Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளின் கொணர்வியைக் காட்டுகிறது.ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்துவதற்கு முந்தைய மற்றும் அடுத்த பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒரு நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்த முடிவில் உள்ள ஸ்லைடர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளுக்கான புதிய அதி-மென்மையான பொருட்களின் வளர்ச்சியுடன், அவற்றின் உடல் மற்றும் இயந்திர பண்புகளின் விரிவான குணாதிசயம் முக்கியமானது மற்றும் சவாலானது.புதிய lehfilcon A பயோமிமெடிக் சிலிகான் ஹைட்ரஜல் காண்டாக்ட் லென்ஸின் மிகக் குறைந்த மேற்பரப்பு மாடுலஸை வகைப்படுத்த ஒரு மாற்றியமைக்கப்பட்ட அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM) நானோஇன்டென்டேஷன் நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டது.கிளை பாலிமர்களை அணுகும்போது பிசுபிசுப்பு வெளியேற்றத்தின் விளைவுகள் இல்லாமல் தொடர்பு புள்ளிகளை துல்லியமாக தீர்மானிக்க இந்த முறை அனுமதிக்கிறது.கூடுதலாக, போரோயெலாஸ்டிசிட்டியின் விளைவு இல்லாமல் தனிப்பட்ட தூரிகை உறுப்புகளின் இயந்திர பண்புகளை தீர்மானிக்க இது சாத்தியமாக்குகிறது.மென்மையான பொருட்கள் மற்றும் உயிரியல் மாதிரிகளின் பண்புகளை அளவிடுவதற்கு குறிப்பாக பொருத்தமான வடிவமைப்பு (முனை அளவு, வடிவியல் மற்றும் வசந்த வீதம்) கொண்ட AFM ஆய்வைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது.இந்த முறையானது மிகவும் மென்மையான பொருளான lehfilcon A இன் துல்லியமான அளவீட்டிற்கான உணர்திறன் மற்றும் துல்லியத்தை மேம்படுத்துகிறது, இது மேற்பரப்பு பகுதியில் (2 kPa வரை) நெகிழ்ச்சித்தன்மையின் மிகக் குறைந்த மாடுலஸ் மற்றும் உட்புற (கிட்டத்தட்ட 100%) நீர்வாழ் சூழலில் மிக அதிக நெகிழ்ச்சித்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. .மேற்பரப்பு ஆய்வின் முடிவுகள் lehfilcon A லென்ஸின் அதி-மென்மையான மேற்பரப்பு பண்புகளை வெளிப்படுத்தியது மட்டுமல்லாமல், கிளைத்த பாலிமர் தூரிகைகளின் மாடுலஸ் சிலிக்கான்-ஹைட்ரஜன் அடி மூலக்கூறுடன் ஒப்பிடத்தக்கது என்பதைக் காட்டுகிறது.இந்த மேற்பரப்பு குணாதிசய நுட்பம் மற்ற தீவிர மென்மையான பொருட்கள் மற்றும் மருத்துவ சாதனங்களுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம்.
உயிருள்ள திசுக்களுடன் நேரடி தொடர்புக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட பொருட்களின் இயந்திர பண்புகள் பெரும்பாலும் உயிரியல் சூழலால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன.இந்த பொருள் பண்புகளின் சரியான பொருத்தம், பாதகமான செல்லுலார் பதில்களை ஏற்படுத்தாமல், பொருளின் விரும்பிய மருத்துவ பண்புகளை அடைய உதவுகிறது1,2,3.மொத்த ஒரே மாதிரியான பொருட்களுக்கு, நிலையான நடைமுறைகள் மற்றும் சோதனை முறைகள் (எ.கா. மைக்ரோஇன்டென்டேஷன்4,5,6) கிடைப்பதால் இயந்திர பண்புகளின் தன்மை ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது.இருப்பினும், ஜெல்கள், ஹைட்ரஜல்கள், பயோபாலிமர்கள், உயிரணுக்கள் போன்ற அதி மென்மையான பொருட்களுக்கு, அளவீட்டுத் தீர்மான வரம்புகள் மற்றும் சில பொருட்களின் சீரற்ற தன்மை காரணமாக இந்த சோதனை முறைகள் பொதுவாக பொருந்தாது.பல ஆண்டுகளாக, பாரம்பரிய உள்தள்ளல் முறைகள் மாற்றியமைக்கப்பட்டு, பரந்த அளவிலான மென்மையான பொருட்களை வகைப்படுத்துவதற்குத் தழுவின, ஆனால் பல முறைகள் அவற்றின் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் கடுமையான குறைபாடுகளால் இன்னும் பாதிக்கப்படுகின்றன.சூப்பர்சாஃப்ட் பொருட்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு அடுக்குகளின் இயந்திர பண்புகளை துல்லியமாகவும் நம்பகத்தன்மையுடனும் வகைப்படுத்தக்கூடிய சிறப்பு சோதனை முறைகளின் பற்றாக்குறை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
எங்களின் முந்தைய வேலையில், lehfilcon A (CL) காண்டாக்ட் லென்ஸை அறிமுகப்படுத்தினோம், இது கண்ணின் கார்னியாவின் மேற்பரப்பால் ஈர்க்கப்பட்ட சாத்தியமான பயோமிமெடிக் வடிவமைப்புகளிலிருந்து பெறப்பட்ட அனைத்து அதி-மென்மையான மேற்பரப்பு பண்புகளையும் கொண்ட ஒரு மென்மையான பன்முகத்தன்மை வாய்ந்த பொருளாகும்.மருத்துவ சாதனங்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட சிலிகான் ஹைட்ரோஜெல் (SiHy) 15 இல் பாலி(2-மெத்தக்ரைலோயிலாக்ஸைதைல்பாஸ்ஃபோரில்கொலின் (MPC)) (PMPC) இன் கிளைத்த, குறுக்கு-இணைக்கப்பட்ட பாலிமர் அடுக்கை ஒட்டுவதன் மூலம் இந்த உயிர் பொருள் உருவாக்கப்பட்டது.இந்த ஒட்டுதல் செயல்முறையானது மேற்பரப்பில் ஒரு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, இது மிகவும் மென்மையான மற்றும் அதிக மீள் கிளைகள் கொண்ட பாலிமெரிக் தூரிகை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது.lehfilcon A CL இன் பயோமிமெடிக் அமைப்பு மேம்பட்ட ஈரப்பதம் மற்றும் கறைபடிதல் தடுப்பு, அதிகரித்த லூப்ரிசிட்டி மற்றும் குறைக்கப்பட்ட செல் மற்றும் பாக்டீரியா ஒட்டுதல் போன்ற சிறந்த மேற்பரப்பு பண்புகளை வழங்குகிறது என்பதை எங்கள் முந்தைய வேலை உறுதிப்படுத்தியுள்ளது.கூடுதலாக, இந்த பயோமிமெடிக் பொருளின் பயன்பாடு மற்றும் மேம்பாடு மற்ற உயிரியல் மருத்துவ சாதனங்களுக்கு மேலும் விரிவாக்கம் செய்ய பரிந்துரைக்கிறது.எனவே, இந்த அதி-மென்மையான பொருளின் மேற்பரப்பு பண்புகளை வகைப்படுத்துவதும், எதிர்கால மேம்பாடுகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை ஆதரிப்பதற்காக ஒரு விரிவான அறிவுத் தளத்தை உருவாக்குவதற்காக கண்ணுடனான அதன் இயந்திர தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்வதும் முக்கியமானதாகும்.வணிக ரீதியாக கிடைக்கும் பெரும்பாலான SiHy காண்டாக்ட் லென்ஸ்கள் ஒரே மாதிரியான ஹைட்ரோஃபிலிக் மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் பாலிமர்களின் கலவையால் ஆனது, அவை ஒரே மாதிரியான பொருள் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.பாரம்பரிய சுருக்க, இழுவிசை மற்றும் நுண்இண்டெண்டேஷன் சோதனை முறைகள்18,19,20,21 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் இயந்திர பண்புகளை ஆராய பல ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டுள்ளன.இருப்பினும், lehfilcon A CL இன் நாவல் பயோமிமெடிக் வடிவமைப்பு, கிளைத்த பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்புகளின் இயந்திர பண்புகள் SiHy அடிப்படை அடி மூலக்கூறில் இருந்து கணிசமாக வேறுபடும் ஒரு தனித்துவமான பன்முகப் பொருளாக அமைகிறது.எனவே, வழக்கமான மற்றும் உள்தள்ளல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி இந்த பண்புகளை துல்லியமாக கணக்கிடுவது மிகவும் கடினம்.ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய முறையானது அணுசக்தி நுண்ணோக்கியில் (AFM) செயல்படுத்தப்படும் நானோஇன்டென்டேஷன் சோதனை முறையைப் பயன்படுத்துகிறது, இது உயிரியல் செல்கள் மற்றும் திசுக்கள் மற்றும் மென்மையான பாலிமர்கள் போன்ற மென்மையான விஸ்கோலாஸ்டிக் பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளை தீர்மானிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. .,26,27,28,29,30.AFM nanoindentation இல், Nanoindentation சோதனையின் அடிப்படைகள் AFM தொழில்நுட்பத்தின் சமீபத்திய முன்னேற்றங்களுடன் இணைந்து அளவீட்டு உணர்திறன் மற்றும் பரந்த அளவிலான உள்ளார்ந்த சூப்பர்சாஃப்ட் பொருட்களின் சோதனையை வழங்குகின்றன31,32,33,34,35,36.கூடுதலாக, தொழில்நுட்பம் பல்வேறு வடிவவியலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மற்ற முக்கிய நன்மைகளை வழங்குகிறது.உள்தள்ளல் மற்றும் ஆய்வு மற்றும் பல்வேறு திரவ ஊடகங்களில் சோதனை சாத்தியம்.
AFM நானோஇன்டென்டேஷனை நிபந்தனையுடன் மூன்று முக்கிய கூறுகளாகப் பிரிக்கலாம்: (1) உபகரணங்கள் (சென்சார்கள், டிடெக்டர்கள், ஆய்வுகள் போன்றவை);(2) அளவீட்டு அளவுருக்கள் (விசை, இடப்பெயர்ச்சி, வேகம், சரிவு அளவு போன்றவை);(3) தரவு செயலாக்கம் (அடிப்படை திருத்தம், தொடு புள்ளி மதிப்பீடு, தரவு பொருத்துதல், மாடலிங் போன்றவை).இந்த முறையின் குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல் என்னவென்றால், AFM நானோஇன்டென்டேஷனைப் பயன்படுத்தி இலக்கியத்தில் பல ஆய்வுகள் ஒரே மாதிரி/செல்/பொருள் வகை37,38,39,40,41 க்கு மிகவும் மாறுபட்ட அளவு முடிவுகளை தெரிவிக்கின்றன.உதாரணமாக, லெக்கா மற்றும் பலர்.இயந்திர ரீதியாக ஒரே மாதிரியான ஹைட்ரஜல் மற்றும் பன்முக செல்களின் மாதிரிகளின் அளவிடப்பட்ட யங்கின் மாடுலஸில் AFM ஆய்வு வடிவவியலின் தாக்கம் ஆய்வு செய்யப்பட்டு ஒப்பிடப்பட்டது.மாடுலஸ் மதிப்புகள் கான்டிலீவர் தேர்வு மற்றும் முனை வடிவத்தைப் பொறுத்தது என்று அவர்கள் தெரிவிக்கின்றனர், பிரமிடு வடிவ ஆய்வுக்கான மிக உயர்ந்த மதிப்பு மற்றும் கோள ஆய்வுக்கு 42 இன் குறைந்த மதிப்பு.இதேபோல், செல்ஹுபர்-உங்கெல் மற்றும் பலர்.பாலிஅக்ரிலாமைடு (PAAM) மாதிரிகளின் உள்தள்ளல் வேகம், உள்தள்ளல் அளவு மற்றும் தடிமன் ஆகியவை ACM43 நானோஇன்டென்டேஷன் மூலம் அளவிடப்படும் யங்கின் மாடுலஸை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பது காட்டப்பட்டுள்ளது.மற்றொரு சிக்கலான காரணி, நிலையான மிகக் குறைந்த மாடுலஸ் சோதனை பொருட்கள் மற்றும் இலவச சோதனை நடைமுறைகள் இல்லாதது.இது நம்பிக்கையுடன் துல்லியமான முடிவுகளைப் பெறுவதை மிகவும் கடினமாக்குகிறது.இருப்பினும், ஒரே மாதிரியான மாதிரி வகைகளுக்கு இடையிலான ஒப்பீட்டு அளவீடுகள் மற்றும் ஒப்பீட்டு மதிப்பீடுகளுக்கு இந்த முறை மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், எடுத்துக்காட்டாக, புற்றுநோய் செல்கள் 44, 45 இலிருந்து சாதாரண செல்களை வேறுபடுத்த AFM நானோஇன்டென்டேஷனைப் பயன்படுத்துகிறது.
AFM நானோஇன்டென்டேஷனுடன் மென்மையான பொருட்களைச் சோதிக்கும் போது, ​​மாதிரி மாடுலஸ் மற்றும் அரைக்கோள/சுற்று முனையுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்தக்கூடிய குறைந்த ஸ்பிரிங் மாறிலி (k) கொண்ட ஆய்வைப் பயன்படுத்துவதே பொதுவான விதியாகும், இதனால் முதல் ஆய்வு மாதிரி மேற்பரப்புகளைத் துளைக்காது. மென்மையான பொருட்களுடன் முதல் தொடர்பு.ஆய்வினால் உருவாக்கப்படும் விலகல் சமிக்ஞை லேசர் டிடெக்டர் சிஸ்டம் 24,34,46,47 மூலம் கண்டறியும் அளவுக்கு வலுவாக இருப்பதும் முக்கியம்.அதி-மென்மையான பன்முகத்தன்மை கொண்ட செல்கள், திசுக்கள் மற்றும் ஜெல்களின் விஷயத்தில், மறுஉற்பத்தி மற்றும் நம்பகமான அளவீடுகளை உறுதி செய்வதற்காக ஆய்வு மற்றும் மாதிரி மேற்பரப்புக்கு இடையே உள்ள பிசின் சக்தியை கடப்பது மற்றொரு சவாலாகும்.சமீப காலம் வரை, AFM நானோஇன்டென்டேஷனில் பெரும்பாலான பணிகள் உயிரியல் செல்கள், திசுக்கள், ஜெல்கள், ஹைட்ரஜல்கள் மற்றும் உயிர் மூலக்கூறுகள் ஆகியவற்றின் இயந்திர நடத்தை பற்றிய ஆய்வில் கவனம் செலுத்துகின்றன, அவை ஒப்பீட்டளவில் பெரிய கோள ஆய்வுகளைப் பயன்படுத்தி, பொதுவாக கூழ் ஆய்வுகள் (CPs) என குறிப்பிடப்படுகின்றன., 47, 51, 52, 53, 54, 55. இந்த குறிப்புகள் 1 முதல் 50 µm ஆரம் கொண்டவை மற்றும் பொதுவாக போரோசிலிகேட் கண்ணாடி, பாலிமெத்தில் மெதக்ரிலேட் (PMMA), பாலிஸ்டிரீன் (PS), சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2) மற்றும் வைரம்- கார்பன் (DLC) போன்றது.CP-AFM நானோஇன்டென்டேஷன் பெரும்பாலும் மென்மையான மாதிரி குணாதிசயத்திற்கான முதல் தேர்வாக இருந்தாலும், அதன் சொந்த பிரச்சனைகள் மற்றும் வரம்புகள் உள்ளன.பெரிய, மைக்ரான் அளவிலான கோள முனைகளைப் பயன்படுத்துவது மாதிரியுடன் முனையின் மொத்த தொடர்புப் பகுதியை அதிகரிக்கிறது மற்றும் இடஞ்சார்ந்த தீர்மானத்தின் குறிப்பிடத்தக்க இழப்பை ஏற்படுத்துகிறது.மென்மையான, ஒத்திசைவற்ற மாதிரிகளுக்கு, உள்ளூர் தனிமங்களின் இயந்திர பண்புகள் ஒரு பரந்த பரப்பளவில் சராசரியிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடலாம், CP உள்தள்ளல் ஒரு உள்ளூர் அளவில் உள்ள பண்புகளில் எந்த ஒத்திசைவையும் மறைக்க முடியும்52.கூழ் ஆய்வுகள் பொதுவாக மைக்ரான் அளவிலான கூழ் கோளங்களை எபோக்சி பசைகளைப் பயன்படுத்தி டிப்லெஸ் கான்டிலீவர்களுடன் இணைப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகின்றன.உற்பத்தி செயல்முறையே பல சிக்கல்களால் நிறைந்துள்ளது மற்றும் ஆய்வு அளவுத்திருத்த செயல்பாட்டில் முரண்பாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.கூடுதலாக, கூழ் துகள்களின் அளவு மற்றும் நிறை ஆகியவை கான்டிலீவரின் முக்கிய அளவுத்திருத்த அளவுருக்களான அதிர்வு அதிர்வெண், வசந்த விறைப்பு மற்றும் விலகல் உணர்திறன் 56,57,58 ஆகியவற்றை நேரடியாக பாதிக்கிறது.எனவே, வெப்பநிலை அளவுத்திருத்தம் போன்ற வழக்கமான AFM ஆய்வுகளுக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறைகள், CP க்கு துல்லியமான அளவுத்திருத்தத்தை வழங்காமல் போகலாம், மேலும் இந்த திருத்தங்களைச் செய்வதற்கு பிற முறைகள் தேவைப்படலாம் மென்மையான மாதிரிகளின் பண்புகளைப் படிக்கவும், இது கான்டிலீவரின் நேரியல் அல்லாத நடத்தையை ஒப்பீட்டளவில் பெரிய விலகல்களில் அளவீடு செய்யும் போது மற்றொரு சிக்கலை உருவாக்குகிறது62,63,64.நவீன கூழ் ஆய்வு உள்தள்ளல் முறைகள் பொதுவாக ஆய்வை அளவீடு செய்ய பயன்படுத்தப்படும் கான்டிலீவரின் வடிவவியலை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கின்றன, ஆனால் கூழ் துகள்களின் செல்வாக்கைப் புறக்கணிக்கின்றன, இது முறை38,61 இன் துல்லியத்தில் கூடுதல் நிச்சயமற்ற தன்மையை உருவாக்குகிறது.இதேபோல், தொடர்பு மாதிரி பொருத்துதல் மூலம் கணக்கிடப்படும் மீள் மாடுலி நேரடியாக உள்தள்ளல் ஆய்வின் வடிவவியலைச் சார்ந்தது, மேலும் முனை மற்றும் மாதிரி மேற்பரப்பு பண்புகளுக்கு இடையே உள்ள பொருந்தாத தன்மை துல்லியமின்மைக்கு வழிவகுக்கும்27, 65, 66, 67, 68. ஸ்பென்சர் மற்றும் பலர் செய்த சில சமீபத்திய வேலை.CP-AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்தி மென்மையான பாலிமர் தூரிகைகளை வகைப்படுத்தும்போது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டிய காரணிகள் சிறப்பிக்கப்படுகின்றன.வேகத்தின் செயல்பாடாக பாலிமர் தூரிகைகளில் பிசுபிசுப்பான திரவத்தைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதால், தலை ஏற்றுவதில் அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது என்று அவர்கள் தெரிவித்தனர், எனவே வேகம் சார்ந்த பண்புகளின் வெவ்வேறு அளவீடுகள்30,69,70,71.
இந்த ஆய்வில், மாற்றியமைக்கப்பட்ட AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்தி அதி-மென்மையான உயர் மீள் தன்மை கொண்ட lehfilcon A CL இன் மேற்பரப்பு மாடுலஸை நாங்கள் வகைப்படுத்தியுள்ளோம்.இந்த பொருளின் பண்புகள் மற்றும் புதிய கட்டமைப்பின் அடிப்படையில், பாரம்பரிய உள்தள்ளல் முறையின் உணர்திறன் வரம்பு இந்த மிகவும் மென்மையான பொருளின் மாடுலஸை வகைப்படுத்த போதுமானதாக இல்லை, எனவே அதிக உணர்திறன் மற்றும் குறைந்த உணர்திறன் கொண்ட AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்துவது அவசியம்.நிலை.தற்போதுள்ள கூழ் AFM ஆய்வு நானோஇன்டென்டேஷன் நுட்பங்களின் குறைபாடுகள் மற்றும் சிக்கல்களை மதிப்பாய்வு செய்த பிறகு, உணர்திறன், பின்னணி இரைச்சல், தொடர்பு புள்ளி, திரவம் தக்கவைத்தல் போன்ற மென்மையான பன்முகத்தன்மை கொண்ட பொருட்களின் வேக மாடுலஸை அளவிடுவதற்கு சிறிய, தனிப்பயன்-வடிவமைக்கப்பட்ட AFM ஆய்வை ஏன் தேர்வு செய்தோம் என்பதைக் காட்டுகிறோம். சார்பு.மற்றும் துல்லியமான அளவீடு.கூடுதலாக, உள்தள்ளல் முனையின் வடிவம் மற்றும் பரிமாணங்களை எங்களால் துல்லியமாக அளவிட முடிந்தது, இது பொருளுடன் முனையின் தொடர்பு பகுதியை மதிப்பிடாமல் நெகிழ்ச்சியின் மாடுலஸை தீர்மானிக்க கூம்பு-கோளம் பொருத்த மாதிரியைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.இந்த வேலையில் அளவிடப்பட்ட இரண்டு மறைமுகமான அனுமானங்கள் முழு மீள் பொருள் பண்புகள் மற்றும் உள்தள்ளல் ஆழம்-சுயாதீன மாடுலஸ் ஆகும்.இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, முறையை அளவிடுவதற்கு அறியப்பட்ட மாடுலஸ் மூலம் அல்ட்ரா-சாஃப்ட் தரநிலைகளை நாங்கள் முதலில் சோதித்தோம், பின்னர் இரண்டு வெவ்வேறு தொடர்பு லென்ஸ் பொருட்களின் மேற்பரப்புகளை வகைப்படுத்த இந்த முறையைப் பயன்படுத்தினோம்.அதிகரித்த உணர்திறன் கொண்ட AFM நானோஇன்டென்டேஷன் பரப்புகளை வகைப்படுத்தும் இந்த முறையானது, மருத்துவ சாதனங்கள் மற்றும் உயிரியல் மருத்துவப் பயன்பாடுகளில் சாத்தியமான பயன்பாட்டுடன் கூடிய பரந்த அளவிலான பயோமிமெடிக் பன்முகத்தன்மை கொண்ட அல்ட்ராசாஃப்ட் பொருட்களுக்குப் பொருந்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
லெஹ்ஃபில்கான் ஏ காண்டாக்ட் லென்ஸ்கள் (அல்கான், ஃபோர்ட் வொர்த், டெக்சாஸ், அமெரிக்கா) மற்றும் அவற்றின் சிலிகான் ஹைட்ரோஜெல் அடி மூலக்கூறுகள் நானோஇன்டென்டேஷன் சோதனைகளுக்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.சோதனையில் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட லென்ஸ் மவுண்ட் பயன்படுத்தப்பட்டது.சோதனைக்காக லென்ஸை நிறுவ, அது குவிமாடம் வடிவ ஸ்டாண்டில் கவனமாக வைக்கப்பட்டு, காற்று குமிழ்கள் உள்ளே வராமல் பார்த்துக் கொண்டு, பின்னர் விளிம்புகளுடன் சரி செய்யப்பட்டது.லென்ஸ் வைத்திருப்பவரின் மேற்புறத்தில் உள்ள ஃபிக்சரில் ஒரு துளை, திரவத்தை வைத்திருக்கும் போது நானோஇன்டென்டேஷன் சோதனைகளுக்கு லென்ஸின் ஆப்டிகல் சென்டருக்கு அணுகலை வழங்குகிறது.இது லென்ஸ்களை முழுமையாக நீரேற்றமாக வைத்திருக்கும்.500 μl காண்டாக்ட் லென்ஸ் பேக்கேஜிங் தீர்வு சோதனைத் தீர்வாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.அளவு முடிவுகளைச் சரிபார்க்க, வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கக்கூடிய செயல்படுத்தப்படாத பாலிஅக்ரிலாமைடு (PAAM) ஹைட்ரோஜெல்கள் பாலிஅக்ரிலாமைடு-கோ-மெத்திலீன்-பைசாக்ரிலாமைடு கலவையிலிருந்து (100 மிமீ பெட்ரிசாஃப்ட் பெட்ரி உணவுகள், மேட்ரிஜென், இர்வின், சிஏ, அமெரிக்கா) அறியப்பட்ட மீள் மாடுலஸிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டன. kPa.4-5 துளிகள் (தோராயமாக 125 µl) பாஸ்பேட் பஃபர்டு சலைன் (PBS இருந்து Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) மற்றும் 1 துளி OPTI-FREE Puremoist கான்டாக்ட் லென்ஸ் கரைசலை (Alcon, Vaud, TX, USA) பயன்படுத்தவும்.) AFM ஹைட்ரஜல்-ஆய்வு இடைமுகத்தில்.
ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (STEM) டிடெக்டர் பொருத்தப்பட்ட FEI குவாண்டா 250 ஃபீல்ட் எமிஷன் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (FEG SEM) அமைப்பைப் பயன்படுத்தி Lehfilcon A CL மற்றும் SiHy அடி மூலக்கூறுகளின் மாதிரிகள் காட்சிப்படுத்தப்பட்டன.மாதிரிகளைத் தயாரிக்க, லென்ஸ்கள் முதலில் தண்ணீரில் கழுவப்பட்டு, பை வடிவ குடைமிளகாய்களாக வெட்டப்பட்டன.மாதிரிகளின் ஹைட்ரோஃபிலிக் மற்றும் ஹைட்ரோபோபிக் கூறுகளுக்கு இடையில் வேறுபட்ட வேறுபாட்டை அடைய, RuO4 இன் 0.10% நிலைப்படுத்தப்பட்ட தீர்வு ஒரு சாயமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, அதில் மாதிரிகள் 30 நிமிடங்களுக்கு மூழ்கியது.lehfilcon A CL RuO4 ஸ்டைனிங் என்பது மேம்பட்ட மாறுபட்ட மாறுபாட்டை அடைவதற்கு மட்டுமல்லாமல், கிளைத்த பாலிமர் தூரிகைகளின் கட்டமைப்பை அவற்றின் அசல் வடிவத்தில் பாதுகாக்க உதவுகிறது, பின்னர் அவை STEM படங்களில் தெரியும்.பின்னர் அவை எத்தனால் செறிவு அதிகரிப்புடன் எத்தனால்/நீர் கலவைகளின் தொடரில் கழுவப்பட்டு நீரிழப்பு செய்யப்பட்டன.மாதிரிகள் பின்னர் EMBed 812/Araldite எபோக்சியுடன் வார்க்கப்பட்டன, இது ஒரே இரவில் 70 ° C இல் குணப்படுத்தப்பட்டது.பிசின் பாலிமரைசேஷன் மூலம் பெறப்பட்ட மாதிரித் தொகுதிகள் அல்ட்ராமிக்ரோடோம் மூலம் வெட்டப்பட்டன, இதன் விளைவாக மெல்லிய பகுதிகள் 30 kV வேகமான மின்னழுத்தத்தில் குறைந்த வெற்றிட பயன்முறையில் STEM டிடெக்டர் மூலம் காட்சிப்படுத்தப்பட்டன.அதே SEM அமைப்பு PFQNM-LC-A-CAL AFM ஆய்வின் (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) விரிவான தன்மைக்கு பயன்படுத்தப்பட்டது.AFM ஆய்வின் SEM படங்கள் ஒரு பொதுவான உயர் வெற்றிட பயன்முறையில் 30 kV முடுக்க மின்னழுத்தத்துடன் பெறப்பட்டன.AFM ஆய்வு முனையின் வடிவம் மற்றும் அளவு பற்றிய அனைத்து விவரங்களையும் பதிவு செய்ய வெவ்வேறு கோணங்களிலும் உருப்பெருக்கங்களிலும் உள்ள படங்களைப் பெறவும்.படங்களில் உள்ள ஆர்வத்தின் அனைத்து முனை பரிமாணங்களும் டிஜிட்டல் முறையில் அளவிடப்பட்டன.
lehfilcon A CL, SiHy அடி மூலக்கூறு மற்றும் PAAm ஹைட்ரஜல் மாதிரிகளைக் காட்சிப்படுத்தவும், நானோஇன்டென்டேட் செய்யவும், "PeakForce QNM in Fluid" பயன்முறையுடன் கூடிய Dimension FastScan Bio Icon அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) பயன்படுத்தப்பட்டது.இமேஜிங் சோதனைகளுக்கு, 0.50 ஹெர்ட்ஸ் ஸ்கேன் விகிதத்தில் மாதிரியின் உயர் தெளிவுத்திறன் படங்களை எடுக்க, 1 nm இன் பெயரளவு முனை ஆரம் கொண்ட ஒரு PEAKFORCE-HIRS-FA ஆய்வு (Bruker) பயன்படுத்தப்பட்டது.அனைத்து படங்களும் அக்வஸ் கரைசலில் எடுக்கப்பட்டது.
AFM nanoindentation சோதனைகள் PFQNM-LC-A-CAL ஆய்வு (Bruker) ஐப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்பட்டன.AFM ஆய்வு 45 kHz அதிர்வு அதிர்வெண்ணுடன் 345 nm தடிமன், 54 µm நீளம் மற்றும் 4.5 µm அகலம் கொண்ட நைட்ரைடு கான்டிலீவரில் சிலிக்கான் முனையைக் கொண்டுள்ளது.இது குறிப்பாக மென்மையான உயிரியல் மாதிரிகளில் அளவு நானோ இயந்திர அளவீடுகளை வகைப்படுத்தவும் மற்றும் செய்யவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.சென்சார்கள் தொழிற்சாலையில் முன் அளவீடு செய்யப்பட்ட வசந்த அமைப்புகளுடன் தனித்தனியாக அளவீடு செய்யப்படுகின்றன.இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்படும் ஆய்வுகளின் வசந்த மாறிலிகள் 0.05-0.1 N/m வரம்பில் இருந்தன.முனையின் வடிவம் மற்றும் அளவைத் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்க, SEM ஐப் பயன்படுத்தி ஆய்வு விரிவாக வகைப்படுத்தப்பட்டது.அத்திப்பழத்தில்.படம் 1a ஆனது PFQNM-LC-A-CAL ஆய்வின் உயர் தெளிவுத்திறன், குறைந்த உருப்பெருக்கம் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃப் காட்டுகிறது, இது ஆய்வு வடிவமைப்பின் முழுமையான பார்வையை வழங்குகிறது.அத்திப்பழத்தில்.1b ஆய்வு முனையின் மேற்புறத்தின் விரிவாக்கப்பட்ட காட்சியைக் காட்டுகிறது, இது முனையின் வடிவம் மற்றும் அளவு பற்றிய தகவலை வழங்குகிறது.தீவிர முடிவில், ஊசி 140 nm விட்டம் கொண்ட ஒரு அரைக்கோளமாகும் (படம் 1c).இதற்குக் கீழே, முனை ஒரு கூம்பு வடிவமாகத் தட்டுகிறது, தோராயமாக 500 nm நீளத்தை அடையும்.குறுகலான பகுதிக்கு வெளியே, முனை உருளை மற்றும் மொத்த முனை நீளம் 1.18 µm இல் முடிவடைகிறது.இது ஆய்வு முனையின் முக்கிய செயல்பாட்டு பகுதியாகும்.கூடுதலாக, ஒரு பெரிய கோள பாலிஸ்டிரீன் (பிஎஸ்) ஆய்வு (நோவாஸ்கன் டெக்னாலஜிஸ், இன்க்., பூன், அயோவா, அமெரிக்கா) முனை விட்டம் 45 µm மற்றும் 2 N/m இன் ஸ்பிரிங் மாறிலியும் ஒரு கூழ் ஆய்வாக சோதனைக்கு பயன்படுத்தப்பட்டது.ஒப்பிடுவதற்கு PFQNM-LC-A-CAL 140 nm ஆய்வுடன்.
நானோஇன்டெண்டேஷனின் போது AFM ஆய்வுக்கும் பாலிமர் தூரிகை அமைப்பிற்கும் இடையில் திரவம் சிக்கிக்கொள்ளலாம் என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.திரவம் தக்கவைத்தல் காரணமாக இந்த பிசுபிசுப்பு வெளியேற்ற விளைவு தொடர்பு வெளிப்படையான புள்ளியை மாற்றலாம், இதனால் மேற்பரப்பு மாடுலஸ் அளவீடுகளை பாதிக்கிறது.திரவம் தக்கவைப்பில் ஆய்வு வடிவியல் மற்றும் உள்தள்ளல் வேகத்தின் விளைவை ஆய்வு செய்ய, லெஹ்ஃபில்கான் A CL மாதிரிகளுக்கு உள்தள்ளல் விசை வளைவுகள் 140 nm விட்டம் கொண்ட ஆய்வைப் பயன்படுத்தி 1 µm/s மற்றும் 2 µm/s என்ற நிலையான இடப்பெயர்ச்சி விகிதங்களில் திட்டமிடப்பட்டன.ஆய்வு விட்டம் 45 µm, நிலையான விசை அமைப்பு 6 nN 1 µm/s இல் அடையப்பட்டது.140 nm விட்டம் கொண்ட ஆய்வுகள் 1 µm/s உள்தள்ளல் வேகத்திலும், 300 pN இன் செட் விசையிலும் மேற்கொள்ளப்பட்டன, இது மேல் கண்ணிமையின் உடலியல் வரம்பிற்குள் (1–8 kPa) தொடர்பு அழுத்தத்தை உருவாக்க தேர்வு செய்யப்பட்டது.அழுத்தம் 72. 1 kPa அழுத்தம் கொண்ட PAA ஹைட்ரஜலின் மென்மையான ஆயத்த மாதிரிகள் 140 nm விட்டம் கொண்ட ஒரு ஆய்வைப் பயன்படுத்தி 1 μm/s வேகத்தில் 50 pN உள்தள்ளல் விசைக்காக சோதிக்கப்பட்டன.
PFQNM-LC-A-CAL ஆய்வின் முனையின் கூம்புப் பகுதியின் நீளம் தோராயமாக 500 nm ஆக இருப்பதால், எந்த உள்தள்ளல் ஆழத்திற்கும் < 500 nm உள்தள்ளலின் போது ஆய்வின் வடிவியல் அதற்கு உண்மையாக இருக்கும் என்று பாதுகாப்பாகக் கருதலாம். கூம்பு வடிவம்.கூடுதலாக, சோதனையின் கீழ் உள்ள பொருளின் மேற்பரப்பு மீளக்கூடிய மீள் பதிலை வெளிப்படுத்தும் என்று கருதப்படுகிறது, இது பின்வரும் பிரிவுகளிலும் உறுதிப்படுத்தப்படும்.எனவே, முனையின் வடிவம் மற்றும் அளவைப் பொறுத்து, எங்கள் AFM நானோஇன்டென்டேஷன் பரிசோதனைகளை (NanoScope) செயல்படுத்த, விற்பனையாளரின் மென்பொருளில் கிடைக்கும் Briscoe, Sebastian மற்றும் Adams ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்ட கூம்பு-கோளம் பொருத்தி மாதிரியைத் தேர்ந்தெடுத்தோம்.பிரிப்பு தரவு பகுப்பாய்வு மென்பொருள், ப்ரூக்கர்) 73. மாதிரியானது கோள வடிவ உச்சி குறைபாடு கொண்ட கூம்புக்கான விசை-இடப்பெயர்வு உறவை F(δ) விவரிக்கிறது.அத்திப்பழத்தில்.ஒரு கோள முனையுடன் ஒரு திடமான கூம்பு தொடர்பு கொள்ளும் போது தொடர்பு வடிவவியலை படம் 2 காட்டுகிறது, அங்கு R என்பது கோள முனையின் ஆரம், a என்பது தொடர்பு ஆரம், b என்பது கோள முனையின் முடிவில் தொடர்பு ஆரம், δ என்பது தொடர்பு ஆரம்.உள்தள்ளல் ஆழம், θ என்பது கூம்பின் அரை கோணம்.இந்த ஆய்வின் SEM படம், 140 nm விட்டம் கொண்ட கோள முனை ஒரு கூம்பில் தொடுநிலையில் இணைகிறது என்பதை தெளிவாகக் காட்டுகிறது, எனவே இங்கே b என்பது R மூலம் மட்டுமே வரையறுக்கப்படுகிறது, அதாவது b = R cos θ.விற்பனையாளர் வழங்கிய மென்பொருளானது, a > b எனக் கருதி விசைப் பிரிப்புத் தரவிலிருந்து யங்கின் மாடுலஸ் (E) மதிப்புகளைக் கணக்கிடுவதற்கு ஒரு கூம்பு-கோள உறவை வழங்குகிறது.உறவு:
இதில் F என்பது உள்தள்ளல் விசை, E என்பது யங்கின் மாடுலஸ், ν என்பது பாய்சனின் விகிதம்.தொடர்பு ஆரம் a ஐப் பயன்படுத்தி மதிப்பிடலாம்:
கிளைத்த பாலிமர் தூரிகைகளின் மேற்பரப்பு அடுக்குடன் லெஃபில்கான் காண்டாக்ட் லென்ஸின் பொருளில் அழுத்தப்பட்ட கோள முனையுடன் கூடிய திடமான கூம்பின் தொடர்பு வடிவவியலின் திட்டம்.
a ≤ b என்றால், வழக்கமான கோள உள்தள்ளலுக்கான சமன்பாட்டிற்கு உறவு குறைகிறது;
PMPC பாலிமர் தூரிகையின் கிளை அமைப்புடன் உள்தள்ளல் ஆய்வின் தொடர்பு, கோள தொடர்பு ஆரம் b ஐ விட தொடர்பு ஆரம் அதிகமாக இருக்கும் என்று நாங்கள் நம்புகிறோம்.எனவே, இந்த ஆய்வில் நிகழ்த்தப்பட்ட மீள் மாடுலஸின் அனைத்து அளவு அளவீடுகளுக்கும், a > b வழக்கில் பெறப்பட்ட சார்பைப் பயன்படுத்தினோம்.
இந்த ஆய்வில் ஆய்வு செய்யப்பட்ட அல்ட்ராசாஃப்ட் பயோமிமெடிக் பொருட்கள் மாதிரி குறுக்கு பிரிவின் ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) மற்றும் மேற்பரப்பின் அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி விரிவாகப் படமாக்கப்பட்டது.இந்த விரிவான மேற்பரப்பு குணாதிசயம் எங்கள் முன்னர் வெளியிடப்பட்ட வேலையின் நீட்டிப்பாக நிகழ்த்தப்பட்டது, இதில் PMPC-மாற்றியமைக்கப்பட்ட lehfilcon A CL மேற்பரப்பின் மாறும் கிளைத்த பாலிமெரிக் தூரிகை அமைப்பு நேட்டிவ் கார்னியல் திசுக்களுக்கு ஒத்த இயந்திர பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது என்பதை நாங்கள் தீர்மானித்தோம்.இந்த காரணத்திற்காக, காண்டாக்ட் லென்ஸ் மேற்பரப்புகளை பயோமிமெடிக் பொருட்கள் என்று குறிப்பிடுகிறோம்14.அத்திப்பழத்தில்.3a,b முறையே lehfilcon A CL அடி மூலக்கூறு மற்றும் சிகிச்சையளிக்கப்படாத SiHy அடி மூலக்கூறு ஆகியவற்றின் மேற்பரப்பில் கிளைத்த PMPC பாலிமர் பிரஷ் கட்டமைப்புகளின் குறுக்குவெட்டுகளைக் காட்டுகிறது.இரண்டு மாதிரிகளின் மேற்பரப்புகளும் உயர்-தெளிவு AFM படங்களைப் பயன்படுத்தி மேலும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன, இது STEM பகுப்பாய்வின் முடிவுகளை மேலும் உறுதிப்படுத்தியது (படம். 3c, d).ஒன்றாக எடுத்துக்கொண்டால், இந்த படங்கள் PMPC கிளைத்த பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்பின் தோராயமான நீளத்தை 300-400 nm இல் கொடுக்கின்றன, இது AFM நானோஇன்டென்டேஷன் அளவீடுகளை விளக்குவதற்கு முக்கியமானது.படங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட மற்றொரு முக்கிய அவதானிப்பு என்னவென்றால், சிஎல் பயோமிமெடிக் பொருளின் ஒட்டுமொத்த மேற்பரப்பு அமைப்பு SiHy அடி மூலக்கூறு பொருளிலிருந்து உருவவியல் ரீதியாக வேறுபட்டது.அவற்றின் மேற்பரப்பு உருவ அமைப்பில் உள்ள இந்த வேறுபாடு உள்தள்ளல் AFM ஆய்வுடன் அவற்றின் இயந்திர தொடர்புகளின் போது மற்றும் பின்னர் அளவிடப்பட்ட மாடுலஸ் மதிப்புகளில் தெளிவாகத் தெரியும்.
(a) lehfilcon A CL மற்றும் (b) SiHy அடி மூலக்கூறின் குறுக்கு வெட்டு STEM படங்கள்.அளவுகோல், 500 நா.மீ.lehfilcon A CL அடி மூலக்கூறு (c) மற்றும் அடிப்படை SiHy அடி மூலக்கூறு (d) (3 µm × 3 µm) மேற்பரப்பின் AFM படங்கள்.
பயோ இன்ஸ்பைர்டு பாலிமர்கள் மற்றும் பாலிமர் பிரஷ் கட்டமைப்புகள் இயல்பாகவே மென்மையானவை மற்றும் பல்வேறு உயிரியல் மருத்துவ பயன்பாடுகளில் பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.எனவே, AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்துவது முக்கியம், இது அவற்றின் இயந்திர பண்புகளை துல்லியமாகவும் நம்பகத்தன்மையுடனும் அளவிட முடியும்.ஆனால் அதே நேரத்தில், மிகக் குறைந்த மீள் மாடுலஸ், அதிக திரவ உள்ளடக்கம் மற்றும் அதிக நெகிழ்ச்சித்தன்மை போன்ற இந்த அதி-மென்மையான பொருட்களின் தனித்துவமான பண்புகள், உள்தள்ளல் ஆய்வின் சரியான பொருள், வடிவம் மற்றும் வடிவத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதை பெரும்பாலும் கடினமாக்குகின்றன.அளவு.இது முக்கியமானது, எனவே உள்தள்ளல் மாதிரியின் மென்மையான மேற்பரப்பைத் துளைக்காது, இது மேற்பரப்புடன் தொடர்பு கொள்ளும் புள்ளி மற்றும் தொடர்பு பகுதியை தீர்மானிப்பதில் பிழைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
இதற்கு, அல்ட்ரா சாஃப்ட் பயோமிமெடிக் பொருட்களின் (lehfilcon A CL) உருவவியல் பற்றிய விரிவான புரிதல் அவசியம்.இமேஜிங் முறையைப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்ட கிளைத்த பாலிமர் தூரிகைகளின் அளவு மற்றும் அமைப்பு பற்றிய தகவல்கள், AFM நானோஇன்டென்டேஷன் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி மேற்பரப்பின் இயந்திர குணாதிசயத்திற்கான அடிப்படையை வழங்குகிறது.மைக்ரான் அளவிலான கோளக் கூழ் ஆய்வுகளுக்குப் பதிலாக, 140 nm முனை விட்டம் கொண்ட PFQNM-LC-A-CAL சிலிக்கான் நைட்ரைடு ஆய்வைத் (ப்ரூக்கர்) தேர்வு செய்தோம், இது உயிரியல் மாதிரிகள் 78, 79, 80 இன் இயந்திர பண்புகளின் அளவு மேப்பிங்கிற்காக சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. , 81, 82, 83, 84 வழக்கமான கூழ் ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் கூர்மையான ஆய்வுகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான காரணத்தை பொருளின் கட்டமைப்பு அம்சங்களால் விளக்க முடியும்.படம் 3a இல் காட்டப்பட்டுள்ள CL lehfilcon A இன் மேற்பரப்பில் உள்ள கிளைத்த பாலிமர் தூரிகைகளுடன் ஆய்வு முனை அளவை (~140 nm) ஒப்பிடுகையில், இந்த தூரிகை அமைப்புகளுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளும் அளவுக்கு முனை பெரியது என்று முடிவு செய்யலாம். அவற்றின் மூலம் முனை துளையிடும் வாய்ப்பைக் குறைக்கிறது.இந்த புள்ளியை விளக்குவதற்கு, படம் 4 இல் lehfilcon A CL இன் STEM படம் மற்றும் AFM ஆய்வின் உள்தள்ளல் முனை (அளவிற்கு வரையப்பட்டது) உள்ளது.
லெஹ்ஃபில்கான் ஏ சிஎல் மற்றும் ஏசிஎம் உள்தள்ளல் ஆய்வு (அளவிற்கு வரையப்பட்டது) ஆகியவற்றின் STEM படத்தைக் காட்டும் திட்டம்.
கூடுதலாக, CP-AFM nanoindentation முறை69,71 மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட பாலிமர் தூரிகைகளுக்கு முன்னர் அறிவிக்கப்பட்ட ஒட்டும் வெளியேற்ற விளைவுகளின் ஆபத்தைத் தவிர்க்க 140 nm இன் முனை அளவு சிறியது.இந்த AFM முனையின் சிறப்பு கூம்பு-கோள வடிவம் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவு காரணமாக (படம் 1), lehfilcon A CL நானோஇன்டென்டேஷன் மூலம் உருவாக்கப்படும் விசை வளைவின் தன்மை உள்தள்ளல் வேகம் அல்லது ஏற்றுதல்/இறக்கும் வேகம் ஆகியவற்றைச் சார்ந்து இருக்காது என்று நாங்கள் கருதுகிறோம். .எனவே, இது போரோலாஸ்டிக் விளைவுகளால் பாதிக்கப்படாது.இந்தக் கருதுகோளைச் சோதிக்க, lehfilcon A CL மாதிரிகள் PFQNM-LC-A-CAL ஆய்வைப் பயன்படுத்தி ஒரு நிலையான அதிகபட்ச விசையில் உள்தள்ளப்பட்டன, ஆனால் இரண்டு வெவ்வேறு வேகங்களில், அதன் விளைவாக இழுவிசை மற்றும் பின்வாங்கும் விசை வளைவுகள் விசையை (nN) திட்டமிட பயன்படுத்தப்பட்டன. பிரிப்பில் (µm) படம் 5a இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.ஏற்றுதல் மற்றும் இறக்குதல் ஆகியவற்றின் போது விசை வளைவுகள் முற்றிலும் ஒன்றுடன் ஒன்று உள்ளது என்பது தெளிவாகிறது, மேலும் பூஜ்ஜிய உள்தள்ளல் ஆழத்தில் உள்ள விசை கத்தரிப்பு படத்தில் உள்தள்ளல் வேகத்துடன் அதிகரிக்கிறது என்பதற்கு தெளிவான ஆதாரம் இல்லை, இது தனிப்பட்ட தூரிகை கூறுகள் ஒரு போரோஎலாஸ்டிக் விளைவு இல்லாமல் வகைப்படுத்தப்பட்டதாகக் கூறுகிறது.இதற்கு நேர்மாறாக, அதே உள்தள்ளல் வேகத்தில் 45 µm விட்டம் கொண்ட AFM ஆய்வுக்கு திரவத் தக்கவைப்பு விளைவுகள் (பிசுபிசுப்பு வெளியேற்றம் மற்றும் போரோயெலாஸ்டிசிட்டி விளைவுகள்) தெளிவாகத் தெரியும் மற்றும் படம் 5b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நீட்டிப்பு மற்றும் பின்வாங்கும் வளைவுகளுக்கு இடையே உள்ள ஹிஸ்டெரிசிஸ் மூலம் சிறப்பிக்கப்படுகிறது.இந்த முடிவுகள் கருதுகோளை ஆதரிக்கின்றன மற்றும் 140 nm விட்டம் கொண்ட ஆய்வுகள் அத்தகைய மென்மையான மேற்பரப்புகளை வகைப்படுத்த ஒரு நல்ல தேர்வாகும்.
lehfilcon A CL உள்தள்ளல் விசை வளைவுகள் ACM பயன்படுத்தி;(அ) ​​இரண்டு ஏற்றுதல் விகிதங்களில் 140 nm விட்டம் கொண்ட ஒரு ஆய்வைப் பயன்படுத்துதல், மேற்பரப்பு உள்தள்ளலின் போது ஒரு போரோயெலாஸ்டிக் விளைவு இல்லாததை நிரூபிக்கிறது;(ஆ) 45 µm மற்றும் 140 nm விட்டம் கொண்ட ஆய்வுகளைப் பயன்படுத்துதல்.சிறிய ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது பெரிய ஆய்வுகளுக்கான பிசுபிசுப்பு வெளியேற்றம் மற்றும் போரோஎலாஸ்டிசிட்டி ஆகியவற்றின் விளைவுகளை கள் காட்டுகின்றன.
அல்ட்ராசாஃப்ட் மேற்பரப்புகளை வகைப்படுத்த, AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறைகள் ஆய்வின் கீழ் உள்ள பொருளின் பண்புகளை ஆய்வு செய்ய சிறந்த ஆய்வு வேண்டும்.முனை வடிவம் மற்றும் அளவு கூடுதலாக, AFM கண்டறிதல் அமைப்பின் உணர்திறன், சோதனை சூழலில் முனை விலகல் உணர்திறன், மற்றும் கான்டிலீவர் விறைப்பு ஆகியவை நானோஇன்டெண்டேஷனின் துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.அளவீடுகள்.எங்கள் AFM அமைப்பிற்கு, பொசிஷன் சென்சிடிவ் டிடெக்டர் (PSD) கண்டறிதலின் வரம்பு தோராயமாக 0.5 mV ஆகும், இது முன் அளவீடு செய்யப்பட்ட வசந்த வீதம் மற்றும் PFQNM-LC-A-CAL ஆய்வின் கணக்கிடப்பட்ட திரவ விலகல் உணர்திறனை அடிப்படையாகக் கொண்டது. கோட்பாட்டு சுமை உணர்திறன்.0.1 pN க்கும் குறைவாக உள்ளது.எனவே, இந்த முறையானது புற இரைச்சல் கூறுகள் இல்லாமல் குறைந்தபட்ச உள்தள்ளல் விசை ≤ 0.1 pN ஐ அளவிட அனுமதிக்கிறது.இருப்பினும், இயந்திர அதிர்வு மற்றும் திரவ இயக்கவியல் போன்ற காரணிகளால் AFM அமைப்பு புற இரைச்சலை இந்த அளவிற்கு குறைப்பது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது.இந்தக் காரணிகள் AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையின் ஒட்டுமொத்த உணர்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது மற்றும் தோராயமாக ≤ 10 pN இன் பின்னணி இரைச்சல் சமிக்ஞையையும் விளைவிக்கிறது.மேற்பரப்பு குணாதிசயத்திற்காக, lehfilcon A CL மற்றும் SiHy அடி மூலக்கூறு மாதிரிகள் SEM குணாதிசயத்திற்காக 140 nm ஆய்வைப் பயன்படுத்தி முழுமையாக நீரேற்றப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் உள்தள்ளப்பட்டன, இதன் விளைவாக விசை வளைவுகள் விசை (pN) மற்றும் அழுத்தத்திற்கு இடையில் மிகைப்படுத்தப்பட்டன.பிரிப்பு சதி (µm) படம் 6a இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.SiHy அடிப்படை அடி மூலக்கூறுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​lehfilcon A CL விசை வளைவானது, முட்கரண்டி பாலிமர் தூரிகையுடன் தொடர்பு கொள்ளும் இடத்தில் தொடங்கி, அடிப்படைப் பொருளுடன் முனையின் தொடர்பைக் குறிக்கும் சாய்வில் கூர்மையான மாற்றத்துடன் முடிவடையும் ஒரு இடைநிலைக் கட்டத்தை தெளிவாகக் காட்டுகிறது.விசை வளைவின் இந்த இடைநிலைப் பகுதியானது, மேற்பரப்பில் உள்ள கிளைத்த பாலிமர் தூரிகையின் உண்மையான மீள் தன்மையை எடுத்துக்காட்டுகிறது, சுருக்க வளைவு அழுத்த வளைவை நெருக்கமாகப் பின்தொடர்வது மற்றும் தூரிகை அமைப்பு மற்றும் பருமனான SiHy பொருள் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள இயந்திர பண்புகளின் மாறுபாட்டின் சான்றாகும்.lefilcon ஒப்பிடும் போது.PCS இன் STEM படத்தில் கிளைத்த பாலிமர் தூரிகையின் சராசரி நீளத்தைப் பிரித்தல் (படம். 3a) மற்றும் படம் 3a இல் abscissa உடன் அதன் விசை வளைவு.6a மேற்பரப்பின் உச்சியை அடையும் நுனியையும் கிளைத்த பாலிமரையும் இந்த முறை கண்டறிய முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.தூரிகை கட்டமைப்புகளுக்கு இடையே தொடர்பு.கூடுதலாக, விசை வளைவுகளின் நெருக்கமான ஒன்றுடன் ஒன்று திரவத் தக்கவைப்பு விளைவைக் குறிக்கவில்லை.இந்த வழக்கில், ஊசி மற்றும் மாதிரியின் மேற்பரப்புக்கு இடையில் முற்றிலும் ஒட்டுதல் இல்லை.இரண்டு மாதிரிகளுக்கான விசை வளைவுகளின் மேல் பகுதிகள் ஒன்றுடன் ஒன்று, அடி மூலக்கூறு பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளின் ஒற்றுமையை பிரதிபலிக்கிறது.
(அ) ​​lehfilcon A CL அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் SiHy அடி மூலக்கூறுகளுக்கான AFM நானோஇன்டென்டேஷன் ஃபோர்ஸ் வளைவுகள், (b) பின்னணி இரைச்சல் த்ரெஷோல்ட் முறையைப் பயன்படுத்தி தொடர்பு புள்ளி மதிப்பீட்டைக் காட்டும் படை வளைவுகள்.
விசை வளைவின் நுண்ணிய விவரங்களை ஆய்வு செய்வதற்காக, lehfilcon A CL மாதிரியின் பதற்றம் வளைவு படம் 6b இல் y- அச்சில் அதிகபட்சமாக 50 pN விசையுடன் மீண்டும் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.இந்த வரைபடம் அசல் பின்னணி இரைச்சல் பற்றிய முக்கியமான தகவல்களை வழங்குகிறது.சத்தம் ±10 pN வரம்பில் உள்ளது, இது தொடர்பு புள்ளியை துல்லியமாக தீர்மானிக்க மற்றும் உள்தள்ளல் ஆழத்தை கணக்கிட பயன்படுகிறது.இலக்கியத்தில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, மாடுலஸ்85 போன்ற பொருள் பண்புகளை துல்லியமாக மதிப்பிடுவதற்கு தொடர்பு புள்ளிகளை அடையாளம் காண்பது முக்கியமானது.ஃபோர்ஸ் வளைவு தரவின் தானியங்கி செயலாக்கத்தை உள்ளடக்கிய அணுகுமுறையானது, தரவு பொருத்துதல் மற்றும் மென்மையான பொருட்களுக்கான அளவு அளவீடுகளுக்கு இடையே மேம்படுத்தப்பட்ட பொருத்தத்தைக் காட்டுகிறது86.இந்த வேலையில், எங்கள் தொடர்பு புள்ளிகளின் தேர்வு ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானது மற்றும் புறநிலையானது, ஆனால் அதற்கு அதன் வரம்புகள் உள்ளன.தொடர்பு புள்ளியை தீர்மானிப்பதற்கான எங்கள் பழமைவாத அணுகுமுறை சிறிய உள்தள்ளல் ஆழங்களுக்கு (<100 nm) சற்று அதிகமாக மதிப்பிடப்பட்ட மாடுலஸ் மதிப்புகளை ஏற்படுத்தலாம்.அல்காரிதம் அடிப்படையிலான டச்பாயிண்ட் கண்டறிதல் மற்றும் தானியங்கு தரவு செயலாக்கம் ஆகியவை எதிர்காலத்தில் இந்த வேலையின் தொடர்ச்சியாக எங்கள் முறையை மேலும் மேம்படுத்தலாம்.எனவே, ±10 pN வரிசையில் உள்ளார்ந்த பின்னணி இரைச்சலுக்கு, படம் 6b இல் x-அச்சில் ≥10 pN மதிப்புடன் தொடர்பு புள்ளியை முதல் தரவுப் புள்ளியாக வரையறுக்கிறோம்.பின்னர், 10 pN இன் இரைச்சல் வரம்புக்கு இணங்க, ~ 0.27 µm அளவில் ஒரு செங்குத்து கோடு மேற்பரப்புடன் தொடர்பு கொள்ளும் புள்ளியைக் குறிக்கிறது, அதன் பிறகு அடி மூலக்கூறு ~ 270 nm உள்தள்ளல் ஆழத்தை சந்திக்கும் வரை நீட்சி வளைவு தொடர்கிறது.சுவாரஸ்யமாக, இமேஜிங் முறையைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்ட கிளைத்த பாலிமர் தூரிகை அம்சங்களின் (300-400 nm) அளவின் அடிப்படையில், CL lehfilcon இன் உள்தள்ளல் ஆழம் பின்னணி இரைச்சல் த்ரெஷோல்ட் முறையைப் பயன்படுத்தி கவனிக்கப்பட்ட ஒரு மாதிரி சுமார் 270 nm ஆகும், இது மிக அருகில் உள்ளது. STEM உடன் அளவீட்டு அளவு.இந்த முடிவுகள் மிகவும் மென்மையான மற்றும் அதிக மீள்தன்மை கொண்ட கிளை பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்பின் உள்தள்ளலுக்கான AFM ஆய்வு முனையின் வடிவம் மற்றும் அளவின் இணக்கத்தன்மை மற்றும் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேலும் உறுதிப்படுத்துகின்றன.தொடர்புப் புள்ளிகளைக் குறிப்பதற்கு, பின்னணி இரைச்சலை வாசலாகப் பயன்படுத்துவதற்கான எங்கள் முறையை ஆதரிப்பதற்கான வலுவான ஆதாரத்தையும் இந்தத் தரவு வழங்குகிறது.எனவே, கணித மாதிரியாக்கம் மற்றும் விசை வளைவு பொருத்துதல் ஆகியவற்றிலிருந்து பெறப்பட்ட எந்த அளவு முடிவுகளும் ஒப்பீட்டளவில் துல்லியமாக இருக்க வேண்டும்.
AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறைகளின் அளவு அளவீடுகள் தரவுத் தேர்வு மற்றும் அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்விற்குப் பயன்படுத்தப்படும் கணித மாதிரிகளை முற்றிலும் சார்ந்துள்ளது.எனவே, ஒரு குறிப்பிட்ட மாதிரியைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு முன், உள்தள்ளல் தேர்வு, பொருள் பண்புகள் மற்றும் அவற்றின் தொடர்புகளின் இயக்கவியல் தொடர்பான அனைத்து காரணிகளையும் கருத்தில் கொள்வது அவசியம்.இந்த வழக்கில், நுனி வடிவியல் கவனமாக SEM மைக்ரோகிராஃப்களைப் பயன்படுத்தி வகைப்படுத்தப்பட்டது (படம். 1), மற்றும் முடிவுகளின் அடிப்படையில், கடினமான கூம்பு மற்றும் கோள முனை வடிவவியலுடன் கூடிய 140 nm விட்டம் கொண்ட AFM நானோஇன்டென்டிங் ஆய்வு lehfilcon A CL79 மாதிரிகளை வகைப்படுத்த ஒரு நல்ல தேர்வாகும். .கவனமாக மதிப்பீடு செய்ய வேண்டிய மற்றொரு முக்கியமான காரணி, சோதிக்கப்படும் பாலிமர் பொருளின் நெகிழ்ச்சித்தன்மை ஆகும்.நானோஇன்டெண்டேஷனின் ஆரம்ப தரவு (படங்கள் 5a மற்றும் 6a) பதற்றம் மற்றும் சுருக்க வளைவுகளின் ஒன்றுடன் ஒன்று, அதாவது பொருளின் முழுமையான மீள்தன்மை மீட்பு ஆகியவற்றின் அம்சங்களை தெளிவாக கோடிட்டுக் காட்டினாலும், தொடர்புகளின் முற்றிலும் மீள் தன்மையை உறுதிப்படுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது. .இந்த நோக்கத்திற்காக, லெஹ்ஃபில்கான் A CL மாதிரியின் மேற்பரப்பில் ஒரே இடத்தில் 1 µm/s உள்தள்ளல் விகிதத்தில் முழு நீரேற்ற நிலைமைகளின் கீழ் இரண்டு தொடர்ச்சியான உள்தள்ளல்கள் நிகழ்த்தப்பட்டன.இதன் விளைவாக விசை வளைவு தரவு படம் காட்டப்பட்டுள்ளது.7 மற்றும், எதிர்பார்த்தபடி, இரண்டு பிரிண்டுகளின் விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்க வளைவுகள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், கிளைத்த பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்பின் உயர் நெகிழ்ச்சித்தன்மையை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
Lehfilcon A CL இன் மேற்பரப்பில் ஒரே இடத்தில் உள்ள இரண்டு உள்தள்ளல் விசை வளைவுகள் லென்ஸ் மேற்பரப்பின் சிறந்த நெகிழ்ச்சித்தன்மையைக் குறிக்கிறது.
முறையே ஆய்வு முனை மற்றும் lehfilcon A CL மேற்பரப்பின் SEM மற்றும் STEM படங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட தகவலின் அடிப்படையில், கூம்பு-கோளம் மாதிரியானது AFM ஆய்வு முனைக்கும் சோதனை செய்யப்படும் மென்மையான பாலிமர் பொருளுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளின் நியாயமான கணிதப் பிரதிநிதித்துவமாகும்.கூடுதலாக, இந்த கூம்பு-கோள மாதிரியைப் பொறுத்தவரை, அச்சிடப்பட்ட பொருளின் மீள் பண்புகள் பற்றிய அடிப்படை அனுமானங்கள் இந்த புதிய பயோமிமெடிக் பொருளுக்கு உண்மையாக இருக்கும் மற்றும் மீள் மாடுலஸை அளவிட பயன்படுகிறது.
உள்தள்ளல் ஆய்வு பண்புகள் (வடிவம், அளவு மற்றும் வசந்த விறைப்பு), உணர்திறன் (பின்னணி இரைச்சல் மற்றும் தொடர்பு புள்ளி மதிப்பீடு) மற்றும் தரவு பொருத்துதல் மாதிரிகள் (அளவு மாடுலஸ் அளவீடுகள்) உள்ளிட்ட AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறை மற்றும் அதன் கூறுகளின் விரிவான மதிப்பீட்டிற்குப் பிறகு, முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.அளவு முடிவுகளை சரிபார்க்க வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய அதி-மென்மையான மாதிரிகளை வகைப்படுத்தவும்.1 kPa மீள் மாடுலஸ் கொண்ட ஒரு வணிக பாலிஅக்ரிலாமைடு (PAAM) ஹைட்ரோஜெல் 140 nm ஆய்வைப் பயன்படுத்தி நீரேற்ற நிலைமைகளின் கீழ் சோதிக்கப்பட்டது.தொகுதி சோதனை மற்றும் கணக்கீடுகளின் விவரங்கள் துணைத் தகவலில் வழங்கப்பட்டுள்ளன.அளவிடப்பட்ட சராசரி மாடுலஸ் 0.92 kPa என்றும், அறியப்பட்ட மாடுலஸிலிருந்து %RSD மற்றும் சதவீதம் (%) விலகல் 10% க்கும் குறைவாக இருப்பதாக முடிவுகள் காட்டுகின்றன.அல்ட்ராசாஃப்ட் பொருட்களின் மாடுலியை அளவிட இந்த வேலையில் பயன்படுத்தப்படும் AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையின் துல்லியம் மற்றும் மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றை இந்த முடிவுகள் உறுதிப்படுத்துகின்றன.lehfilcon A CL மாதிரிகள் மற்றும் SiHy அடிப்படை அடி மூலக்கூறு ஆகியவற்றின் மேற்பரப்புகள், உள்தள்ளல் ஆழத்தின் செயல்பாடாக அல்ட்ராசாஃப்ட் மேற்பரப்பின் வெளிப்படையான தொடர்பு மாடுலஸைப் படிக்க அதே AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்தி மேலும் வகைப்படுத்தப்பட்டன.ஒவ்வொரு வகையிலும் (n = 3; ஒரு மாதிரிக்கு ஒரு உள்தள்ளல்) 300 pN, வேகம் 1 µm/s மற்றும் முழு நீரேற்றம் ஆகியவற்றில் மூன்று மாதிரிகளுக்கு உள்தள்ளல் விசை பிரிப்பு வளைவுகள் உருவாக்கப்பட்டன.உள்தள்ளல் விசை பகிர்வு வளைவு ஒரு கூம்பு-கோளம் மாதிரியைப் பயன்படுத்தி தோராயமாக மதிப்பிடப்பட்டது.உள்தள்ளல் ஆழத்தைப் பொறுத்து மாடுலஸைப் பெற, விசை வளைவின் 40 nm அகலமான பகுதியானது தொடர்பு புள்ளியிலிருந்து தொடங்கி 20 nm இன் ஒவ்வொரு அதிகரிப்பிலும் அமைக்கப்பட்டது, மேலும் விசை வளைவின் ஒவ்வொரு படியிலும் மாடுலஸின் மதிப்புகள் அளவிடப்படுகின்றன.ஸ்பின் சை மற்றும் பலர்.கூழ் AFM ஆய்வு நானோஇண்டெண்டேஷனைப் பயன்படுத்தி பாலி(லாரில் மெதக்ரிலேட்) (P12MA) பாலிமர் தூரிகைகளின் மாடுலஸ் சாய்வை வகைப்படுத்த இதேபோன்ற அணுகுமுறை பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அவை ஹெர்ட்ஸ் தொடர்பு மாதிரியைப் பயன்படுத்தி தரவுகளுடன் ஒத்துப்போகின்றன.இந்த அணுகுமுறை படம் 8 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெளிப்படையான தொடர்பு மாடுலஸ் (kPa) மற்றும் உள்தள்ளல் ஆழம் (nm) ஆகியவற்றை வழங்குகிறது, இது வெளிப்படையான தொடர்பு மாடுலஸ்/ஆழம் சாய்வை விளக்குகிறது.CL lehfilcon A மாதிரியின் கணக்கிடப்பட்ட மீள் மாடுலஸ் மாதிரியின் மேல் 100 nm க்குள் 2-3 kPa வரம்பில் உள்ளது, அதைத் தாண்டி அது ஆழத்துடன் அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது.மறுபுறம், மேற்பரப்பில் ஒரு தூரிகை போன்ற படமில்லாமல் SiHy அடிப்படை அடி மூலக்கூறை சோதிக்கும் போது, ​​300 pN விசையில் அடையக்கூடிய அதிகபட்ச உள்தள்ளல் ஆழம் 50 nm க்கும் குறைவாக உள்ளது, மேலும் தரவிலிருந்து பெறப்பட்ட மாடுலஸ் மதிப்பு சுமார் 400 kPa ஆகும். , இது மொத்தப் பொருட்களுக்கான யங்கின் மாடுலஸின் மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கது.
மாடுலஸை அளவிட கூம்பு-கோள வடிவவியலுடன் AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையைப் பயன்படுத்தி lehfilcon A CL மற்றும் SiHy அடி மூலக்கூறுகளுக்கான வெளிப்படையான தொடர்பு மாடுலஸ் (kPa) எதிராக உள்தள்ளல் ஆழம் (nm).
நாவல் பயோமிமெடிக் கிளை பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்பின் மேல் மேற்பரப்பு நெகிழ்ச்சியின் மிகக் குறைந்த மாடுலஸை (2-3 kPa) வெளிப்படுத்துகிறது.STEM படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஃபோர்க் செய்யப்பட்ட பாலிமர் பிரஷ்ஷின் இலவச தொங்கும் முனையுடன் இது பொருந்தும்.CL இன் வெளிப்புற விளிம்பில் ஒரு மாடுலஸ் சாய்வுக்கான சில சான்றுகள் இருந்தாலும், முக்கிய உயர் மாடுலஸ் அடி மூலக்கூறு மிகவும் செல்வாக்கு செலுத்துகிறது.இருப்பினும், மேற்பரப்பின் மேல் 100 nm கிளைத்த பாலிமர் தூரிகையின் மொத்த நீளத்தின் 20% க்குள் உள்ளது, எனவே இந்த உள்தள்ளல் ஆழ வரம்பில் உள்ள மாடுலஸின் அளவிடப்பட்ட மதிப்புகள் ஒப்பீட்டளவில் துல்லியமானவை மற்றும் வலுவாக இல்லை என்று கருதுவது நியாயமானது. கீழே உள்ள பொருளின் விளைவைப் பொறுத்தது.
SiHy அடி மூலக்கூறுகளின் மேற்பரப்பில் ஒட்டப்பட்ட கிளைத்த PMPC பாலிமர் தூரிகை கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட lehfilcon A காண்டாக்ட் லென்ஸ்களின் தனித்துவமான பயோமிமெடிக் வடிவமைப்பு காரணமாக, பாரம்பரிய அளவீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் மேற்பரப்பு கட்டமைப்புகளின் இயந்திர பண்புகளை நம்பகத்தன்மையுடன் வகைப்படுத்துவது மிகவும் கடினம்.உயர் நீர் உள்ளடக்கம் மற்றும் மிக அதிக நெகிழ்ச்சித்தன்மை கொண்ட lefilcon A போன்ற அதி-மென்மையான பொருட்களைத் துல்லியமாக வகைப்படுத்துவதற்கான மேம்பட்ட AFM நானோஇன்டென்டேஷன் முறையை இங்கு வழங்குகிறோம்.இந்த முறை AFM ஆய்வின் பயன்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, அதன் முனை அளவு மற்றும் வடிவியல் ஆகியவை அச்சிடப்பட வேண்டிய அதி-மென்மையான மேற்பரப்பு அம்சங்களின் கட்டமைப்பு பரிமாணங்களுடன் பொருந்துமாறு கவனமாக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.ஆய்வு மற்றும் கட்டமைப்புக்கு இடையேயான பரிமாணங்களின் கலவையானது அதிகரித்த உணர்திறனை வழங்குகிறது, இது போரோஎலாஸ்டிக் விளைவுகளைப் பொருட்படுத்தாமல் கிளைத்த பாலிமர் தூரிகை கூறுகளின் குறைந்த மாடுலஸ் மற்றும் உள்ளார்ந்த மீள் பண்புகளை அளவிட அனுமதிக்கிறது.லென்ஸ் மேற்பரப்பின் சிறப்பியல்பு தனித்துவமான கிளைத்த PMPC பாலிமர் தூரிகைகள் மிகக் குறைந்த மீள் மாடுலஸ் (2 kPa வரை) மற்றும் மிக அதிக நெகிழ்ச்சித்தன்மையை (கிட்டத்தட்ட 100%) நீர் சூழலில் சோதிக்கும் போது முடிவுகள் காட்டுகின்றன.AFM நானோஇன்டென்டேஷனின் முடிவுகள், பயோமிமெடிக் லென்ஸ் மேற்பரப்பின் வெளிப்படையான தொடர்பு மாடுலஸ்/ஆழம் சாய்வு (30 kPa/200 nm) ஆகியவற்றை வகைப்படுத்த எங்களுக்கு அனுமதித்தது.இந்த சாய்வு கிளை பாலிமர் தூரிகைகள் மற்றும் SiHy அடி மூலக்கூறு அல்லது பாலிமர் தூரிகைகளின் கிளை அமைப்பு/அடர்த்தி அல்லது அதன் கலவை ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள மாடுலஸ் வேறுபாடு காரணமாக இருக்கலாம்.எவ்வாறாயினும், கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளுக்கு இடையிலான உறவை முழுமையாகப் புரிந்து கொள்ள மேலும் ஆழமான ஆய்வுகள் தேவைப்படுகின்றன, குறிப்பாக இயந்திர பண்புகளில் தூரிகை கிளைகளின் விளைவு.இதேபோன்ற அளவீடுகள் மற்ற அதி-மென்மையான பொருட்கள் மற்றும் மருத்துவ சாதனங்களின் மேற்பரப்பின் இயந்திர பண்புகளை வகைப்படுத்த உதவும்.
தற்போதைய ஆய்வின் போது உருவாக்கப்பட்ட மற்றும்/அல்லது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட தரவுத்தொகுப்புகள் நியாயமான கோரிக்கையின் பேரில் அந்தந்த ஆசிரியர்களிடமிருந்து கிடைக்கும்.
ரஹ்மதி, எம்., சில்வா, ஈ.ஏ., ரெஸ்லேண்ட், ஜே.இ., ஹேவர்ட், கே. மற்றும் ஹாஜென், எச்.ஜே. உயிரியல் பொருட்களின் மேற்பரப்புகளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுக்கு உயிரியல் எதிர்வினைகள்.இரசாயனம்.சமூகம்.எட்.49, 5178–5224 (2020).
சென், எஃப்எம் மற்றும் லியு, எக்ஸ். திசு பொறியியலுக்கான மனிதனால் பெறப்பட்ட உயிர் மூலப்பொருட்களின் மேம்பாடு.நிரலாக்கம்.பாலிமர்.அறிவியல்.53, 86 (2016).
சாட்லர், கே. மற்றும் பலர்.மறுஉருவாக்கம் மருத்துவத்தில் உயிரி மூலப்பொருட்களின் வடிவமைப்பு, மருத்துவ செயலாக்கம் மற்றும் நோய் எதிர்ப்பு சக்தி.நேஷனல் மேட் ரெவ். 1, 16040 (2016).
ஆலிவர் டபிள்யூகே மற்றும் ஃபார் ஜிஎம் ஆகியவை சுமை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி அளவீடுகளுடன் உள்தள்ளல் சோதனைகளைப் பயன்படுத்தி கடினத்தன்மை மற்றும் மீள் மாடுலஸை நிர்ணயிப்பதற்கான மேம்படுத்தப்பட்ட முறை.ஜே. அல்மா மேட்டர்.சேமிப்பு தொட்டி.7, 1564–1583 (2011).
வாலி, எஸ்எம் உள்தள்ளல் கடினத்தன்மை சோதனையின் வரலாற்று தோற்றம்.அல்மா மேட்டர்.அறிவியல்.தொழில்நுட்பங்கள்.28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. மேக்ரோ-, மைக்ரோ- மற்றும் நானோஸ்கேலில் உள்ள உள்தள்ளல் கடினத்தன்மை அளவீடுகள்: ஒரு விமர்சன ஆய்வு.பழங்குடி.ரைட்.65, 1–18 (2017).
காஃப்மேன், ஜேடி மற்றும் கிளாபெரிச், எஸ்எம் மேற்பரப்பு கண்டறிதல் பிழைகள் மென்மையான பொருட்களின் நானோஇன்டென்டேஷனில் மாடுலஸ் மிகைப்படுத்தலுக்கு இட்டுச் செல்கின்றன.ஜே. மெக்கா.நடத்தை.உயிர் மருத்துவ அறிவியல்.அல்மா மேட்டர்.2, 312–317 (2009).
கரீம்சாட் ஏ., கொளூர் எஸ்.எஸ்.ஆர்., அயடோல்லாகி எம்.ஆர்., புஷ்ரோவா ஏ.ஆர் மற்றும் யாஹ்யா எம்.யு.சோதனை மற்றும் கணக்கீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்தி பன்முகத்தன்மை கொண்ட நானோகாம்போசைட்டுகளின் இயந்திர பண்புகளை தீர்மானிப்பதற்கான நானோஇன்டென்டேஷன் முறையின் மதிப்பீடு.அறிவியல்.வீடு 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, மற்றும் Owart, TS உள்தள்ளல் மற்றும் தேர்வுமுறை அடிப்படையிலான தலைகீழ் வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு மூலம் மென்மையான விஸ்கோலாஸ்டிக் ஜெல்களின் மெக்கானிக்கல் தன்மை.ஜே. மெக்கா.நடத்தை.உயிர் மருத்துவ அறிவியல்.அல்மா மேட்டர்.2, 355–363 (2009).
ஆண்ட்ரூஸ் JW, Bowen J மற்றும் Chaneler D. இணக்கமான அளவீட்டு அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி விஸ்கோலாஸ்டிசிட்டி தீர்மானத்தை மேம்படுத்துதல்.மென்மையான விஷயம் 9, 5581–5593 (2013).
பிரிஸ்கோ, பிஜே, ஃபியோரி, எல். மற்றும் பெல்லிலோ, ஈ. பாலிமெரிக் மேற்பரப்புகளின் நானோஇன்டென்டேஷன்.ஜே. இயற்பியல்.D. இயற்பியலுக்கு விண்ணப்பிக்கவும்.31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. மற்றும் Van Vliet KJ ஷாக் உள்தள்ளலைப் பயன்படுத்தி அதிக மீள் பாலிமர்கள் மற்றும் உயிரியல் திசுக்களின் விஸ்கோலாஸ்டிக் மெக்கானிக்கல் பண்புகளின் சிறப்பியல்பு.பயோ மெட்டீரியல்ஸ் ஜர்னல்.71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM நீட்டிக்கப்பட்ட Borodich-Galanov (BG) முறை மற்றும் ஆழமான உள்தள்ளலைப் பயன்படுத்தி மென்மையான பொருட்களின் மீள் மாடுலஸ் மற்றும் ஒட்டுதல் வேலை மதிப்பீடு.உரோமம்.அல்மா மேட்டர்.129, 198–213 (2019).
ஷி, எக்ஸ். மற்றும் பலர்.சிலிகான் ஹைட்ரஜல் காண்டாக்ட் லென்ஸ்களின் பயோமிமெடிக் பாலிமெரிக் மேற்பரப்புகளின் நானோ அளவிலான உருவவியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகள்.லாங்முயர் 37, 13961–13967 (2021).