表面温敏聚合物刷的原子力显微镜和石英晶体微天平研究

通过表面引发的原子转移自由基聚合在硅片表面制备了聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）聚合物刷。用原子力显微镜（AFM）分别研究了PNIPAAm的接枝动力学、温度和溶剂性质对厚度的影响以及PNIPAAm链与原子力针尖间的粘附力。结果表明，PNIPAAm链在硅片表面的生长具有很好的可控性。常温下厚度为33nm的PNIPAAm膜在水溶液中的增加到82.4nm；而在甲醇/水（v/v，11）溶液中，PNIPAAm分子链处于坍塌收缩状态，厚度降低为45nm；在55℃下干燥所得厚度则仅为22nm。力-距离测量结果表明，在溶液中，PNIPAAm链与原子力针尖之间的粘附力远小于在干态下的粘附力。用石英晶体微天平（QCM-D）对PNIPAAm的可逆相转变进行了研究，结果表明PNIPAAm分子链随温度变化的构象转变是发生在30-34℃之间的连续过程。