Network confinement and heterogeneity slows nanoparticle diffusion in polymer gels

扩散 纳米颗粒 粒子(生态学) 聚合物 人口 粒径 化学 材料科学 聚丙烯酰胺 纳米技术 分析化学(期刊) 高分子化学 色谱法 复合材料 物理 物理化学 热力学 人口学 社会学 地质学 海洋学
作者
Emmabeth Parrish,Matthew A. Caporizzo,Russell J. Composto
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:146 (20) 被引量:71
标识
DOI:10.1063/1.4978054
摘要

Nanoparticle (NP) diffusion was measured in polyacrylamide gels (PAGs) with a mesh size comparable to the NP size, 21 nm. The confinement ratio (CR), NP diameter/mesh size, increased from 0.4 to 3.8 by increasing crosslinker density and from 0.4 to 2.1 by adding acetone, which collapsed the PAGs. In all gels, NPs either became localized, moving less than 200 nm, diffused microns, or exhibited a combination of these behaviors, as measured by single particle tracking. Mean squared displacements (MSDs) of mobile NPs decreased as CR increased. In collapsed gels, the localized NP population increased and MSD of mobile NPs decreased compared to crosslinked PAGs. For all CRs, van Hove distributions exhibited non-Gaussian displacements, consistent with intermittent localization of NPs. The non-Gaussian parameter increased from a maximum of 1.5 for crosslinked PAG to 5 for collapsed PAG, consistent with greater network heterogeneity in these gels. Diffusion coefficients decreased exponentially as CR increased for crosslinked gels; however, in collapsed gels, the diffusion coefficients decreased more strongly, which was attributed to network heterogeneity. Collapsing the gel resulted in an increasingly tortuous pathway for NPs, slowing diffusion at a given CR. Understanding how gel structure affects NP mobility will allow the design and enhanced performance of gels that separate and release molecules in membranes and drug delivery platforms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
皮肤专硕小白一枚完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
烟花应助Caden采纳,获得10
5秒前
Serein完成签到,获得积分10
5秒前
oooo发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Sam十九完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
共享精神应助清脆的书桃采纳,获得10
7秒前
Silole发布了新的文献求助10
7秒前
旸里完成签到,获得积分10
8秒前
李李留下了新的社区评论
9秒前
迷路的幻灵完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
脑洞疼应助中央戏精学院采纳,获得10
9秒前
任性蓉发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI5应助自由山槐采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
李爱国应助可爱的胖嘟嘟采纳,获得10
13秒前
YellowStar完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
默默地读文献应助qiqi采纳,获得20
16秒前
17秒前
雪流星发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
lucky完成签到,获得积分10
18秒前
qyzhu发布了新的文献求助10
18秒前
小w发布了新的文献求助10
19秒前
yaya发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3740976
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3283817
关于积分的说明 10036983
捐赠科研通 3000610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1646618
邀请新用户注册赠送积分活动 783804
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 750427