សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ Nature.com។ អ្នកកំពុងប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានបទពិសោធន៍ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកដែលបានធ្វើបច្ចុប្បន្នភាព (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ លើសពីនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ យើងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
បង្ហាញ​រង្វង់​នៃ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ។ ប្រើ​ប៊ូតុង​មុន និង​បន្ទាប់ ដើម្បី​ផ្លាស់ទី​តាម​រយៈ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ ឬ​ប្រើ​ប៊ូតុង​គ្រាប់​រំកិល​នៅ​ខាង​ចុង ដើម្បី​ផ្លាស់ទី​តាម​រយៈ​ស្លាយ​បី​ក្នុង​ពេល​តែ​មួយ។
ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈទន់បំផុតថ្មីសម្រាប់ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ និងកម្មវិធីជីវវេជ្ជសាស្ត្រ ការកំណត់លក្ខណៈទូលំទូលាយនៃលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងមេកានិចរបស់ពួកវាគឺមានសារៈសំខាន់ និងជាបញ្ហាប្រឈម។ បច្ចេកទេសណាណូអ៊ីនដេសិនមីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមដែលបានកែប្រែ (AFM) ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីកំណត់លក្ខណៈម៉ូឌុលផ្ទៃទាបបំផុតនៃកែវភ្នែកស៊ីលីកូនអ៊ីដ្រូជែលជីវសាស្ត្រ lehfilcon A ថ្មីដែលស្រោបដោយស្រទាប់នៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរមែកធាង។ វិធីសាស្រ្តនេះអនុញ្ញាតឱ្យកំណត់ចំណុចទំនាក់ទំនងយ៉ាងច្បាស់លាស់ដោយគ្មានផលប៉ះពាល់នៃការច្របាច់ចេញស្អិតនៅពេលខិតជិតប៉ូលីមែរមែកធាង។ លើសពីនេះ វាធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃធាតុជក់នីមួយៗដោយគ្មានឥទ្ធិពលនៃភាពរលុង។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ជាមួយនឹងការរចនា (ទំហំចុង ធរណីមាត្រ និងអត្រាស្ព្រីង) ដែលស័ក្តិសមជាពិសេសសម្រាប់វាស់ស្ទង់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈទន់ និងគំរូជីវសាស្រ្ត។ វិធីសាស្រ្តនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរសើប និងភាពត្រឹមត្រូវសម្រាប់ការវាស់វែងត្រឹមត្រូវនៃសម្ភារៈទន់ខ្លាំង lehfilcon A ដែលមានម៉ូឌុលនៃការបត់បែនទាបបំផុតនៅលើផ្ទៃ (រហូតដល់ 2 kPa) និងការបត់បែនខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងបរិស្ថានទឹកខាងក្នុង (ស្ទើរតែ 100%)។ លទ្ធផលនៃការសិក្សាលើផ្ទៃមិនត្រឹមតែបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃទន់ខ្លាំងនៃកែវ lehfilcon A ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏បានបង្ហាញផងដែរថា ម៉ូឌុលនៃជក់ប៉ូលីមែរមែកឈើគឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន-អ៊ីដ្រូសែន។ បច្ចេកទេសកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃនេះអាចត្រូវបានអនុវត្តចំពោះវត្ថុធាតុទន់ខ្លាំង និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រផ្សេងទៀត។
លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសម្ភារៈដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ការប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ជាមួយជាលិការស់ជារឿយៗត្រូវបានកំណត់ដោយបរិស្ថានជីវសាស្រ្ត។ ការផ្គូផ្គងដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៃលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈទាំងនេះជួយសម្រេចបាននូវលក្ខណៈគ្លីនិកដែលចង់បាននៃសម្ភារៈដោយមិនបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មកោសិកាមិនល្អ1,2,3។ ចំពោះសម្ភារៈដូចគ្នាភាគច្រើន ការកំណត់លក្ខណៈមេកានិចគឺងាយស្រួលដោយសារតែភាពអាចរកបាននៃនីតិវិធីស្តង់ដារ និងវិធីសាស្ត្រសាកល្បង (ឧទាហរណ៍ មីក្រូអ៊ីនថេសិន4,5,6)។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់សម្ភារៈទន់ខ្លាំងដូចជាជែល អ៊ីដ្រូជែល ជីវប៉ូលីមែរ កោសិការស់។ល។ វិធីសាស្ត្រសាកល្បងទាំងនេះជាទូទៅមិនអាចអនុវត្តបានទេដោយសារតែដែនកំណត់នៃដំណោះស្រាយវាស់វែង និងភាពមិនដូចគ្នានៃសម្ភារៈមួយចំនួន7។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ វិធីសាស្ត្រអ៊ីនថេសិនបែបប្រពៃណីត្រូវបានកែប្រែ និងសម្របខ្លួនដើម្បីកំណត់លក្ខណៈសម្ភារៈទន់ជាច្រើនប្រភេទ ប៉ុន្តែវិធីសាស្ត្រជាច្រើននៅតែទទួលរងនូវចំណុចខ្វះខាតធ្ងន់ធ្ងរដែលកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេ8,9,10,11,12,13។ កង្វះវិធីសាស្ត្រសាកល្បងឯកទេសដែលអាចកំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃសម្ភារៈទន់ខ្លាំង និងស្រទាប់ផ្ទៃបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបានកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងកម្មវិធីផ្សេងៗ។
នៅក្នុងការងារពីមុនរបស់យើង យើងបានណែនាំកែវភ្នែក lehfilcon A (CL) ដែលជាសម្ភារៈទន់ដែលមានភាពខុសប្លែកគ្នាជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃទន់ខ្លាំងទាំងអស់ដែលទទួលបានពីការរចនាជីវមាត្រដែលអាចបំផុសគំនិតដោយផ្ទៃនៃកញ្ចក់ភ្នែក។ សម្ភារៈជីវមាត្រនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការផ្សាំស្រទាប់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើ និងភ្ជាប់គ្នានៃ poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) ទៅលើស៊ីលីកូនអ៊ីដ្រូជែល (SiHy) 15 ដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រដោយផ្អែកលើ។ ដំណើរការផ្សាំនេះបង្កើតស្រទាប់មួយនៅលើផ្ទៃដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើទន់ និងយឺតខ្លាំង។ ការងារពីមុនរបស់យើងបានបញ្ជាក់ថារចនាសម្ព័ន្ធជីវមាត្រនៃ lehfilcon A CL ផ្តល់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃខ្ពស់ជាងមុនដូចជាការការពារការសើម និងការកកិតប្រសើរឡើង ការកើនឡើងនៃជាតិរំអិល និងការថយចុះភាពស្អិតនៃកោសិកា និងបាក់តេរី 15,16។ លើសពីនេះ ការប្រើប្រាស់ និងការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈជីវមាត្រនេះក៏បង្ហាញពីការពង្រីកបន្ថែមទៀតទៅកាន់ឧបករណ៍ជីវមាត្រផ្សេងទៀតផងដែរ។ ដូច្នេះវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការកំណត់លក្ខណៈលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុទន់ខ្លាំងនេះ និងយល់ពីអន្តរកម្មមេកានិចរបស់វាជាមួយភ្នែក ដើម្បីបង្កើតមូលដ្ឋានចំណេះដឹងដ៏ទូលំទូលាយមួយ ដើម្បីគាំទ្រដល់ការអភិវឌ្ឍ និងកម្មវិធីនាពេលអនាគត។ កញ្ចក់កែវភ្នែក SiHy ភាគច្រើនដែលមានលក់នៅលើទីផ្សារ ត្រូវបានផ្សំឡើងពីល្បាយដូចគ្នានៃប៉ូលីមែរ hydrophilic និង hydrophobic ដែលបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈឯកសណ្ឋាន17។ ការសិក្សាជាច្រើនត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីស៊ើបអង្កេតលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វាដោយប្រើវិធីសាស្ត្រសាកល្បងការបង្ហាប់បែបប្រពៃណី tensile និង microindentation18,19,20,21។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរចនាជីវមាត្រថ្មីរបស់ lehfilcon A CL ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសម្ភារៈចម្រុះតែមួយគត់ ដែលលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរមែកធាងខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy។ ដូច្នេះ វាពិបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការវាស់វែងលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះឱ្យបានត្រឹមត្រូវដោយប្រើវិធីសាស្ត្រធម្មតា និងវិធីសាស្ត្រ indentation។ វិធីសាស្ត្រដ៏ជោគជ័យមួយប្រើវិធីសាស្ត្រសាកល្បង nanoindentation ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូម (AFM) ដែលជាវិធីសាស្ត្រមួយដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃវត្ថុធាតុ viscoelastic ទន់ដូចជាកោសិកាជីវសាស្រ្ត និងជាលិកា ក៏ដូចជាប៉ូលីមែរទន់22,23,24,25។ ,២៦,២៧,២៨,២៩,៣០។ នៅក្នុងការធ្វើ​ឲ្យ​ចូល​គ្នា​ដោយ​ណាណូ AFM មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការធ្វើតេស្ត​ធ្វើ​ឲ្យ​ចូល​គ្នា​ដោយ​ណាណូ​ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងការរីកចម្រើនចុងក្រោយបំផុតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា AFM ដើម្បីផ្តល់នូវភាពរសើបនៃការវាស់វែង និងការធ្វើតេស្តកាន់តែច្រើននៃវត្ថុធាតុទន់​ប្រភេទ​ធម្មជាតិ ៣១,៣២,៣៣,៣៤,៣៥,៣៦។ លើសពីនេះ បច្ចេកវិទ្យានេះផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗផ្សេងទៀតតាមរយៈការប្រើប្រាស់ធរណីមាត្រផ្សេងៗគ្នា ដូចជា ឧបករណ៍​ចូល​គ្នា និង​ឧបករណ៍​ស៊ើបអង្កេត និងលទ្ធភាពនៃការធ្វើតេស្តនៅក្នុងឧបករណ៍រាវផ្សេងៗ។
ការចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM អាចបែងចែកតាមលក្ខខណ្ឌទៅជាសមាសធាតុសំខាន់ៗចំនួនបី៖ (1) ឧបករណ៍ (ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ឧបករណ៍រាវរក ការស៊ើបអង្កេត។ល។)។ (2) ប៉ារ៉ាម៉ែត្រវាស់វែង (ដូចជាកម្លាំង ការផ្លាស់ទីលំនៅ ល្បឿន ទំហំជម្រាល។ល។)។ (3) ដំណើរការទិន្នន័យ (ការកែតម្រូវមូលដ្ឋាន ការប៉ាន់ស្មានចំណុចប៉ះ ការបំពេញទិន្នន័យ ការធ្វើគំរូ។ល។)។ បញ្ហាសំខាន់មួយជាមួយវិធីសាស្ត្រនេះគឺថា ការសិក្សាជាច្រើននៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ដោយប្រើការចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM រាយការណ៍ពីលទ្ធផលបរិមាណខុសគ្នាខ្លាំងសម្រាប់ប្រភេទគំរូ/ក្រឡា/សម្ភារៈដូចគ្នា 37,38,39,40,41។ ឧទាហរណ៍ Lekka et al. ឥទ្ធិពលនៃធរណីមាត្រស៊ើបអង្កេត AFM លើម៉ូឌុល Young ដែលវាស់បាននៃគំរូអ៊ីដ្រូជែលដូចគ្នា និងកោសិកាមិនដូចគ្នាត្រូវបានសិក្សា និងប្រៀបធៀប។ ពួកគេរាយការណ៍ថា តម្លៃម៉ូឌុលពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការជ្រើសរើស cantilever និងរាងចុង ជាមួយនឹងតម្លៃខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ការស៊ើបអង្កេតរាងពីរ៉ាមីត និងតម្លៃទាបបំផុត 42 សម្រាប់ការស៊ើបអង្កេតរាងស្វ៊ែរ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ Selhuber-Unkel et al. វាត្រូវបានបង្ហាញពីរបៀបដែលល្បឿនចូលបន្ទាត់ ទំហំចូលបន្ទាត់ និងកម្រាស់នៃគំរូ polyacrylamide (PAAM) ប៉ះពាល់ដល់ម៉ូឌុល Young ដែលវាស់ដោយ ACM43 nanoindentation។ កត្តាស្មុគស្មាញមួយទៀតគឺកង្វះសម្ភារៈធ្វើតេស្តម៉ូឌុលទាបបំផុតស្តង់ដារ និងនីតិវិធីធ្វើតេស្តដោយឥតគិតថ្លៃ។ នេះធ្វើឱ្យវាពិបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការទទួលបានលទ្ធផលត្រឹមត្រូវដោយមានទំនុកចិត្ត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ការវាស់វែងទាក់ទង និងការវាយតម្លៃប្រៀបធៀបរវាងប្រភេទគំរូស្រដៀងគ្នា ឧទាហរណ៍ ការប្រើប្រាស់ AFM nanoindentation ដើម្បីបែងចែកកោសិកាធម្មតាពីកោសិកាមហារីក 44, 45។
នៅពេលធ្វើតេស្តសម្ភារៈទន់ជាមួយនឹងការចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM ច្បាប់ទូទៅមួយគឺត្រូវប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានថេរស្ព្រីងទាប (k) ដែលត្រូវគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធនឹងម៉ូឌុលគំរូ និងចុងអឌ្ឍគោល/មូល ដូច្នេះឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដំបូងមិនទម្លុះផ្ទៃគំរូនៅពេលប៉ះលើកដំបូងជាមួយសម្ភារៈទន់។ វាក៏សំខាន់ផងដែរដែលសញ្ញាផ្លាតដែលបង្កើតឡើងដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវខ្លាំងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីត្រូវបានរកឃើញដោយប្រព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់ឡាស៊ែរ24,34,46,47។ ក្នុងករណីកោសិកា ជាលិកា និងជែលដែលមានភាពខុសប្លែកគ្នាទន់ខ្លាំង បញ្ហាប្រឈមមួយទៀតគឺការយកឈ្នះលើកម្លាំងស្អិតរវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងផ្ទៃគំរូដើម្បីធានាបាននូវការវាស់វែងដែលអាចបង្កើតឡើងវិញបាន និងអាចទុកចិត្តបាន48,49,50។ រហូតមកដល់ថ្មីៗនេះ ការងារភាគច្រើនលើ AFM nanoindentation បានផ្តោតលើការសិក្សាអំពីឥរិយាបថមេកានិចនៃកោសិកាជីវសាស្រ្ត ជាលិកា ជែល អ៊ីដ្រូជែល និងជីវម៉ូលេគុលដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស្វ៊ែរធំល្មម ដែលត្រូវបានគេហៅថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកូឡាជែន (CPs)។ , ៤៧, ៥១, ៥២, ៥៣, ៥៤, ៥៥។ ចុងទាំងនេះមានកាំពី ១ ដល់ ៥០ µm ហើយជាទូទៅត្រូវបានផលិតពីកញ្ចក់ borosilicate, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) និងកាបូនដូចពេជ្រ (DLC)។ ទោះបីជាការចូលបន្ទាត់ណាណូ CP-AFM ជារឿយៗជាជម្រើសដំបូងសម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈគំរូទន់ក៏ដោយ វាមានបញ្ហា និងដែនកំណត់ផ្ទាល់ខ្លួន។ ការប្រើប្រាស់ចុងស្វ៊ែរទំហំធំ មីក្រូន បង្កើនផ្ទៃទំនាក់ទំនងសរុបនៃចុងជាមួយគំរូ និងបណ្តាលឱ្យបាត់បង់គុណភាពបង្ហាញលំហយ៉ាងច្រើន។ សម្រាប់គំរូទន់ និងមិនស្មើគ្នា ដែលលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃធាតុក្នុងស្រុកអាចខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីមធ្យមភាគលើផ្ទៃធំជាង ការចូលបន្ទាត់ CP អាចលាក់ភាពមិនស្មើគ្នាណាមួយនៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិនៅលើមាត្រដ្ឋានក្នុងស្រុក52។ ការស៊ើបអង្កេតកូឡូអ៊ីដជាធម្មតាត្រូវបានផលិតឡើងដោយការភ្ជាប់ស្វ៊ែរកូឡូអ៊ីដទំហំមីក្រូនទៅនឹងជើងទម្រគ្មានចុងដោយប្រើសារធាតុស្អិតអេផូស៊ី។ ដំណើរការផលិតខ្លួនវាផ្ទាល់គឺពោរពេញទៅដោយបញ្ហាជាច្រើន ហើយអាចនាំឱ្យមានភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៅក្នុងដំណើរការក្រិតតាមខ្នាតរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ លើសពីនេះ ទំហំ និងម៉ាស់នៃភាគល្អិតកូឡាជែនប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រក្រិតតាមខ្នាតសំខាន់ៗរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ដូចជាប្រេកង់រំញ័រ ភាពរឹងរបស់ស្ព្រីង និងភាពរសើបនៃការពត់កោង56,57,58។ ដូច្នេះ វិធីសាស្រ្តដែលប្រើជាទូទៅសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ធម្មតា ដូចជាការក្រិតតាមខ្នាតសីតុណ្ហភាព អាចមិនផ្តល់នូវការក្រិតតាមខ្នាតត្រឹមត្រូវសម្រាប់ CP ទេ ហើយវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានទាមទារដើម្បីអនុវត្តការកែតម្រូវទាំងនេះ57, 59, 60, 61។ ការពិសោធន៍ចូលបន្ទាត់ CP ធម្មតាប្រើគម្លាតធំនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដើម្បីសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃគំរូទន់ ដែលបង្កើតបញ្ហាមួយទៀតនៅពេលក្រិតតាមខ្នាតឥរិយាបថមិនមែនលីនេអ៊ែររបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៅគម្លាតធំដែលទាក់ទង62,63,64។ វិធីសាស្រ្តចូលបន្ទាត់របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកូឡាជែនទំនើបជាធម្មតាគិតគូរពីធរណីមាត្រនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលប្រើដើម្បីក្រិតតាមខ្នាតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ប៉ុន្តែមិនអើពើនឹងឥទ្ធិពលនៃភាគល្អិតកូឡាជែន ដែលបង្កើតភាពមិនប្រាកដប្រជាបន្ថែមនៅក្នុងភាពត្រឹមត្រូវនៃវិធីសាស្រ្ត38,61។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ម៉ូឌុលអេឡាស្ទិកដែលគណនាដោយការសមម៉ូដែលទំនាក់ទំនងគឺអាស្រ័យដោយផ្ទាល់ទៅលើធរណីមាត្រនៃស្នប់ចូលបន្ទាត់ ហើយភាពមិនស៊ីគ្នារវាងលក្ខណៈចុង និងផ្ទៃគំរូអាចនាំឱ្យមានភាពមិនត្រឹមត្រូវ27, 65, 66, 67, 68។ ការងារថ្មីៗមួយចំនួនដោយ Spencer et al. កត្តាដែលគួរត្រូវយកមកពិចារណានៅពេលកំណត់លក្ខណៈជក់ប៉ូលីមែរទន់ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រណាណូចូលបន្ទាត់ CP-AFM ត្រូវបានគូសបញ្ជាក់។ ពួកគេបានរាយការណ៍ថា ការរក្សាសារធាតុរាវដែលមានជាតិស្អិតនៅក្នុងជក់ប៉ូលីមែរជាមុខងារនៃល្បឿនបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃការផ្ទុកក្បាល ហើយដូច្នេះការវាស់វែងខុសគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិអាស្រ័យលើល្បឿន30,69,70,71។
នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានកំណត់លក្ខណៈម៉ូឌុលផ្ទៃនៃសម្ភារៈទន់ខ្លាំង lehfilcon A CL ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ AFM nanoindentation ដែលបានកែប្រែ។ ដោយសារលក្ខណៈសម្បត្តិ និងរចនាសម្ព័ន្ធថ្មីនៃសម្ភារៈនេះ ជួរភាពរសើបនៃវិធីសាស្ត្រចូលបន្ទាត់បែបប្រពៃណីគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈម៉ូឌុលនៃសម្ភារៈទន់ខ្លាំងនេះទេ ដូច្នេះវាចាំបាច់ក្នុងការប្រើវិធីសាស្ត្រ AFM nanoindentation ជាមួយនឹងភាពរសើបខ្ពស់ និងភាពរសើបទាបជាង។ បន្ទាប់ពីពិនិត្យមើលចំណុចខ្វះខាត និងបញ្ហានៃបច្ចេកទេសណាណូ indentation probe AFM colloidal ដែលមានស្រាប់ យើងបង្ហាញពីមូលហេតុដែលយើងជ្រើសរើស probe AFM តូចជាង ដែលរចនាឡើងតាមតម្រូវការ ដើម្បីលុបបំបាត់ភាពរសើប សំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយ ចំណុចប៉ះជាក់លាក់ វាស់ម៉ូឌុលល្បឿននៃសម្ភារៈទន់ៗដូចជាការពឹងផ្អែកលើការរក្សាសារធាតុរាវ និងការវាស់វែងត្រឹមត្រូវ។ លើសពីនេះ យើងអាចវាស់រូបរាង និងវិមាត្រនៃចុងចូលបន្ទាត់បានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងប្រើគំរូសមរាងកោណ-ស្វ៊ែរ ដើម្បីកំណត់ម៉ូឌុលនៃការបត់បែនដោយមិនចាំបាច់វាយតម្លៃផ្ទៃទំនាក់ទំនងនៃចុងជាមួយសម្ភារៈ។ សម្មតិកម្មបង្កប់ន័យពីរដែលត្រូវបានវាស់វែងនៅក្នុងការងារនេះគឺលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈយឺតទាំងស្រុង និងម៉ូឌុលឯករាជ្យជម្រៅចូលបន្ទាត់។ ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រនេះ ដំបូងយើងបានសាកល្បងស្តង់ដារទន់ខ្លាំងជាមួយនឹងម៉ូឌុលដែលគេស្គាល់ដើម្បីវាស់បរិមាណវិធីសាស្ត្រ ហើយបន្ទាប់មកបានប្រើវិធីសាស្ត្រនេះដើម្បីកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុកែវភ្នែកពីរផ្សេងគ្នា។ វិធីសាស្ត្រនៃការកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃណាណូអ៊ីនដាស្យុង AFM ជាមួយនឹងភាពរសើបកើនឡើងនេះ ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងអាចអនុវត្តបានចំពោះវត្ថុធាតុទន់ខ្លាំងចម្រុះជីវសាស្ត្រជាច្រើនប្រភេទ ដែលមានសក្តានុពលក្នុងការប្រើប្រាស់ក្នុងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ និងកម្មវិធីជីវវេជ្ជសាស្ត្រ។
កែវភ្នែក Lehfilcon A (Alcon, Fort Worth, Texas, USA) និងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកូនអ៊ីដ្រូជែលរបស់វាត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ការពិសោធន៍ណាណូអ៊ីនដាស្យុង។ ជើងទ្រកែវភ្នែកដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសត្រូវបានប្រើនៅក្នុងការពិសោធន៍។ ដើម្បីដំឡើងកែវសម្រាប់ការធ្វើតេស្ត វាត្រូវបានដាក់ដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៅលើជើងទម្ររាងដូម ដោយធ្វើឱ្យប្រាកដថាគ្មានពពុះខ្យល់ចូលខាងក្នុង ហើយបន្ទាប់មកជួសជុលជាមួយគែម។ រន្ធមួយនៅក្នុងគ្រឿងបរិក្ខារនៅផ្នែកខាងលើនៃកន្លែងដាក់កែវភ្នែកផ្តល់នូវការចូលទៅកាន់ចំណុចកណ្តាលអុបទិកនៃកែវសម្រាប់ការពិសោធន៍ណាណូអ៊ីនដាស្យុង ខណៈពេលដែលកាន់សារធាតុរាវនៅនឹងកន្លែង។ នេះរក្សាកែវភ្នែកឱ្យមានសំណើមពេញលេញ។ ដំណោះស្រាយវេចខ្ចប់កែវភ្នែកចំនួន 500 μl ត្រូវបានប្រើជាដំណោះស្រាយសាកល្បង។ ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផលបរិមាណ អ៊ីដ្រូជែលប៉ូលីអាគ្រីឡាមីត (PAAM) ដែលមិនមានសកម្មភាពដែលមានលក់នៅលើទីផ្សារត្រូវបានរៀបចំពីសមាសធាតុប៉ូលីអាគ្រីឡាមីត-កូ-មេទីលីន-ប៊ីសាគ្រីឡាមីត (ចាន Petrisoft 100 mm, Matrigen, Irvine, CA, USA) ដែលជាម៉ូឌុលអេឡាស្ទិកដែលគេស្គាល់ 1 kPa។ ប្រើ​ទឹកអំបិល​ផូស្វាត​បាហ្វើដ (PBS ពី Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, USA) ចំនួន ៤-៥ ដំណក់ (ប្រហែល ១២៥ µl) និង​ទឹក​ថ្នាំ​កែវភ្នែក OPTI-FREE Puremoist (Alcon, Vaud, TX, USA) ១ ដំណក់។ នៅ​ចំណុច​ប្រសព្វ​អ៊ីដ្រូជែល-ប្រូប AFM។
គំរូនៃស្រទាប់ខាងក្រោម Lehfilcon A CL និង SiHy ត្រូវបានមើលឃើញដោយប្រើប្រព័ន្ធមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេនការបំភាយវាល (FEG SEM) FEI Quanta 250 ដែលបំពាក់ដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនស្កេន (STEM)។ ដើម្បីរៀបចំគំរូ កញ្ចក់ត្រូវបានលាងសម្អាតជាមុនសិនជាមួយទឹក ហើយកាត់ជាចំណិតរាងចំណិត។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពផ្ទុយគ្នាខុសគ្នារវាងសមាសធាតុ hydrophilic និង hydrophobic នៃគំរូ ដំណោះស្រាយ RuO4 ដែលមានស្ថេរភាព 0.10% ត្រូវបានប្រើជាថ្នាំជ្រលក់ ដែលគំរូត្រូវបានជ្រមុជរយៈពេល 30 នាទី។ ការជ្រលក់ពណ៌ lehfilcon A CL RuO4 គឺមានសារៈសំខាន់មិនត្រឹមតែដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពផ្ទុយគ្នាឌីផេរ៉ង់ស្យែលដែលប្រសើរឡើងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជួយរក្សារចនាសម្ព័ន្ធនៃជក់ប៉ូលីមែរមែកធាងក្នុងទម្រង់ដើមរបស់វា ដែលបន្ទាប់មកអាចមើលឃើញនៅលើរូបភាព STEM។ បន្ទាប់មក ពួកវាត្រូវបានលាងសម្អាត និងស្ងួតក្នុងល្បាយអេតាណុល/ទឹកជាបន្តបន្ទាប់ជាមួយនឹងកំហាប់អេតាណុលកើនឡើង។ បន្ទាប់មកគំរូត្រូវបានចាក់ជាមួយអេប៉ុកស៊ី EMBed 812/Araldite ដែលបានស្ងួតពេញមួយយប់នៅសីតុណ្ហភាព 70°C។ ប្លុកគំរូដែលទទួលបានដោយប៉ូលីមែរជ័រត្រូវបានកាត់ដោយប្រើអ៊ុលត្រាមីក្រូតូម ហើយផ្នែកស្តើងៗជាលទ្ធផលត្រូវបានមើលឃើញដោយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា STEM ក្នុងរបៀបបូមធូលីទាបនៅវ៉ុលបង្កើនល្បឿន 30 kV។ ប្រព័ន្ធ SEM ដូចគ្នាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈលម្អិតនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា PFQNM-LC-A-CAL AFM (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA)។ រូបភាព SEM នៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ត្រូវបានទទួលក្នុងរបៀបបូមធូលីខ្ពស់ធម្មតាជាមួយនឹងវ៉ុលបង្កើនល្បឿន 30 kV។ ទទួលបានរូបភាពនៅមុំ និងការពង្រីកផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីកត់ត្រាព័ត៌មានលម្អិតទាំងអស់នៃរូបរាង និងទំហំនៃចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM។ វិមាត្រចុងទាំងអស់ដែលចាប់អារម្មណ៍នៅក្នុងរូបភាពត្រូវបានវាស់ជាឌីជីថល។
មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិច Dimension FastScan Bio Icon (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) ជាមួយរបៀប “PeakForce QNM ក្នុងសារធាតុរាវ” ត្រូវបានប្រើដើម្បីមើលឃើញ និងណាណូអ៊ីនឌែតគំរូ lehfilcon A CL, ស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy និងអ៊ីដ្រូជែល PAAm។ សម្រាប់ការពិសោធន៍ថតរូបភាព សេនស័រ PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) ដែលមានកាំចុងនាមករណ៍ 1 nm ត្រូវបានប្រើដើម្បីចាប់យករូបភាពដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់នៃគំរូក្នុងអត្រាស្កេន 0.50 Hz។ រូបភាពទាំងអស់ត្រូវបានថតក្នុងដំណោះស្រាយទឹក។
ការពិសោធន៍​ការ​ចូល​បន្ទាត់​ណាណូ AFM ត្រូវ​បាន​អនុវត្ត​ដោយ​ប្រើ​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា PFQNM-LC-A-CAL (Bruker)។ ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា AFM មាន​ចុង​ស៊ីលីកុន​នៅ​លើ​ជើង​ទ្រ​នីទ្រីដ​កម្រាស់ 345 nm បណ្តោយ 54 µm និង​ទទឹង 4.5 µm ជាមួយ​នឹង​ប្រេកង់​រំញ័រ 45 kHz។ វា​ត្រូវ​បាន​រចនា​ឡើង​ជា​ពិសេស​ដើម្បី​កំណត់​លក្ខណៈ និង​អនុវត្ត​ការ​វាស់វែង​ណាណូ​មេកានិច​បរិមាណ​លើ​គំរូ​ជីវសាស្ត្រ​ទន់។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា​ត្រូវ​បាន​ក្រិត​តាម​ខ្នាត​ជា​លក្ខណៈ​បុគ្គល​នៅ​រោងចក្រ​ជាមួយ​នឹង​ការ​កំណត់​ស្ព្រីង​ដែល​បាន​ក្រិត​តាម​ខ្នាត​ជាមុន។ ថេរ​ស្ព្រីង​របស់​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា​ដែល​ប្រើ​ក្នុង​ការ​សិក្សា​នេះ​ស្ថិត​នៅ​ក្នុង​ចន្លោះ​ពី 0.05–0.1 N/m។ ដើម្បី​កំណត់​រូបរាង និង​ទំហំ​នៃ​ចុង​បាន​ត្រឹមត្រូវ ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា​ត្រូវ​បាន​កំណត់​លក្ខណៈ​លម្អិត​ដោយ​ប្រើ SEM។ នៅ​លើ​រូបភាពទី 1a បង្ហាញ​មីក្រូទស្សន៍​អេឡិចត្រុង​ស្កេន​ដែល​មាន​គុណភាព​បង្ហាញ​ខ្ពស់ និង​ការ​ពង្រីក​ទាប​របស់​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា PFQNM-LC-A-CAL ដែល​ផ្តល់​នូវ​ទិដ្ឋភាព​រួម​នៃ​ការ​រចនា​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា។ នៅ​លើ​រូបភាពទី 1b បង្ហាញ​ទិដ្ឋភាព​ពង្រីក​នៃ​កំពូល​នៃ​ចុង​ឧបករណ៍​ចាប់​សញ្ញា ដែល​ផ្តល់​ព័ត៌មាន​អំពី​រូបរាង និង​ទំហំ​នៃ​ចុង។ នៅចុងបំផុត ម្ជុលគឺជាអឌ្ឍគោលដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 140 nm (រូបភាពទី 1c)។ នៅខាងក្រោមនេះ ចុងរាងសាជី ដែលមានប្រវែងវាស់ប្រហែល 500 nm។ នៅខាងក្រៅតំបន់រាងសាជី ចុងមានរាងស៊ីឡាំង ហើយបញ្ចប់ដោយប្រវែងចុងសរុប 1.18 µm។ នេះគឺជាផ្នែកមុខងារចម្បងនៃចុងឧបករណ៍ចាប់។ លើសពីនេះ ឧបករណ៍ចាប់ប៉ូលីស្ទីរ៉ែនរាងស្វ៊ែរធំមួយ (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតចុង 45 µm និងថេរស្ព្រីង 2 N/m ក៏ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការធ្វើតេស្តជាឧបករណ៍ចាប់កូឡាជែនផងដែរ។ ជាមួយឧបករណ៍ចាប់ PFQNM-LC-A-CAL 140 nm សម្រាប់ការប្រៀបធៀប។
វាត្រូវបានរាយការណ៍ថា សារធាតុរាវអាចជាប់នៅចន្លោះឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM និងរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរកំឡុងពេលចូលបន្ទាត់ណាណូ ដែលនឹងបញ្ចេញកម្លាំងឡើងលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM មុនពេលវាប៉ះផ្ទៃ69។ ឥទ្ធិពលនៃការច្របាច់ចេញដែលមានជាតិស្អិតនេះដោយសារតែការរក្សាសារធាតុរាវអាចផ្លាស់ប្តូរចំណុចប៉ះជាក់ស្តែង ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់ដល់ការវាស់វែងម៉ូឌុលផ្ទៃ។ ដើម្បីសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃធរណីមាត្រឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងល្បឿនចូលបន្ទាត់លើការរក្សាសារធាតុរាវ ខ្សែកោងកម្លាំងចូលបន្ទាត់ត្រូវបានគ្រោងសម្រាប់គំរូ lehfilcon A CL ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអង្កត់ផ្ចិត 140 nm ក្នុងអត្រាផ្លាស់ទីលំនៅថេរ 1 µm/s និង 2 µm/s។ អង្កត់ផ្ចិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 45 µm ការកំណត់កម្លាំងថេរ 6 nN សម្រេចបាននៅ 1 µm/s។ ការពិសោធន៍ជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm ត្រូវបានអនុវត្តនៅល្បឿនចូលបន្ទាត់ 1 µm/s និងកម្លាំងកំណត់ 300 pN ដែលត្រូវបានជ្រើសរើសដើម្បីបង្កើតសម្ពាធទំនាក់ទំនងក្នុងចន្លោះសរីរវិទ្យា (1–8 kPa) នៃត្របកភ្នែកខាងលើ។ សម្ពាធ 72. សំណាកទន់ដែលផលិតរួចជាស្រេចនៃអ៊ីដ្រូជែល PAA ដែលមានសម្ពាធ 1 kPa ត្រូវបានសាកល្បងសម្រាប់កម្លាំងចូលបន្ទាត់ 50 pN ក្នុងល្បឿន 1 μm/s ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm។
ដោយសារប្រវែងនៃផ្នែករាងសាជីនៃចុងនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា PFQNM-LC-A-CAL គឺប្រហែល 500 nm សម្រាប់ជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់ណាមួយ < 500 nm វាអាចត្រូវបានសន្មត់ដោយសុវត្ថិភាពថាធរណីមាត្រនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកំឡុងពេលចូលបន្ទាត់នឹងនៅតែត្រឹមត្រូវទៅនឹងរាងកោណរបស់វា។ លើសពីនេះ វាត្រូវបានសន្មត់ថាផ្ទៃនៃសម្ភារៈដែលស្ថិតក្រោមការធ្វើតេស្តនឹងបង្ហាញពីការឆ្លើយតបយឺតដែលអាចបញ្ច្រាស់បាន ដែលក៏នឹងត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងផ្នែកខាងក្រោមផងដែរ។ ដូច្នេះ អាស្រ័យលើរូបរាង និងទំហំនៃចុង យើងបានជ្រើសរើសគំរូសមរាងកោណ-ស្វ៊ែរដែលបង្កើតឡើងដោយ Briscoe, Sebastian និង Adams ដែលមាននៅក្នុងកម្មវិធីរបស់អ្នកលក់ ដើម្បីដំណើរការការពិសោធន៍ចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM របស់យើង (NanoScope)។ កម្មវិធីវិភាគទិន្នន័យបំបែក Bruker) 73។ គំរូនេះពិពណ៌នាអំពីទំនាក់ទំនងកម្លាំង-ការផ្លាស់ទីលំនៅ F(δ) សម្រាប់កោណដែលមានពិការភាពកំពូលស្វ៊ែរ។ នៅលើរូប។ រូបភាពទី 2 បង្ហាញពីធរណីមាត្រទំនាក់ទំនងកំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃកោណរឹងជាមួយនឹងចុងស្វ៊ែរ ដែល R ជាកាំនៃចុងស្វ៊ែរ a ជាកាំទំនាក់ទំនង b ជាកាំទំនាក់ទំនងនៅចុងចុងស្វ៊ែរ δ ជាកាំទំនាក់ទំនង។ ជម្រៅចូលបន្ទាត់ θ ជាមុំពាក់កណ្តាលនៃកោណ។ រូបភាព SEM នៃឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេតនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាចុងស្វ៊ែរដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm បញ្ចូលគ្នាជារាងតង់សង់ទៅជាកោណ ដូច្នេះនៅទីនេះ b ត្រូវបានកំណត់តែតាមរយៈ R ប៉ុណ្ណោះ ពោលគឺ b = R cos θ។ កម្មវិធីដែលផ្គត់ផ្គង់ដោយអ្នកលក់ផ្តល់នូវទំនាក់ទំនងកោណ-ស្វ៊ែរដើម្បីគណនាតម្លៃម៉ូឌុលរបស់ Young (E) ពីទិន្នន័យបំបែកកម្លាំងដោយសន្មតថា a > b។ ទំនាក់ទំនង៖
ដែល F ជាកម្លាំងចូលបន្ទាត់, E ជាម៉ូឌុលរបស់យ៉ង់, ν ជាសមាមាត្ររបស់ប៉យសុន។ កាំទំនាក់ទំនង a អាចត្រូវបានប៉ាន់ស្មានដោយប្រើ៖
គ្រោងការណ៍នៃធរណីមាត្រទំនាក់ទំនងនៃកោណរឹងដែលមានចុងស្វ៊ែរសង្កត់ចូលទៅក្នុងសម្ភារៈនៃកែវភ្នែក Lefilcon ជាមួយនឹងស្រទាប់ផ្ទៃនៃជក់ប៉ូលីមែរមែក។
ប្រសិនបើ a ≤ b ទំនាក់ទំនងនឹងកាត់បន្ថយទៅជាសមីការសម្រាប់ឧបករណ៍ចូលបន្ទាត់រាងស្វ៊ែរធម្មតា។
យើងជឿជាក់ថាអន្តរកម្មនៃឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេតចូលបន្ទាត់ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធមែកធាងនៃជក់ប៉ូលីមែរ PMPC នឹងធ្វើឱ្យកាំទំនាក់ទំនង a ធំជាងកាំទំនាក់ទំនងស្វ៊ែរ b។ ដូច្នេះ សម្រាប់ការវាស់វែងបរិមាណទាំងអស់នៃម៉ូឌុលអេឡាស្ទិកដែលបានអនុវត្តនៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានប្រើភាពអាស្រ័យដែលទទួលបានសម្រាប់ករណី a > b។
សម្ភារៈជីវមាត្រទន់ពិសេសដែលបានសិក្សានៅក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានថតរូបភាពយ៉ាងទូលំទូលាយដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូនស្កេន (STEM) នៃផ្នែកឆ្លងកាត់គំរូ និងមីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូម (AFM) នៃផ្ទៃ។ ការកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃលម្អិតនេះត្រូវបានអនុវត្តជាផ្នែកបន្ថែមនៃការងារដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយពីមុនរបស់យើង ដែលយើងបានកំណត់ថារចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកធាងថាមវន្តនៃផ្ទៃ lehfilcon A CL ដែលកែប្រែដោយ PMPC បានបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចស្រដៀងគ្នាទៅនឹងជាលិកាកញ្ចក់ភ្នែកដើម 14។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ យើងសំដៅទៅលើផ្ទៃកែវភ្នែកជាសម្ភារៈជីវមាត្រ 14។ នៅលើរូបភាពទី 3a,b បង្ហាញផ្នែកឆ្លងកាត់នៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរ PMPC ដែលមានមែកធាងនៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម lehfilcon A CL និងស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy ដែលមិនបានព្យាបាលរៀងៗខ្លួន។ ផ្ទៃនៃគំរូទាំងពីរត្រូវបានវិភាគបន្ថែមទៀតដោយប្រើរូបភាព AFM ដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ ដែលបានបញ្ជាក់បន្ថែមទៀតអំពីលទ្ធផលនៃការវិភាគ STEM (រូបភាពទី 3c, d)។ ដោយយករួមគ្នា រូបភាពទាំងនេះផ្តល់នូវប្រវែងប្រហាក់ប្រហែលនៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកធាង PMPC នៅ 300–400 nm ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការបកស្រាយការវាស់វែងណាណូអ៊ីនដេសិន AFM។ ការសង្កេតសំខាន់មួយទៀតដែលទទួលបានពីរូបភាពគឺថារចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃទាំងមូលនៃសម្ភារៈជីវមាត្រ CL គឺខុសគ្នាខាងរូបវិទ្យាពីសម្ភារៈស្រទាប់ SiHy។ ភាពខុសគ្នានេះនៅក្នុងរូបវិទ្យាផ្ទៃរបស់វាអាចលេចចេញជារូបរាងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មមេកានិចរបស់ពួកវាជាមួយនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ដែលចូលបន្ទាត់ ហើយបន្ទាប់មកនៅក្នុងតម្លៃម៉ូឌុលដែលវាស់បាន។
រូបភាព STEM កាត់​ផ្នែក​នៃ (ក) ស្រទាប់​ខាងក្រោម lehfilcon A CL និង (ខ) ស្រទាប់​ខាងក្រោម SiHy។ របារ​មាត្រដ្ឋាន 500 nm។ រូបភាព AFM នៃ​ផ្ទៃ​នៃ​ស្រទាប់​ខាងក្រោម lehfilcon A CL (គ) និង​ស្រទាប់​ខាងក្រោម SiHy មូលដ្ឋាន (ឃ) (3 µm × 3 µm)។
ប៉ូលីមែរជីវសាស្ត្រ និងរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរមានភាពទន់ដោយធម្មជាតិ ហើយត្រូវបានសិក្សា និងប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងកម្មវិធីជីវវេជ្ជសាស្ត្រផ្សេងៗ74,75,76,77។ ដូច្នេះ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការប្រើវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនថេសិន AFM ដែលអាចវាស់ស្ទង់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វាបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបាន។ ប៉ុន្តែក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ លក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់នៃវត្ថុធាតុទន់ខ្លាំងទាំងនេះ ដូចជាម៉ូឌុលយឺតទាបបំផុត មាតិការាវខ្ពស់ និងការបត់បែនខ្ពស់ ជារឿយៗធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការជ្រើសរើសសម្ភារៈ រូបរាង និងរូបរាងរបស់ឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេតចូលបន្ទាត់ត្រឹមត្រូវ។ នេះជាការសំខាន់ដើម្បីកុំឱ្យឧបករណ៍ចូលបន្ទាត់ទម្លុះផ្ទៃទន់នៃគំរូ ដែលនឹងនាំឱ្យមានកំហុសក្នុងការកំណត់ចំណុចប៉ះជាមួយផ្ទៃ និងតំបន់ប៉ះ។
ចំពោះបញ្ហានេះ ការយល់ដឹងយ៉ាងទូលំទូលាយអំពីរូបវិទ្យានៃវត្ថុធាតុជីវសាស្ត្រទន់ខ្លាំង (lehfilcon A CL) គឺមានសារៈសំខាន់។ ព័ត៌មានអំពីទំហំ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃជក់ប៉ូលីមែរមែកធាងដែលទទួលបានដោយប្រើវិធីសាស្ត្រថតរូបភាពផ្តល់នូវមូលដ្ឋានសម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃផ្ទៃដោយប្រើបច្ចេកទេស AFM nanoindentation។ ជំនួសឱ្យការស៊ើបអង្កេតកូឡាជែនស្វ៊ែរទំហំមីក្រូន យើងបានជ្រើសរើសការស៊ើបអង្កេតនីទ្រីតស៊ីលីកុន PFQNM-LC-A-CAL (Bruker) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតចុង 140 nm ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ការគូសផែនទីបរិមាណនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃគំរូជីវសាស្រ្ត 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84។ ហេតុផលសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ការស៊ើបអង្កេតមុតស្រួចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការស៊ើបអង្កេតកូឡាជែនធម្មតាអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយលក្ខណៈពិសេសនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈ។ ការប្រៀបធៀបទំហំចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (~140 nm) ជាមួយនឹងជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើនៅលើផ្ទៃនៃ CL lehfilcon A ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3a អាចសន្និដ្ឋានបានថាចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមានទំហំធំល្មមអាចប៉ះដោយផ្ទាល់ជាមួយរចនាសម្ព័ន្ធជក់ទាំងនេះ ដែលកាត់បន្ថយឱកាសដែលចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទម្លុះចូលតាមពួកវា។ ដើម្បីបង្ហាញចំណុចនេះ នៅក្នុងរូបភាពទី 4 គឺជារូបភាព STEM នៃ lehfilcon A CL និងចុងចូលបន្ទាត់នៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM (គូរតាមមាត្រដ្ឋាន)។
គ្រោងការណ៍បង្ហាញរូបភាព STEM នៃ lehfilcon A CL និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចូលបន្ទាត់ ACM (គូរតាមមាត្រដ្ឋាន)។
លើសពីនេះ ទំហំចុង 140 nm គឺតូចល្មមដើម្បីជៀសវាងហានិភ័យនៃផលប៉ះពាល់នៃការច្របាច់ស្អិតណាមួយដែលបានរាយការណ៍ពីមុនសម្រាប់ជក់ប៉ូលីមែរដែលផលិតដោយវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដាស្យុង CP-AFM69,71។ យើងសន្មតថាដោយសារតែរាងស្វ៊ែរកោណពិសេស និងទំហំតូចទាក់ទងគ្នានៃចុង AFM នេះ (រូបភាពទី 1) លក្ខណៈនៃខ្សែកោងកម្លាំងដែលបង្កើតឡើងដោយណាណូអ៊ីនដាស្យុង lehfilcon A CL នឹងមិនអាស្រ័យលើល្បឿនចូលបន្ទាត់ ឬល្បឿនផ្ទុក/ផ្ទុកទេ។ ដូច្នេះ វាមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយផលប៉ះពាល់ poroelastic ទេ។ ដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មនេះ គំរូ CL lehfilcon A ត្រូវបានចូលបន្ទាត់នៅកម្លាំងអតិបរមាថេរដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់ PFQNM-LC-A-CAL ប៉ុន្តែនៅល្បឿនពីរផ្សេងគ្នា ហើយខ្សែកោងកម្លាំង tensile និងកម្លាំងដកថយជាលទ្ធផលត្រូវបានប្រើដើម្បីគូសកម្លាំង (nN) ក្នុងការបំបែក (µm) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5a។ វាច្បាស់ណាស់ថាខ្សែកោងកម្លាំងកំឡុងពេលផ្ទុក និងផ្ទុកចេញត្រួតស៊ីគ្នាទាំងស្រុង ហើយមិនមានភស្តុតាងច្បាស់លាស់ថាកម្លាំងកាត់នៅជម្រៅចូលបន្ទាត់សូន្យកើនឡើងជាមួយនឹងល្បឿនចូលបន្ទាត់នៅក្នុងរូបភាពនោះទេ ដែលបង្ហាញថាធាតុជក់នីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយគ្មានឥទ្ធិពល poroelastic ។ ផ្ទុយទៅវិញ ផលប៉ះពាល់នៃការរក្សាសារធាតុរាវ (ឥទ្ធិពលនៃការច្របាច់ចេញ viscous និង poroelasticity) គឺជាក់ស្តែងសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 45 µm នៅល្បឿនចូលបន្ទាត់ដូចគ្នា ហើយត្រូវបានបន្លិចដោយ hysteresis រវាងខ្សែកោង stretch និង retract ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5b ។ លទ្ធផលទាំងនេះគាំទ្រសម្មតិកម្ម និងបង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm គឺជាជម្រើសដ៏ល្អសម្រាប់កំណត់លក្ខណៈផ្ទៃទន់បែបនេះ។
lehfilcon ខ្សែកោងកម្លាំងចូលបន្ទាត់ CL ដោយប្រើ ACM; (ក) ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm ក្នុងអត្រាផ្ទុកពីរ ដែលបង្ហាញពីអវត្តមាននៃឥទ្ធិពល poroelastic កំឡុងពេលចូលបន្ទាត់លើផ្ទៃ; (ខ) ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 45 µm និង 140 nm។ s បង្ហាញពីផលប៉ះពាល់នៃការច្របាច់ចេញ viscous និងភាព poroelasticity សម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាធំៗបើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាតូចៗ។
ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃទន់ខ្លាំង វិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដាស្យុង AFM ត្រូវតែមានឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេតល្អបំផុតដើម្បីសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈដែលកំពុងសិក្សា។ បន្ថែមពីលើរូបរាង និងទំហំចុង ភាពរសើបនៃប្រព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់ AFM ភាពរសើបចំពោះការពត់ចុងនៅក្នុងបរិយាកាសសាកល្បង និងភាពរឹងរបស់ cantilever ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកំណត់ភាពត្រឹមត្រូវ និងភាពជឿជាក់នៃការវាស់វែងណាណូអ៊ីនដាស្យុង។ សម្រាប់ប្រព័ន្ធ AFM របស់យើង ដែនកំណត់នៃការរកឃើញរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទីតាំងរសើប (PSD) គឺប្រហែល 0.5 mV ហើយផ្អែកលើអត្រាស្ព្រីងដែលបានក្រិតតាមខ្នាតជាមុន និងភាពរសើបនៃការពត់សារធាតុរាវដែលបានគណនារបស់ឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេត PFQNM-LC-A-CAL ដែលត្រូវនឹងភាពរសើបនៃបន្ទុកទ្រឹស្តី។ គឺតិចជាង 0.1 pN។ ដូច្នេះ វិធីសាស្ត្រនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការវាស់វែងកម្លាំងចូលបន្ទាត់អប្បបរមា ≤ 0.1 pN ដោយគ្មានសមាសធាតុសំឡេងរំខានគ្រឿងកុំផ្លិចណាមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាស្ទើរតែមិនអាចទៅរួចទេសម្រាប់ប្រព័ន្ធ AFM ដើម្បីកាត់បន្ថយសំឡេងរំខានគ្រឿងកុំផ្លិចដល់កម្រិតនេះ ដោយសារតែកត្តាដូចជារំញ័រមេកានិច និងឌីណាមិកសារធាតុរាវ។ កត្តាទាំងនេះកំណត់ភាពរសើបទូទៅនៃវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដេសិន AFM ហើយក៏បណ្តាលឱ្យមានសញ្ញាសំឡេងផ្ទៃខាងក្រោយប្រហែល ≤ 10 pN។ ចំពោះការកំណត់លក្ខណៈផ្ទៃ គំរូស្រទាប់ខាងក្រោម lehfilcon A CL និង SiHy ត្រូវបានចូលបន្ទាត់ក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលមានជាតិទឹកពេញលេញដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 140 nm សម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈ SEM ហើយខ្សែកោងកម្លាំងលទ្ធផលត្រូវបានដាក់ជាន់គ្នារវាងកម្លាំង (pN) និងសម្ពាធ។ គ្រោងបំបែក (µm) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6a។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy ខ្សែកោងកម្លាំង lehfilcon A CL បង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នូវដំណាក់កាលអន្តរកាលដែលចាប់ផ្តើមនៅចំណុចប៉ះជាមួយជក់ប៉ូលីមែរដែលមានសម និងបញ្ចប់ដោយការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៃទំនាក់ទំនងសម្គាល់ជម្រាលនៃចុងជាមួយនឹងសម្ភារៈមូលដ្ឋាន។ ផ្នែកអន្តរកាលនៃខ្សែកោងកម្លាំងនេះបង្ហាញពីឥរិយាបថយឺតពិតប្រាកដនៃជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើនៅលើផ្ទៃ ដូចដែលបានបង្ហាញដោយខ្សែកោងបង្ហាប់ដែលតាមដានយ៉ាងជិតស្និទ្ធនូវខ្សែកោងភាពតានតឹង និងភាពផ្ទុយគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរវាងរចនាសម្ព័ន្ធជក់ និងសម្ភារៈ SiHy ដ៏ធំ។ នៅពេលប្រៀបធៀប lefilcon។ ការបំបែកប្រវែងជាមធ្យមនៃជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើនៅក្នុងរូបភាព STEM នៃ PCS (រូបភាពទី 3a) និងខ្សែកោងកម្លាំងរបស់វាតាមបណ្តោយ abscissa ក្នុងរូបភាពទី 3a។ 6a បង្ហាញថាវិធីសាស្ត្រនេះអាចរកឃើញចុង និងប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើដែលទៅដល់ផ្នែកខាងលើបំផុតនៃផ្ទៃ។ ការប៉ះគ្នារវាងរចនាសម្ព័ន្ធជក់។ លើសពីនេះ ការត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធនៃខ្សែកោងកម្លាំងបង្ហាញថាមិនមានឥទ្ធិពលរក្សារាវទេ។ ក្នុងករណីនេះ ពិតជាគ្មានភាពស្អិតជាប់រវាងម្ជុល និងផ្ទៃនៃគំរូនោះទេ។ ផ្នែកខាងលើបំផុតនៃខ្សែកោងកម្លាំងសម្រាប់គំរូទាំងពីរត្រួតស៊ីគ្នា ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាពស្រដៀងគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម។
(ក) ខ្សែកោងកម្លាំងចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM សម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម lehfilcon A CL និងស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy, (ខ) ខ្សែកោងកម្លាំងដែលបង្ហាញការប៉ាន់ស្មានចំណុចទំនាក់ទំនងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រកម្រិតសំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយ។
ដើម្បីសិក្សាព័ត៌មានលម្អិតនៃខ្សែកោងកម្លាំង ខ្សែកោងភាពតានតឹងនៃគំរូ lehfilcon A CL ត្រូវបានគ្រោងឡើងវិញនៅក្នុងរូបភាពទី 6b ជាមួយនឹងកម្លាំងអតិបរមា 50 pN តាមបណ្តោយអ័ក្ស y។ ក្រាហ្វនេះផ្តល់ព័ត៌មានសំខាន់ៗអំពីសំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយដើម។ សំឡេងរំខានស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះ ±10 pN ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ចំណុចទំនាក់ទំនងបានត្រឹមត្រូវ និងគណនាជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់។ ដូចដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ ការកំណត់អត្តសញ្ញាណចំណុចទំនាក់ទំនងគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការវាយតម្លៃលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដូចជាម៉ូឌុល 85 ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ។ វិធីសាស្រ្តមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃទិន្នន័យខ្សែកោងកម្លាំងបានបង្ហាញពីភាពសមស្របប្រសើរឡើងរវាងការបំពេញទិន្នន័យ និងការវាស់វែងបរិមាណសម្រាប់សម្ភារៈទន់ 86។ នៅក្នុងការងារនេះ ជម្រើសចំណុចទំនាក់ទំនងរបស់យើងគឺសាមញ្ញ និងមានគោលបំណង ប៉ុន្តែវាមានដែនកំណត់របស់វា។ វិធីសាស្រ្តអភិរក្សរបស់យើងក្នុងការកំណត់ចំណុចទំនាក់ទំនងអាចបណ្តាលឱ្យមានតម្លៃម៉ូឌុលលើសពីការប៉ាន់ស្មានបន្តិចសម្រាប់ជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់តូចជាង (< 100 nm)។ ការប្រើប្រាស់ការរកឃើញចំណុចប៉ះដែលមានមូលដ្ឋានលើក្បួនដោះស្រាយ និងដំណើរការទិន្នន័យដោយស្វ័យប្រវត្តិអាចជាការបន្តនៃការងារនេះនាពេលអនាគតដើម្បីកែលម្អវិធីសាស្រ្តរបស់យើងបន្ថែមទៀត។ ដូច្នេះសម្រាប់សំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយខាងក្នុងតាមលំដាប់ ±10 pN យើងកំណត់ចំណុចទំនាក់ទំនងជាចំណុចទិន្នន័យដំបូងនៅលើអ័ក្ស x ក្នុងរូបភាពទី 6b ជាមួយនឹងតម្លៃ ≥10 pN។ បន្ទាប់មក ស្របតាមកម្រិតសំឡេងរំខាន 10 pN បន្ទាត់បញ្ឈរនៅកម្រិត ~0.27 µm សម្គាល់ចំណុចទំនាក់ទំនងជាមួយផ្ទៃ បន្ទាប់ពីនោះខ្សែកោងលាតសន្ធឹងបន្តរហូតដល់ស្រទាប់ខាងក្រោមជួបនឹងជម្រៅចូលបន្ទាត់ ~270 nm។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ដោយផ្អែកលើទំហំនៃលក្ខណៈពិសេសនៃជក់ប៉ូលីមែរមែកធាង (300–400 nm) ដែលវាស់វែងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រថតរូបភាព ជម្រៅចូលបន្ទាត់នៃគំរូ CL lehfilcon A ដែលសង្កេតឃើញដោយប្រើវិធីសាស្ត្រកម្រិតសំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយគឺប្រហែល 270 nm ដែលជិតនឹងទំហំវាស់វែងជាមួយ STEM។ លទ្ធផលទាំងនេះបញ្ជាក់បន្ថែមទៀតអំពីភាពឆបគ្នា និងការអនុវត្តនៃរូបរាង និងទំហំនៃចុងស៊ើបអង្កេត AFM សម្រាប់ការចូលបន្ទាត់នៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរមែកធាងទន់ និងយឺតខ្លាំងនេះ។ ទិន្នន័យនេះក៏ផ្តល់នូវភស្តុតាងរឹងមាំដើម្បីគាំទ្រវិធីសាស្ត្ររបស់យើងក្នុងការប្រើប្រាស់សំឡេងរំខានផ្ទៃខាងក្រោយជាកម្រិតសម្រាប់កំណត់ចំណុចទំនាក់ទំនង។ ដូច្នេះ លទ្ធផល​បរិមាណ​ណាមួយ​ដែល​ទទួល​បាន​ពី​ការ​ធ្វើ​គំរូ​គណិតវិទ្យា និង​ការ​សម​ខ្សែកោង​កម្លាំង​គួរតែ​មាន​ភាព​ត្រឹមត្រូវ​ទាក់ទង​គ្នា។
ការវាស់វែងបរិមាណដោយវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដេសិន AFM គឺពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើគំរូគណិតវិទ្យាដែលប្រើសម្រាប់ការជ្រើសរើសទិន្នន័យ និងការវិភាគជាបន្តបន្ទាប់។ ដូច្នេះ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការពិចារណាលើកត្តាទាំងអស់ដែលទាក់ទងនឹងជម្រើសនៃអ៊ីនដេសិន លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈ និងមេកានិចនៃអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ មុនពេលជ្រើសរើសគំរូជាក់លាក់មួយ។ ក្នុងករណីនេះ ធរណីមាត្រចុងត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយប្រុងប្រយ័ត្នដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ SEM (រូបភាពទី 1) ហើយដោយផ្អែកលើលទ្ធផល ស្នប់អ៊ីនដេសិន AFM ណាណូអ៊ីនដេសិនដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 140 nm ជាមួយនឹងកោណរឹង និងធរណីមាត្រចុងស្វ៊ែរ គឺជាជម្រើសដ៏ល្អសម្រាប់កំណត់លក្ខណៈគំរូ lehfilcon A CL79។ កត្តាសំខាន់មួយទៀតដែលត្រូវវាយតម្លៃដោយប្រុងប្រយ័ត្នគឺភាពបត់បែននៃវត្ថុធាតុ polymer ដែលកំពុងត្រូវបានសាកល្បង។ ទោះបីជាទិន្នន័យដំបូងនៃអ៊ីនដេសិនណាណូ (រូបភាពទី 5a និង 6a) គូសបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់អំពីលក្ខណៈពិសេសនៃការត្រួតស៊ីគ្នានៃខ្សែកោងភាពតានតឹង និងសម្ពាធ ពោលគឺការងើបឡើងវិញពេញលេញនៃសម្ភារៈ វាមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងការបញ្ជាក់ពីលក្ខណៈយឺតសុទ្ធសាធនៃទំនាក់ទំនង។ ចំពោះគោលបំណងនេះ ការចូលបន្ទាត់ពីរជាប់ៗគ្នាត្រូវបានអនុវត្តនៅទីតាំងដូចគ្នានៅលើផ្ទៃនៃគំរូ lehfilcon A CL ក្នុងអត្រាចូលបន្ទាត់ 1 µm/s ក្រោមលក្ខខណ្ឌជាតិទឹកពេញលេញ។ ទិន្នន័យខ្សែកោងកម្លាំងលទ្ធផលត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 ហើយដូចដែលរំពឹងទុក ខ្សែកោងពង្រីក និងបង្ហាប់នៃការបោះពុម្ពទាំងពីរគឺស្ទើរតែដូចគ្នា ដែលបញ្ជាក់ពីភាពបត់បែនខ្ពស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើ។
ខ្សែកោងកម្លាំងចូលបន្ទាត់ពីរនៅទីតាំងតែមួយនៅលើផ្ទៃរបស់ lehfilcon A CL បង្ហាញពីភាពបត់បែនដ៏ល្អនៃផ្ទៃកែវ។
ដោយផ្អែកលើព័ត៌មានដែលទទួលបានពីរូបភាព SEM និង STEM នៃចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងផ្ទៃ lehfilcon A CL រៀងៗខ្លួន គំរូកោណ-ស្វ៊ែរ គឺជាការតំណាងគណិតវិទ្យាសមហេតុផលនៃអន្តរកម្មរវាងចុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM និងសម្ភារៈប៉ូលីមែរទន់ដែលកំពុងត្រូវបានសាកល្បង។ លើសពីនេះ សម្រាប់គំរូកោណ-ស្វ៊ែរនេះ សម្មតិកម្មជាមូលដ្ឋានអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិយឺតនៃសម្ភារៈដែលបានបោះពុម្ពនៅតែជាការពិតសម្រាប់សម្ភារៈជីវមាត្រថ្មីនេះ ហើយត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់បរិមាណម៉ូឌុលយឺត។
បន្ទាប់ពីការវាយតម្លៃដ៏ទូលំទូលាយនៃវិធីសាស្ត្រ AFM nanoindentation និងសមាសធាតុរបស់វា រួមទាំងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការស៊ើបអង្កេតការចូលបន្ទាត់ (រូបរាង ទំហំ និងភាពរឹងរបស់ស្ព្រីង) ភាពរសើប (សំឡេងផ្ទៃខាងក្រោយ និងការប៉ាន់ស្មានចំណុចទំនាក់ទំនង) និងគំរូសមទិន្នន័យ (ការវាស់វែងម៉ូឌុលបរិមាណ) វិធីសាស្ត្រនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈគំរូទន់ខ្លាំងដែលមានលក់នៅលើទីផ្សារ ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផលបរិមាណ។ អ៊ីដ្រូជែល polyacrylamide (PAAM) ពាណិជ្ជកម្មដែលមានម៉ូឌុលយឺត 1 kPa ត្រូវបានសាកល្បងក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលមានជាតិទឹកដោយប្រើការស៊ើបអង្កេត 140 nm។ ព័ត៌មានលម្អិតនៃការធ្វើតេស្តម៉ូឌុល និងការគណនាត្រូវបានផ្តល់ជូននៅក្នុងព័ត៌មានបន្ថែម។ លទ្ធផលបានបង្ហាញថា ម៉ូឌុលជាមធ្យមដែលវាស់បានគឺ 0.92 kPa ហើយគម្លាត %RSD និងភាគរយ (%) ពីម៉ូឌុលដែលគេស្គាល់គឺតិចជាង 10%។ លទ្ធផលទាំងនេះបញ្ជាក់ពីភាពត្រឹមត្រូវ និងភាពអាចបង្កើតឡើងវិញបាននៃវិធីសាស្ត្រ AFM nanoindentation ដែលប្រើក្នុងការងារនេះ ដើម្បីវាស់ម៉ូឌុលនៃវត្ថុធាតុទន់ខ្លាំង។ ផ្ទៃនៃគំរូ lehfilcon A CL និងស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈបន្ថែមទៀតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ AFM nanoindentation ដូចគ្នា ដើម្បីសិក្សាពីម៉ូឌុលទំនាក់ទំនងជាក់ស្តែងនៃផ្ទៃ ultrasoft ជាមុខងារនៃជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់។ ខ្សែកោងបំបែកកម្លាំងចូលបន្ទាត់ត្រូវបានបង្កើតសម្រាប់គំរូបីនៃប្រភេទនីមួយៗ (n = 3; ការចូលបន្ទាត់មួយក្នុងមួយគំរូ) នៅកម្លាំង 300 pN ល្បឿន 1 µm/s និងជាតិទឹកពេញលេញ។ ខ្សែកោងចែករំលែកកម្លាំងចូលបន្ទាត់ត្រូវបានប៉ាន់ស្មានដោយប្រើគំរូកោណ-ស្វ៊ែរ។ ដើម្បីទទួលបានម៉ូឌុលអាស្រ័យលើជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់ ផ្នែកទទឹង 40 nm នៃខ្សែកោងកម្លាំងត្រូវបានកំណត់នៅរាល់ការកើនឡើង 20 nm ដោយចាប់ផ្តើមពីចំណុចទំនាក់ទំនង និងតម្លៃវាស់នៃម៉ូឌុលនៅជំហាននីមួយៗនៃខ្សែកោងកម្លាំង។ Spin Cy et al. វិធីសាស្រ្តស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់លក្ខណៈជម្រាលម៉ូឌុលនៃជក់ប៉ូលីមែរ poly(lauryl methacrylate) (P12MA) ដោយប្រើការចូលបន្ទាត់ nanoindentation ស៊ើបអង្កេត AFM កូឡូអ៊ីដ ហើយវាស្របនឹងទិន្នន័យដោយប្រើគំរូទំនាក់ទំនង Hertz។ វិធីសាស្រ្តនេះផ្តល់នូវគំនូសតាងនៃម៉ូឌុលទំនាក់ទំនងជាក់ស្តែង (kPa) ទល់នឹងជម្រៅចូលបន្ទាត់ (nm) ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 8 ដែលបង្ហាញពីជម្រាលម៉ូឌុលទំនាក់ទំនង/ជម្រៅចូលបន្ទាត់។ ម៉ូឌុលអេឡាស្ទិកដែលបានគណនានៃគំរូ CL lehfilcon A គឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 2–3 kPa ក្នុងចន្លោះ 100 nm ខាងលើនៃគំរូ ដែលលើសពីនេះវាចាប់ផ្តើមកើនឡើងជាមួយនឹងជម្រៅ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត នៅពេលធ្វើតេស្តស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy ដោយគ្មានខ្សែភាពយន្តដូចជក់នៅលើផ្ទៃ ជម្រៅចូលបន្ទាត់អតិបរមាដែលសម្រេចបាននៅកម្លាំង 300 pN គឺតិចជាង 50 nm ហើយតម្លៃម៉ូឌុលដែលទទួលបានពីទិន្នន័យគឺប្រហែល 400 kPa ដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងតម្លៃម៉ូឌុលរបស់ Young សម្រាប់វត្ថុធាតុដើមភាគច្រើន។
ម៉ូឌុលទំនាក់ទំនងជាក់ស្តែង (kPa) ទល់នឹងជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់ (nm) សម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោម lehfilcon A CL និង SiHy ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រណាណូចូលបន្ទាត់ AFM ជាមួយនឹងធរណីមាត្រកោណ-ស្វ៊ែរ ដើម្បីវាស់ម៉ូឌុល។
ផ្ទៃខាងលើបំផុតនៃរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរមែកធាងជីវសាស្ត្រថ្មីបង្ហាញពីម៉ូឌុលនៃការបត់បែនទាបបំផុត (2–3 kPa)។ នេះនឹងផ្គូផ្គងចុងព្យួរដោយសេរីនៃជក់ប៉ូលីមែរដែលមានសមដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព STEM។ ខណៈពេលដែលមានភស្តុតាងមួយចំនួននៃជម្រាលម៉ូឌុលនៅគែមខាងក្រៅនៃ CL ស្រទាប់ខាងក្រោមម៉ូឌុលខ្ពស់សំខាន់មានឥទ្ធិពលជាង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផ្នែកខាងលើ 100 nm នៃផ្ទៃគឺស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ 20% នៃប្រវែងសរុបនៃជក់ប៉ូលីមែរមែកធាង ដូច្នេះវាសមហេតុផលក្នុងការសន្មត់ថាតម្លៃដែលវាស់បាននៃម៉ូឌុលនៅក្នុងជួរជម្រៅចូលបន្ទាត់នេះគឺត្រឹមត្រូវ ហើយមិនអាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងលើឥទ្ធិពលនៃវត្ថុខាងក្រោមនោះទេ។
ដោយសារតែការរចនាជីវមាត្រពិសេសនៃកែវភ្នែក lehfilcon A ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធជក់ប៉ូលីមែរ PMPC ដែលមានមែកឈើភ្ជាប់ទៅនឹងផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy វាពិបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការកំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃរបស់វាដោយភាពជឿជាក់ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រវាស់វែងបែបប្រពៃណី។ នៅទីនេះ យើងបង្ហាញវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដេសិន AFM កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈសម្ភារៈទន់ខ្លាំងដូចជា lefilcon A ដែលមានផ្ទុកទឹកខ្ពស់ និងភាពបត់បែនខ្ពស់ខ្លាំង។ វិធីសាស្ត្រនេះគឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា AFM ដែលទំហំចុង និងធរណីមាត្ររបស់វាត្រូវបានជ្រើសរើសយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នដើម្បីផ្គូផ្គងវិមាត្ររចនាសម្ព័ន្ធនៃលក្ខណៈពិសេសនៃផ្ទៃទន់ខ្លាំងដែលត្រូវបោះពុម្ព។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិមាត្ររវាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងរចនាសម្ព័ន្ធនេះផ្តល់នូវភាពរសើបកាន់តែខ្លាំង ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងវាស់ម៉ូឌុលទាប និងលក្ខណៈសម្បត្តិយឺតដែលមាននៅក្នុងធាតុជក់ប៉ូលីមែរមែកឈើ ដោយមិនគិតពីឥទ្ធិពលប៉ូរ៉ូអេឡាស្ទិក។ លទ្ធផលបានបង្ហាញថា ជក់ប៉ូលីមែរ PMPC ដែលមានមែកឈើតែមួយគត់ដែលជាលក្ខណៈនៃផ្ទៃកែវភ្នែកមានម៉ូឌុលយឺតទាបខ្លាំង (រហូតដល់ 2 kPa) និងភាពបត់បែនខ្ពស់ខ្លាំង (ជិត 100%) នៅពេលធ្វើតេស្តនៅក្នុងបរិស្ថានទឹក។ លទ្ធផលនៃការចូលបន្ទាត់ណាណូ AFM ក៏អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់លក្ខណៈម៉ូឌុលទំនាក់ទំនង/ជម្រាលជម្រៅ (30 kPa/200 nm) នៃផ្ទៃកែវថតជីវមាត្រផងដែរ។ ជម្រាលនេះអាចបណ្តាលមកពីភាពខុសគ្នាម៉ូឌុលរវាងជក់ប៉ូលីមែរដែលមានមែកឈើ និងស្រទាប់ខាងក្រោម SiHy ឬរចនាសម្ព័ន្ធ/ដង់ស៊ីតេមែកឈើនៃជក់ប៉ូលីមែរ ឬការរួមបញ្ចូលគ្នារបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសិក្សាស៊ីជម្រៅបន្ថែមទៀតគឺត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីយល់ឱ្យបានពេញលេញអំពីទំនាក់ទំនងរវាងរចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិ ជាពិសេសឥទ្ធិពលនៃការបែកមែកឈើលើលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច។ ការវាស់វែងស្រដៀងគ្នានេះអាចជួយកំណត់លក្ខណៈលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុទន់បំផុត និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រផ្សេងទៀត។
សំណុំទិន្នន័យដែលបង្កើត និង/ឬវិភាគក្នុងអំឡុងពេលសិក្សាបច្ចុប្បន្នអាចរកបានពីអ្នកនិពន្ធរៀងៗខ្លួន តាមការស្នើសុំសមហេតុផល។
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. និង Haugen, HJ ប្រតិកម្មជីវសាស្រ្តចំពោះលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីនៃផ្ទៃនៃជីវសម្ភារៈ។ គីមី។ សង្គម។ អេដ។ ៤៩, ៥១៧៨–៥២២៤ (២០២០)។
Chen, FM និង Liu, X. ការកែលម្អជីវសម្ភារៈដែលមានប្រភពមកពីមនុស្សសម្រាប់វិស្វកម្មជាលិកា។ ការសរសេរកម្មវិធី។ ប៉ូលីមែរ។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ 53, 86 (2016)។
Sadtler, K. et al. ការរចនា ការអនុវត្តគ្លីនិក និងការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំនៃជីវសម្ភារៈក្នុងវេជ្ជសាស្ត្របង្កើតឡើងវិញ។ National Matt Rev. 1, 16040 (2016)។
Oliver WK និង Farr GM វិធីសាស្ត្រ​មួយ​ដែល​ប្រសើរ​ឡើង​សម្រាប់​កំណត់​ភាពរឹង និង​ម៉ូឌុល​អេឡាស្ទិក​ដោយ​ប្រើ​ការពិសោធន៍​ការ​ចូល​បន្ទាត់​ជាមួយ​នឹង​ការវាស់វែង​បន្ទុក និង​ការផ្លាស់ទីលំនៅ។ J. Alma mater. ធុង​ស្តុក។ 7, 1564–1583 (2011)។
Wally, SM ប្រភពដើមប្រវត្តិសាស្ត្រនៃការធ្វើតេស្តភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់។ អតីតសាកលវិទ្យាល័យ។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ បច្ចេកវិទ្យា។ 28, 1028–1044 (2012)។
Broitman, E. ការវាស់វែងភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់នៅមាត្រដ្ឋានម៉ាក្រូ មីក្រូ និងណាណូ៖ ការពិនិត្យឡើងវិញដ៏សំខាន់។ tribe. Wright. 65, 1–18 (2017)។
Kaufman, JD និង Clapperich, SM កំហុសក្នុងការរកឃើញផ្ទៃនាំឱ្យមានការប៉ាន់ស្មានលើសម៉ូឌុលក្នុងការចូលបន្ទាត់ណាណូនៃវត្ថុធាតុទន់។ J. Mecha. Behavior. Biomedical Science. alma mater. 2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR និង Yahya M.Yu. ការវាយតម្លៃវិធីសាស្ត្រណាណូអ៊ីនដាស្យុងសម្រាប់កំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃណាណូសមាសធាតុចម្រុះដោយប្រើវិធីសាស្ត្រពិសោធន៍ និងគណនា។ វិទ្យាសាស្ត្រ។ ផ្ទះលេខ 9, 15763 (2019)។
Liu, K., VanLendingham, MR, និង Owart, TS ការកំណត់លក្ខណៈមេកានិចនៃជែលទន់ viscoelastic ដោយការចូលបន្ទាត់ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការវិភាគធាតុកំណត់បញ្ច្រាសដោយផ្អែកលើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព។ J. Mecha. ឥរិយាបថ។ វិទ្យាសាស្ត្រជីវវេជ្ជសាស្ត្រ។ alma mater. 2, 355–363 (2009)។
Andrews JW, Bowen J និង Chaneler D. ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការកំណត់ viscoelasticity ដោយប្រើប្រព័ន្ធវាស់ស្ទង់ដែលឆបគ្នា។ Soft Matter 9, 5581–5593 (2013)។
Briscoe, BJ, Fiori, L. និង Pellillo, E. ការចូលបន្ទាត់ណាណូនៃផ្ទៃប៉ូលីមែរ។ J. រូបវិទ្យា។ D. ដាក់ពាក្យសម្រាប់រូបវិទ្យា។ 31, 2395 (1998)។
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. និង Van Vliet KJ ការកំណត់លក្ខណៈមេកានិច viscoelastic នៃប៉ូលីមែរយឺតខ្ពស់ និងជាលិកាជីវសាស្រ្តដោយប្រើការចូលបន្ទាត់ឆក់។ ទិនានុប្បវត្តិជីវសម្ភារៈ។ 71, 388–397 (2018)។
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM ការវាយតម្លៃម៉ូឌុលអេឡាស្ទិក និងការងារស្អិតនៃវត្ថុធាតុទន់ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Borodich-Galanov (BG) ដែលបានពង្រីក និងការចូលបន្ទាត់ជ្រៅ។ រោម។ សាកលវិទ្យាល័យ។ ១២៩, ១៩៨–២១៣ (២០១៩)។
Shi, X. et al. រូបរាង​ណាណូ​មាត្រដ្ឋាន និង​លក្ខណៈសម្បត្តិ​មេកានិច​នៃ​ផ្ទៃ​ប៉ូលីមែរ​ជីវមាត្រ​នៃ​កញ្ចក់​កែវភ្នែក​ស៊ីលីកូន​អ៊ីដ្រូជែល។ Langmuir 37, 13961–13967 (2021)។