku halleyn karo loo tilmaamo sifooyinka farsamada ee dhismooyinkooda iyadoo la adeegsanayo hababka cabbirka dhaqameed.Halkan waxaan ku soo bandhigeynaa habka nanoindentation AFM ee horumarsan ee si sax ah u tilmaamaya qalabka ultra-jilicsan sida lefilcon A oo leh biyo sare iyo barti aad u sarreeya.Habkani wuxuu ku salaysan yahay isticmaalka baaritaanka AFM kaas oo cabbirkiisa caarada iyo joomatari si taxadar leh loo doortay si ay ugu dhigmaan cabbirka qaabdhismeedka sifooyinka dusha sare ee jilicsan si loo daabaco.Isku dhafkan cabbirrada u dhexeeya baaritaanka iyo qaab-dhismeedka ayaa bixiya dareenka korodhka, taas oo noo oggolaanaysa inaan cabbirno modules-ka hooseeya iyo sifooyinka laastikada ah ee curiyeyaasha burushka polymer-ka laanta, iyadoon loo eegin saamaynta poroelasticka.Natiijooyinku waxay muujiyeen in burushyada polymer-ka ee PMPC laan gaar ah oo sifo dusha leniska ah ay lahaayeen modules laastikada oo aad u hooseeya (ilaa 2kPa) iyo barti aad u sarreeya (ku dhawaad ​​100%) markii lagu tijaabiyay deegaan biyo leh.Natiijooyinka nanoindentation AFM waxay sidoo kale noo oggolaadeen inaan muujinno xiriirka muuqda ee modules/mool qoto dheer (30 kPa / 200 nm) ee muraayadda biomimetic.Gradient Tani waxaa laga yaabaa inay sabab u tahay farqiga modules u dhexeeya burush polymer laamo ah iyo substrate SiHy, ama qaab-dhismeedka / cufnaanta laan ee burush polymer, ama ka mid ah iyaga.Si kastaba ha ahaatee, daraasado qoto dheer oo dheeraad ah ayaa loo baahan yahay si ay si buuxda u fahmaan xiriirka ka dhexeeya qaab-dhismeedka iyo guryaha, gaar ahaan saameynta burushka burushka ee guryaha farsamada.Cabbiraadaha la midka ah ayaa kaa caawin kara sifaynta sifooyinka farsamada ee dusha sare ee qalabka kale ee aadka u jilicsan iyo qalabka caafimaadka.
Xogta la sameeyay iyo/ama la falanqeeyay inta lagu guda jiro daraasadda hadda jirta waxaa laga heli karaa qorayaasha kala duwan marka la eego codsi macquul ah.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. iyo Haugen, HJ falcelinta noolaha ee sifooyinka jidheed iyo kiimikaad ee sagxadaha biomaterials.Kiimikobulshada.Ed.49, 5178-5224 (2020).
Chen, FM iyo Liu, X. Hagaajinta maadooyinka noole ee bini'aadamku ka soo jeedo ee injineernimada unugyada.barnaamijyada.polymer.cilmiga.53, 86 (2016).
Sadtler, K. iyo al.Naqshadeynta, hirgelinta kiliinikada, iyo ka jawaab celinta difaaca jirka ee biomaterials ee daawada dib u soo kabashada.Matt National Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK iyo Farr GM Habka la wanaajiyey ee lagu go'aamiyo ad-adag iyo mooduuska laastikada iyadoo la adeegsanayo tijaabooyinka soo gelista ee cabbiraadaha culeyska iyo barokaca.J. Alma mater.haanta kaydinta.7, 1564-1583 (2011).
Wally, SM Asalka taariikhiga ah ee baaritaanka qallafsanaanta.arday.cilmiga.tignoolajiyada.28, 1028-1044 (2012).
Broitman, E. Cabbiraadaha Adag-ka-soo-baxa ee Makro-, Micro-, iyo Nanoscale: Dib-u-eegis Halis ah.qabiil.Wright.65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD iyo Clapperich, SM Qaladaadka ogaanshaha dusha sare waxay u horseedaan qiyaasta modules-ka ee nanoindentation ee alaabta jilicsan.J. Mecha.Dhaqanka.Sayniska Bayolojiga.arday.2, 312-317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR iyo Yahya M.Yu.Qiimaynta habka nanoindentation ee lagu go'aaminayo sifooyinka farsamada ee nanocomposites kala duwan iyadoo la adeegsanayo hababka tijaabada iyo xisaabinta.cilmiga.Guriga 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, iyo Owart, TS Mechanical sifada jilbaha viscoelastic jilicsan ee galinta iyo hagaajinta ku salaysan falanqaynta curiyaha dhamaadka ah.J. Mecha.Dhaqanka.Sayniska Bayolojiga.arday.2, 355-363 (2009).
Andrews JW.Arrimaha jilicsan 9, 5581-5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. iyo Pellillo, E. Nanoindentation ee sagxadaha polymeric.J. Fiisigiska.D. Codso fiisigiska.31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. iyo Van Vliet KJ Sifada sifooyinka farsamaysan ee viscoelastic ee polymers aadka u jilicsan iyo unugyada noolaha iyadoo la isticmaalayo shoog naxdin leh.Wargeyska Biomaterials.71, 388-397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM Qiimaynta moodeelka laastikada iyo shaqada adhesion ee qalabka jilicsan iyadoo la adeegsanayo habka Borodich-Galanov (BG) ee la fidiyay iyo qotodheeraanta qoto dheer.dhogorta.arday.129, 198-213 (2019).
Shi, X. iyo al.Nanoscale morphology iyo sifooyinka farsamada ee sagxadaha biomimetic polymeric ee muraayadaha indhaha ee silikoon hydrogel.Langmuir 37, 13961–13967 (2021).