ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ Nature.com. ທ່ານກຳລັງໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ມີການຮອງຮັບ CSS ທີ່ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ນອກຈາກນັ້ນ, ເພື່ອຮັບປະກັນການຮອງຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາສະແດງເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ສະແດງຮູບໝູນໝູນຂອງສາມສະໄລ້ພ້ອມກັນ. ໃຊ້ປຸ່ມກ່ອນໜ້າ ແລະ ຕໍ່ໄປເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ໃນເວລາດຽວກັນ, ຫຼືໃຊ້ປຸ່ມຕົວເລື່ອນຢູ່ທ້າຍເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ໃນເວລາດຽວກັນ.
ດ້ວຍການພັດທະນາວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມພິເສດໃໝ່ສຳລັບອຸປະກອນການແພດ ແລະ ການນຳໃຊ້ທາງດ້ານຊີວະການແພດ, ການລະບຸລັກສະນະທີ່ສົມບູນແບບຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ກົນຈັກຂອງພວກມັນແມ່ນທັງສຳຄັນ ແລະ ທ້າທາຍ. ເຕັກນິກການຫຍໍ້ເຂົ້າຂອງກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລໍາມະນູທີ່ຖືກດັດແປງ (AFM) ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອລະບຸລັກສະນະໂມດູນພື້ນຜິວທີ່ຕ່ຳຫຼາຍຂອງເລນຕິດຕໍ່ຊິລິໂຄນໄຮໂດຣເຈວຊີວະພາບ lehfilcon A ໃໝ່ທີ່ເຄືອບດ້ວຍຊັ້ນຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ. ວິທີການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ການກຳນົດຈຸດຕິດຕໍ່ໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຂອງການອັດອອກທີ່ໜຽວເມື່ອເຂົ້າຫາໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນຍັງເຮັດໃຫ້ສາມາດກຳນົດລັກສະນະກົນຈັກຂອງອົງປະກອບແປງແຕ່ລະອັນໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການເລືອກໂພຣບ AFM ທີ່ມີການອອກແບບ (ຂະໜາດປາຍ, ຮູບຮ່າງ ແລະ ອັດຕາສະປິງ) ທີ່ເໝາະສົມໂດຍສະເພາະສຳລັບການວັດແທກຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸອ່ອນ ແລະ ຕົວຢ່າງທາງຊີວະພາບ. ວິທີການນີ້ປັບປຸງຄວາມອ່ອນໄຫວ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງສຳລັບການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງວັດສະດຸອ່ອນຫຼາຍ lehfilcon A, ເຊິ່ງມີໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຕ່ຳຫຼາຍໃນພື້ນທີ່ຜິວ (ສູງເຖິງ 2 kPa) ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງຫຼາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມນ້ຳພາຍໃນ (ເກືອບ 100%). ຜົນຂອງການສຶກສາພື້ນຜິວບໍ່ພຽງແຕ່ເປີດເຜີຍຄຸນສົມບັດພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍຂອງເລນ lehfilcon A ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂມດູລັດຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າແມ່ນທຽບເທົ່າກັບຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນຊິລິກອນ-ໄຮໂດຣເຈນ. ເຕັກນິກການກຳນົດລັກສະນະພື້ນຜິວນີ້ສາມາດນຳໃຊ້ກັບວັດສະດຸ ແລະ ອຸປະກອນການແພດທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍອື່ນໆ.
ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອການຕິດຕໍ່ໂດຍກົງກັບເນື້ອເຍື່ອທີ່ມີຊີວິດມັກຈະຖືກກຳນົດໂດຍສະພາບແວດລ້ອມທາງຊີວະພາບ. ການຈັບຄູ່ທີ່ສົມບູນແບບຂອງຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ບັນລຸລັກສະນະທາງຄລີນິກທີ່ຕ້ອງການຂອງວັດສະດຸໂດຍບໍ່ກໍ່ໃຫ້ເກີດການຕອບສະໜອງທີ່ບໍ່ດີຂອງເຊວ1,2,3. ສຳລັບວັດສະດຸທີ່ເປັນເອກະພາບຂະໜາດໃຫຍ່, ລັກສະນະຂອງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍເນື່ອງຈາກມີຂັ້ນຕອນມາດຕະຖານ ແລະ ວິທີການທົດສອບ (ເຊັ່ນ: ການຍັບຍັ້ງຈຸນລະພາກ4,5,6). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສຳລັບວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍເຊັ່ນ: ເຈວ, ໄຮໂດຣເຈວ, ໂພລີເມີຊີວະພາບ, ຈຸລັງທີ່ມີຊີວິດ, ແລະອື່ນໆ, ວິທີການທົດສອບເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວບໍ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈຳກັດຄວາມລະອຽດຂອງການວັດແທກ ແລະ ຄວາມບໍ່ເປັນເອກະພາບຂອງວັດສະດຸບາງຢ່າງ7. ໃນໄລຍະຫຼາຍປີທີ່ຜ່ານມາ, ວິທີການຍັບຍັ້ງແບບດັ້ງເດີມໄດ້ຖືກດັດແປງ ແລະ ປັບຕົວເພື່ອອະທິບາຍລັກສະນະຂອງວັດສະດຸອ່ອນຫຼາກຫຼາຍຊະນິດ, ແຕ່ວິທີການຫຼາຍຢ່າງຍັງປະສົບກັບຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ຈຳກັດການນຳໃຊ້ຂອງພວກມັນ8,9,10,11,12,13. ການຂາດວິທີການທົດສອບພິເສດທີ່ສາມາດອະທິບາຍລັກສະນະທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸອ່ອນນຸ້ມ ແລະ ຊັ້ນພື້ນຜິວໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືໄດ້ຈຳກັດການນຳໃຊ້ຂອງພວກມັນຢ່າງຮ້າຍແຮງໃນການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ.
ໃນວຽກງານທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ, ພວກເຮົາໄດ້ນຳສະເໜີເລນຕິດຕາ lehfilcon A (CL), ເຊິ່ງເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມອ່ອນນຸ້ມ ແລະ ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນ ເຊິ່ງມີຄຸນສົມບັດພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມທີ່ສຸດ ທີ່ໄດ້ມາຈາກການອອກແບບທີ່ອາດຈະເຮັດດ້ວຍຊີວະວິທະຍາ ທີ່ໄດ້ຮັບແຮງບັນດານໃຈຈາກພື້ນຜິວຂອງກະຈົກຕາຂອງຕາ. ວັດສະດຸຊີວະພາບນີ້ໄດ້ຖືກພັດທະນາໂດຍການຕໍ່ຊັ້ນໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງ poly(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC)) (PMPC) ໃສ່ກັບ silicone hydrogel (SiHy) 15 ທີ່ອອກແບບມາສຳລັບອຸປະກອນການແພດໂດຍອີງໃສ່. ຂະບວນການຕໍ່ນີ້ສ້າງຊັ້ນເທິງພື້ນຜິວທີ່ປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ອ່ອນນຸ້ມ ແລະ ຍືດຫຍຸ່ນສູງ. ວຽກງານທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາໄດ້ຢືນຢັນວ່າໂຄງສ້າງ biomimetic ຂອງ lehfilcon A CL ໃຫ້ຄຸນສົມບັດພື້ນຜິວທີ່ດີກວ່າ ເຊັ່ນ: ການປັບປຸງການປ້ອງກັນການປຽກ ແລະ ການເປື້ອນ, ການເພີ່ມຄວາມຫຼໍ່ລື່ນ, ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນການຍຶດຕິດຂອງເຊວ ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍ 15,16. ນອກຈາກນັ້ນ, ການນຳໃຊ້ ແລະ ການພັດທະນາວັດສະດຸ biomimetic ນີ້ຍັງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການຂະຫຍາຍຕົວຕື່ມອີກໄປສູ່ອຸປະກອນຊີວະວິທະຍາອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍທີ່ຈະຕ້ອງອະທິບາຍຄຸນສົມບັດຂອງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍນີ້ ແລະ ເຂົ້າໃຈການພົວພັນທາງກົນຈັກຂອງມັນກັບຕາເພື່ອສ້າງພື້ນຖານຄວາມຮູ້ທີ່ສົມບູນແບບເພື່ອສະໜັບສະໜູນການພັດທະນາ ແລະ ການນຳໃຊ້ໃນອະນາຄົດ. ເລນຕິດຕໍ່ SiHy ສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ມີຢູ່ໃນທ້ອງຕະຫຼາດແມ່ນປະກອບດ້ວຍສ່ວນປະສົມທີ່ເປັນເອກະພາບຂອງໂພລີເມີ hydrophilic ແລະ hydrophobic ເຊິ່ງປະກອບເປັນໂຄງສ້າງວັດສະດຸທີ່ເປັນເອກະພາບ17. ການສຶກສາຫຼາຍໆຄັ້ງໄດ້ຖືກດຳເນີນເພື່ອສືບສວນຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງມັນໂດຍໃຊ້ວິທີການທົດສອບການບີບອັດ, ການດຶງ ແລະ ການຝັງເຂັມແບບດັ້ງເດີມ18,19,20,21. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການອອກແບບ biomimetic ແບບໃໝ່ຂອງ lehfilcon A CL ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ເປັນເອກະລັກເຊິ່ງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກໂຄງສ້າງພື້ນຖານ SiHy. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຍາກຫຼາຍທີ່ຈະວັດແທກຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງໂດຍໃຊ້ວິທີການແບບດັ້ງເດີມ ແລະ ການຝັງເຂັມ. ວິທີການທີ່ມີຄວາມຫວັງໃຊ້ວິທີການທົດສອບ nanoindentation ທີ່ນຳໃຊ້ໃນກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລໍາມະນູ (AFM), ວິທີການທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກໍານົດຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸ viscoelastic ອ່ອນເຊັ່ນ: ຈຸລັງ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອຊີວະພາບ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໂພລີເມີອ່ອນ22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. ໃນການເຈາະຮູຂະໜາດນາໂນ AFM, ພື້ນຖານຂອງການທົດສອບການເຈາະຮູຂະໜາດນາໂນໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັບຄວາມກ້າວໜ້າລ່າສຸດໃນເຕັກໂນໂລຊີ AFM ເພື່ອໃຫ້ຄວາມອ່ອນໄຫວໃນການວັດແທກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ການທົດສອບວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາກຫຼາຍຊະນິດ31,32,33,34,35,36. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຊີດັ່ງກ່າວຍັງມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສຳຄັນອື່ນໆໂດຍຜ່ານການໃຊ້ຮູບຮ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເຄື່ອງເຈາະຮູ ແລະ ໂພຣບ ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການທົດສອບໃນສື່ຂອງແຫຼວຕ່າງໆ.
ການເຈາະຮູ AFM nanoindentation ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມອົງປະກອບຫຼັກຄື: (1) ອຸປະກອນ (ເຊັນເຊີ, ເຄື່ອງກວດຈັບ, ໂພຣບ, ແລະອື່ນໆ); (2) ພາລາມິເຕີການວັດແທກ (ເຊັ່ນ: ແຮງ, ການຍ້າຍ, ຄວາມໄວ, ຂະໜາດຂອງທາງລາດ, ແລະອື່ນໆ); (3) ການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ (ການແກ້ໄຂພື້ນຖານ, ການປະເມີນຈຸດສຳຜັດ, ການຕິດຕັ້ງຂໍ້ມູນ, ການສ້າງແບບຈຳລອງ, ແລະອື່ນໆ). ບັນຫາທີ່ສຳຄັນກັບວິທີການນີ້ແມ່ນວ່າການສຶກສາຫຼາຍໆຄັ້ງໃນວັນນະຄະດີທີ່ໃຊ້ການເຈາະຮູ AFM nanoindentation ລາຍງານຜົນໄດ້ຮັບດ້ານປະລິມານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍສຳລັບຕົວຢ່າງ/ເຊວ/ວັດສະດຸປະເພດດຽວກັນ 37,38,39,40,41. ຕົວຢ່າງ, Lekka et al. ອິດທິພົນຂອງຮູບຮ່າງຂອງໂພຣບ AFM ຕໍ່ໂມດູນ Young ທີ່ວັດແທກໄດ້ຂອງຕົວຢ່າງຂອງໄຮໂດຣເຈວທີ່ເປັນເອກະພາບທາງກົນຈັກ ແລະ ເຊວທີ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບໄດ້ຖືກສຶກສາ ແລະ ປຽບທຽບ. ພວກເຂົາລາຍງານວ່າຄ່າໂມດູນແມ່ນຂຶ້ນກັບການເລືອກ cantilever ແລະ ຮູບຮ່າງປາຍ, ໂດຍມີຄ່າສູງສຸດສຳລັບໂພຣບຮູບຊົງພີຣາມິດ ແລະ ຄ່າຕໍ່າສຸດ 42 ສຳລັບໂພຣບຮູບຊົງກົມ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, Selhuber-Unkel et al. ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມໄວຂອງຕົວຫຍໍ້, ຂະໜາດຂອງຕົວຫຍໍ້ ແລະ ຄວາມໜາຂອງຕົວຢ່າງ polyacrylamide (PAAM) ມີຜົນກະທົບຕໍ່ໂມດູນຂອງ Young ທີ່ວັດແທກໂດຍການເຈາະເລິກຂອງ ACM43 ແນວໃດ. ປັດໄຈທີ່ສັບສົນອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນການຂາດວັດສະດຸທົດສອບໂມດູນຕ່ຳຫຼາຍມາດຕະຖານ ແລະ ຂັ້ນຕອນການທົດສອບຟຣີ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກຫຼາຍທີ່ຈະໄດ້ຜົນທີ່ຖືກຕ້ອງດ້ວຍຄວາມໝັ້ນໃຈ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການດັ່ງກ່າວແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍສຳລັບການວັດແທກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ ແລະ ການປະເມີນຜົນປຽບທຽບລະຫວ່າງປະເພດຕົວຢ່າງທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນການໃຊ້ AFM nanoindentation ເພື່ອຈຳແນກຈຸລັງປົກກະຕິຈາກຈຸລັງມະເຮັງ 44, 45.
ເມື່ອທົດສອບວັດສະດຸອ່ອນດ້ວຍການເຈາະ AFM nanoindentation, ກົດລະບຽບທົ່ວໄປແມ່ນການໃຊ້ໂພຣບທີ່ມີຄ່າຄົງທີ່ສະປິງຕ່ຳ (k) ທີ່ກົງກັບໂມດູນຕົວຢ່າງ ແລະ ປາຍເຄິ່ງວົງກົມ/ຮູບວົງມົນ ເພື່ອໃຫ້ໂພຣບທຳອິດບໍ່ເຈາະໜ້າຜິວຕົວຢ່າງເມື່ອສຳຜັດກັບວັດສະດຸອ່ອນຄັ້ງທຳອິດ. ມັນຍັງມີຄວາມສຳຄັນທີ່ສັນຍານການໂຄ້ງງໍທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍໂພຣບຕ້ອງແຂງແຮງພໍທີ່ຈະຖືກກວດພົບໂດຍລະບົບກວດຈັບເລເຊີ24,34,46,47. ໃນກໍລະນີຂອງຈຸລັງ, ເນື້ອເຍື່ອ ແລະ ເຈວທີ່ມີຄວາມອ່ອນນຸ້ມເປັນພິເສດ, ສິ່ງທ້າທາຍອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນການເອົາຊະນະແຮງຍຶດຕິດລະຫວ່າງໂພຣບ ແລະ ໜ້າຜິວຕົວຢ່າງເພື່ອຮັບປະກັນການວັດແທກທີ່ສາມາດເຮັດຊ້ຳໄດ້ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖື48,49,50. ຈົນກ່ວາເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ວຽກງານສ່ວນໃຫຍ່ກ່ຽວກັບການເຈາະ AFM nanoindentation ໄດ້ສຸມໃສ່ການສຶກສາພຶດຕິກຳທາງກົນຈັກຂອງຈຸລັງຊີວະພາບ, ເນື້ອເຍື່ອ, ເຈວ, ໄຮໂດຣເຈວ ແລະ ຊີວະໂມເລກຸນໂດຍໃຊ້ໂພຣບຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນທົ່ວໄປວ່າໂພຣບຄໍລອຍດອລ (CPs). , 47, 51, 52, 53, 54, 55. ປາຍເຫຼົ່ານີ້ມີລັດສະໝີ 1 ຫາ 50 µm ແລະ ມັກຈະເຮັດຈາກແກ້ວ borosilicate, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), silicon dioxide (SiO2) ແລະ ຄາບອນຄ້າຍຄືເພັດ (DLC). ເຖິງແມ່ນວ່າການເຈາະຮູຂະໜາດນາໂນ CP-AFM ມັກຈະເປັນທາງເລືອກທຳອິດສຳລັບການວິເຄາະຕົວຢ່າງທີ່ອ່ອນນຸ້ມ, ແຕ່ມັນມີບັນຫາ ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດຂອງມັນເອງ. ການໃຊ້ປາຍຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່, ຂະໜາດໄມຄຣອນເພີ່ມພື້ນທີ່ຕິດຕໍ່ທັງໝົດຂອງປາຍກັບຕົວຢ່າງ ແລະ ເຮັດໃຫ້ສູນເສຍຄວາມລະອຽດທາງພື້ນທີ່ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສຳລັບຕົວຢ່າງທີ່ອ່ອນນຸ້ມ, ບໍ່ເປັນເອກະພາບ, ບ່ອນທີ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງອົງປະກອບທ້ອງຖິ່ນອາດຈະແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກສະເລ່ຍໃນພື້ນທີ່ກວ້າງກວ່າ, ການເຈາະຮູ CP ສາມາດປິດບັງຄວາມບໍ່ເປັນເອກະພາບໃນຄຸນສົມບັດໃນລະດັບທ້ອງຖິ່ນ52. ໂພຣບຄໍລອຍດອລມັກຈະເຮັດໂດຍການຕິດຊົງກົມຄໍລອຍດອລຂະໜາດໄມຄຣອນໃສ່ກັບຂາງທີ່ບໍ່ມີປາຍໂດຍໃຊ້ກາວອີພອກຊີ. ຂະບວນການຜະລິດເອງກໍ່ເຕັມໄປດ້ວຍບັນຫາຫຼາຍຢ່າງ ແລະ ສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງໃນຂະບວນການປັບທຽບໂພຣບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂະໜາດ ແລະ ມວນສານຂອງອະນຸພາກຄໍລອຍດອຍມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຕົວກຳນົດການວັດແທກຫຼັກຂອງຂາຕັ້ງ, ເຊັ່ນ: ຄວາມຖີ່ສະທ້ອນ, ຄວາມແຂງຂອງສະປິງ, ແລະ ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຄ້ງງໍ56,57,58. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປສຳລັບໂພຣບ AFM ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊັ່ນ: ການວັດແທກອຸນຫະພູມ, ອາດຈະບໍ່ໃຫ້ການປັບທຽບທີ່ຖືກຕ້ອງສຳລັບ CP, ແລະ ວິທີການອື່ນໆອາດຈະຕ້ອງໃຊ້ເພື່ອປະຕິບັດການແກ້ໄຂເຫຼົ່ານີ້57, 59, 60, 61. ການທົດລອງການຫຍໍ້ໜ້າ CP ທົ່ວໄປໃຊ້ການຫຍໍ້ໜ້າຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງຂາຕັ້ງເພື່ອສຶກສາຄຸນສົມບັດຂອງຕົວຢ່າງທີ່ອ່ອນ, ເຊິ່ງສ້າງບັນຫາອີກອັນໜຶ່ງເມື່ອປັບທຽບພຶດຕິກຳທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຂອງຂາຕັ້ງຢູ່ທີ່ຄວາມຜັນຜວນທີ່ຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່62,63,64. ວິທີການຫຍໍ້ໜ້າໂພຣບຄໍລອຍດອຍ ... ໃນລັກສະນະດຽວກັນ, ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ຄິດໄລ່ໂດຍການປັບຕົວແບບສຳຜັດແມ່ນຂຶ້ນກັບຮູບຮ່າງຂອງໂພຣບການຫຍໍ້ໜ້າໂດຍກົງ, ແລະ ຄວາມບໍ່ກົງກັນລະຫວ່າງລັກສະນະຂອງປາຍ ແລະ ໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມບໍ່ຖືກຕ້ອງ27, 65, 66, 67, 68. ບາງຜົນງານທີ່ຜ່ານມາໂດຍ Spencer et al. ປັດໄຈທີ່ຄວນພິຈາລະນາເມື່ອກຳນົດລັກສະນະຂອງແປງໂພລີເມີອ່ອນໂດຍໃຊ້ວິທີການ CP-AFM nanoindentation ໄດ້ຖືກເນັ້ນໃຫ້ເຫັນ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ລາຍງານວ່າການຮັກສານ້ຳໜຽວໄວ້ໃນແປງໂພລີເມີເປັນໜ້າທີ່ຂອງຄວາມໄວເຮັດໃຫ້ການໂຫຼດຫົວເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ດັ່ງນັ້ນການວັດແທກຄຸນສົມບັດທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມໄວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ30,69,70,71.
ໃນການສຶກສາຄັ້ງນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ລະບຸລັກສະນະໂມດູນພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸ lehfilcon A CL ທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍ ແລະ ຍືດຫຍຸ່ນສູງໂດຍໃຊ້ວິທີການ AFM nanoindentation ທີ່ຖືກດັດແປງ. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດ ແລະ ໂຄງສ້າງໃໝ່ຂອງວັດສະດຸນີ້, ລະດັບຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງວິທີການ indentation ແບບດັ້ງເດີມແມ່ນບໍ່ພຽງພໍທີ່ຈະລະບຸລັກສະນະໂມດູນຂອງວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍນີ້, ສະນັ້ນມັນຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ວິທີການ AFM nanoindentation ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງ ແລະ ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕ່ຳ. ຫຼັງຈາກການທົບທວນຂໍ້ບົກຜ່ອງ ແລະ ບັນຫາຂອງເຕັກນິກການ indentation ຂອງໂພຣບ AFM colloidal ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນຫຍັງພວກເຮົາຈຶ່ງເລືອກໂພຣບ AFM ທີ່ອອກແບບມາເປັນພິເສດຂະໜາດນ້ອຍກວ່າເພື່ອກຳຈັດຄວາມອ່ອນໄຫວ, ສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງ, ຈຸດສຳຜັດທີ່ແນ່ນອນ, ວັດແທກໂມດູນຄວາມໄວຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມອ່ອນນຸ້ມເຊັ່ນ: ການເພິ່ງພາອາໄສການຮັກສານ້ຳ, ແລະ ການວັດແທກປະລິມານທີ່ຖືກຕ້ອງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາສາມາດວັດແທກຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍ indentation ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ຮູບແບບການພໍດີຂອງຮູບຊົງກະບອກເພື່ອກຳນົດໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໂດຍບໍ່ຕ້ອງປະເມີນພື້ນທີ່ສຳຜັດຂອງປາຍກັບວັດສະດຸ. ສອງສົມມຸດຕິຖານໂດຍປະນິນທີ່ຖືກວັດແທກໃນວຽກງານນີ້ແມ່ນຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງເຕັມທີ່ ແລະ ໂມດູນທີ່ບໍ່ຂຶ້ນກັບຄວາມເລິກຂອງ indentation. ໂດຍການໃຊ້ວິທີການນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ທົດສອບມາດຕະຖານອ່ອນນຸ້ມທີ່ສຸດດ້ວຍໂມດູນທີ່ຮູ້ຈັກເພື່ອວັດແທກວິທີການ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ໃຊ້ວິທີການນີ້ເພື່ອອະທິບາຍລັກສະນະພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸຄອນແທັກເລນສອງຊະນິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ວິທີການນີ້ໃນການກໍານົດລັກສະນະພື້ນຜິວ AFM nanoindentation ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວເພີ່ມຂຶ້ນຄາດວ່າຈະສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ກັບວັດສະດຸອ່ອນນຸ້ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນທາງຊີວະພາບຫຼາກຫຼາຍຊະນິດທີ່ມີທ່າແຮງໃນການນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນການແພດແລະການນໍາໃຊ້ທາງດ້ານຊີວະວິທະຍາ.
ເລນຕິດຕາ Lehfilcon A (Alcon, Fort Worth, Texas, ສະຫະລັດອາເມລິກາ) ແລະ ຊັ້ນຮອງພື້ນຊິລິໂຄນໄຮໂດຣເຈວຂອງພວກມັນໄດ້ຖືກເລືອກສຳລັບການທົດລອງການເຈາະຮູແບບນາໂນ. ຕົວຍຶດເລນທີ່ອອກແບບພິເສດໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນການທົດລອງ. ເພື່ອຕິດຕັ້ງເລນສຳລັບການທົດສອບ, ມັນໄດ້ຖືກວາງໄວ້ຢ່າງລະມັດລະວັງເທິງຂາຕັ້ງຮູບໂດມ, ຮັບປະກັນວ່າບໍ່ມີຟອງອາກາດເຂົ້າໄປພາຍໃນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຕິດດ້ວຍຂອບ. ຮູຢູ່ໃນອຸປະກອນຢູ່ເທິງສຸດຂອງຕົວຍຶດເລນຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດເຂົ້າເຖິງສູນກາງທາງສາຍຕາຂອງເລນສຳລັບການທົດລອງການເຈາະຮູແບບນາໂນໃນຂະນະທີ່ຮັກສານ້ຳໄວ້ໃນບ່ອນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເລນມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຢ່າງເຕັມທີ່. ນ້ຳຢາບັນຈຸເລນຕິດຕາ 500 μl ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນນ້ຳຢາທົດສອບ. ເພື່ອກວດສອບຜົນໄດ້ຮັບດ້ານປະລິມານ, ໄຮໂດຣເຈວ polyacrylamide (PAAM) ທີ່ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຢູ່ໃນທ້ອງຕະຫຼາດໄດ້ຖືກກະກຽມຈາກສ່ວນປະກອບ polyacrylamide-co-methylene-bisacrylamide (ຈານ Petrisoft Petri 100 ມມ, Matrigen, Irvine, CA, ສະຫະລັດອາເມລິກາ), ເຊິ່ງເປັນໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ຮູ້ຈັກຂອງ 1 kPa. ໃຊ້ນ້ຳເຄັມຟອສເຟດບັບເຟີເຣດ (PBS ຈາກ Corning Life Sciences, Tewkesbury, MA, ສະຫະລັດອາເມລິກາ) 4-5 ຢອດ (ປະມານ 125 µl) ແລະ ນ້ຳຢາລ້າງຄອນແທັກເລນ OPTI-FREE Puremoist (Alcon, Vaud, TX, ສະຫະລັດອາເມລິກາ) 1 ຢອດ (ປະມານ 125 µl). ຢູ່ທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ໄຮໂດຣເຈວ-ໂພຣບ AFM.
ຕົວຢ່າງຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນ Lehfilcon A CL ແລະ SiHy ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍໃຊ້ລະບົບກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນເອເລັກຕຣອນ FEI Quanta 250 (FEG SEM) ທີ່ຕິດຕັ້ງດ້ວຍເຄື່ອງກວດຈັບກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນເອເລັກຕຣອນ (STEM). ເພື່ອກະກຽມຕົວຢ່າງ, ເລນໄດ້ຖືກລ້າງດ້ວຍນ້ຳກ່ອນ ແລະ ຕັດເປັນຮູບຊົງວົງມົນ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມຄົມຊັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງອົງປະກອບທີ່ດູດຊຶມນ້ຳ ແລະ ດູດຊຶມນ້ຳຂອງຕົວຢ່າງ, ສານລະລາຍ RuO4 ທີ່ໝັ້ນຄົງ 0.10% ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເປັນສີຍ້ອມ, ເຊິ່ງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກແຊ່ໄວ້ເປັນເວລາ 30 ນາທີ. ການຍ້ອມສີ lehfilcon A CL RuO4 ມີຄວາມສຳຄັນບໍ່ພຽງແຕ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມຄົມຊັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ດີຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຊ່ວຍຮັກສາໂຄງສ້າງຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າໃນຮູບແບບເດີມຂອງມັນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນສາມາດເບິ່ງເຫັນໄດ້ໃນຮູບພາບ STEM. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກມັນໄດ້ຖືກລ້າງ ແລະ ອົບແຫ້ງໃນຊຸດຂອງສ່ວນປະສົມເອທານອນ/ນ້ຳທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເອທານອນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຫລໍ່ດ້ວຍອີພອກຊີ EMBed 812/Araldite, ເຊິ່ງແຂງຕົວຄືນທີ່ອຸນຫະພູມ 70°C. ບລັອກຕົວຢ່າງທີ່ໄດ້ມາຈາກການໂພລີເມີໄຣເຊຊັນຂອງເຣຊິນໄດ້ຖືກຕັດດ້ວຍເຄື່ອງຕັດ ultramicrotome, ແລະ ພາກສ່ວນບາງໆທີ່ໄດ້ຮັບໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນດ້ວຍເຄື່ອງກວດຈັບ STEM ໃນໂໝດສູນຍາກາດຕ່ຳທີ່ແຮງດັນເລັ່ງ 30 kV. ລະບົບ SEM ດຽວກັນນີ້ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການລະບຸລັກສະນະລະອຽດຂອງໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL AFM (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA). ຮູບພາບ SEM ຂອງໂພຣບ AFM ໄດ້ຮັບໃນຮູບແບບສູນຍາກາດສູງທົ່ວໄປທີ່ມີແຮງດັນເລັ່ງ 30 kV. ຖ່າຍຮູບພາບໃນມຸມ ແລະ ການຂະຫຍາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອບັນທຶກລາຍລະອຽດທັງໝົດຂອງຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍໂພຣບ AFM. ຂະໜາດປາຍທັງໝົດທີ່ສົນໃຈໃນຮູບພາບໄດ້ຖືກວັດແທກດ້ວຍຮູບແບບດິຈິຕອລ.
ກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລະມານູ Dimension FastScan Bio Icon (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA) ທີ່ມີໂໝດ “PeakForce QNM ໃນ Fluid” ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເບິ່ງເຫັນ ແລະ ເນົ່າເປື່ອຍຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL, ຊັ້ນຮອງ SiHy, ແລະ PAAm hydrogel. ສໍາລັບການທົດລອງການຖ່າຍພາບ, ໂພຣບ PEAKFORCE-HIRS-FA (Bruker) ທີ່ມີລັດສະໝີປາຍ 1 nm ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈັບຮູບພາບຄວາມລະອຽດສູງຂອງຕົວຢ່າງໃນອັດຕາການສະແກນ 0.50 Hz. ຮູບພາບທັງໝົດຖືກຖ່າຍໃນນໍ້າ.
ການທົດລອງການເຈາະຮູຂະໜາດນາໂນ AFM ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL (Bruker). ໂພຣບ AFM ມີປາຍຊິລິໂຄນຢູ່ເທິງທໍ່ nitride cantilever ໜາ 345 nm, ຍາວ 54 µm ແລະກວ້າງ 4.5 µm ພ້ອມດ້ວຍຄວາມຖີ່ສະທ້ອນ 45 kHz. ມັນຖືກອອກແບບມາເປັນພິເສດເພື່ອອະທິບາຍລັກສະນະ ແລະ ປະຕິບັດການວັດແທກແບບປະລິມານນາໂນກົນຈັກໃນຕົວຢ່າງຊີວະພາບທີ່ອ່ອນ. ເຊັນເຊີໄດ້ຖືກປັບທຽບແຍກຕ່າງຫາກຢູ່ໂຮງງານດ້ວຍການຕັ້ງຄ່າສະປິງທີ່ປັບທຽບໄວ້ກ່ອນ. ຄ່າຄົງທີ່ຂອງສະປິງຂອງໂພຣບທີ່ໃຊ້ໃນການສຶກສານີ້ແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ 0.05–0.1 N/m. ເພື່ອກຳນົດຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ໂພຣບໄດ້ຖືກສະແດງລັກສະນະລາຍລະອຽດໂດຍໃຊ້ SEM. ໃນຮູບທີ 1a ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບພາບຈຸລະພາກອີເລັກຕຣອນສະແກນທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ, ກຳລັງຂະຫຍາຍຕ່ຳຂອງໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL, ເຊິ່ງໃຫ້ມຸມມອງທີ່ຄົບຖ້ວນຂອງການອອກແບບໂພຣບ. ໃນຮູບທີ 1b ສະແດງໃຫ້ເຫັນມຸມມອງທີ່ຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂຶ້ນຂອງດ້ານເທິງຂອງປາຍໂພຣບ, ເຊິ່ງໃຫ້ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍ. ຢູ່ສົ້ນສຸດ, ເຂັມແມ່ນຮູບຊົງກະບອກທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 140 nm (ຮູບທີ 1c). ດ້ານລຸ່ມນີ້, ປາຍຈະແຫຼມເປັນຮູບຈວຍ, ມີຄວາມຍາວປະມານ 500 nm. ຢູ່ນອກພື້ນທີ່ແຫຼມ, ປາຍຈະເປັນຮູບຊົງກະບອກ ແລະ ສິ້ນສຸດລົງດ້ວຍຄວາມຍາວປາຍທັງໝົດ 1.18 µm. ນີ້ແມ່ນສ່ວນທີ່ເຮັດວຽກຫຼັກຂອງປາຍໂພຣບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໂພຣບໂພຣບໂພລີສະໄຕຣີນ (PS) ຮູບຊົງກົມຂະໜາດໃຫຍ່ (Novascan Technologies, Inc., Boone, Iowa, USA) ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງປາຍ 45 µm ແລະ ຄ່າຄົງທີ່ຂອງສະປິງ 2 N/m ຍັງຖືກນຳໃຊ້ສຳລັບການທົດສອບເປັນໂພຣບຄໍລອຍດອຍ. ດ້ວຍໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL 140 nm ສຳລັບການປຽບທຽບ.
ມີລາຍງານວ່າຂອງແຫຼວສາມາດຕິດຢູ່ລະຫວ່າງໂພຣບ AFM ແລະໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີໃນລະຫວ່າງການເຈາະລົງໃນນາໂນ, ເຊິ່ງຈະອອກແຮງຂຶ້ນເທິງໂພຣບ AFM ກ່ອນທີ່ມັນຈະແຕະພື້ນຜິວຕົວຈິງ69. ຜົນກະທົບຂອງການບີບອັດທີ່ໜຽວນີ້ເນື່ອງຈາກການຮັກສານ້ຳສາມາດປ່ຽນແປງຈຸດສຳຜັດທີ່ປາກົດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການວັດແທກໂມດູລັດຂອງພື້ນຜິວ. ເພື່ອສຶກສາຜົນກະທົບຂອງຮູບຮ່າງຂອງໂພຣບ ແລະຄວາມໄວຂອງການເຈາະລົງໃນການຮັກສານ້ຳ, ເສັ້ນໂຄ້ງແຮງເຈາະລົງໄດ້ຖືກວາງແຜນສຳລັບຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL ໂດຍໃຊ້ໂພຣບເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ທີ່ອັດຕາການຍ້າຍຄົງທີ່ 1 µm/s ແລະ 2 µm/s. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງໂພຣບ 45 µm, ການຕັ້ງຄ່າແຮງຄົງທີ່ 6 nN ບັນລຸໄດ້ທີ່ 1 µm/s. ການທົດລອງກັບໂພຣບເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ໄດ້ຖືກປະຕິບັດທີ່ຄວາມໄວຂອງການເຈາະລົງໃນ 1 µm/s ແລະແຮງທີ່ຕັ້ງໄວ້ 300 pN, ຖືກເລືອກເພື່ອສ້າງຄວາມດັນສຳຜັດພາຍໃນຂອບເຂດທາງສະລີລະວິທະຍາ (1–8 kPa) ຂອງໜັງຕາເທິງ. ຄວາມກົດດັນ 72. ຕົວຢ່າງທີ່ອ່ອນນຸ້ມຂອງ PAA hydrogel ທີ່ມີຄວາມດັນ 1 kPa ໄດ້ຖືກທົດສອບສຳລັບແຮງການຢືດຕົວ 50 pN ທີ່ຄວາມໄວ 1 μm/s ໂດຍໃຊ້ໂພຣບທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm.
ເນື່ອງຈາກຄວາມຍາວຂອງສ່ວນຮູບຈວຍຂອງປາຍຂອງໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL ແມ່ນປະມານ 500 nm, ສຳລັບຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວ < 500 nm ມັນສາມາດສົມມຸດໄດ້ຢ່າງປອດໄພວ່າຮູບຮ່າງຂອງໂພຣບໃນລະຫວ່າງການຢືດຕົວຈະຍັງຄົງເປັນຈິງກັບຮູບຮ່າງຂອງໂກນຂອງມັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນໄດ້ຖືກສົມມຸດວ່າພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ການທົດສອບຈະສະແດງການຕອບສະໜອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ສາມາດປີ້ນກັບຄືນໄດ້, ເຊິ່ງຍັງຈະຖືກຢືນຢັນໃນພາກຕໍ່ໄປນີ້. ດັ່ງນັ້ນ, ຂຶ້ນກັບຮູບຮ່າງແລະຂະໜາດຂອງປາຍ, ພວກເຮົາໄດ້ເລືອກຮູບແບບການປັບຮູບຈວຍ-ຊົງກົມທີ່ພັດທະນາໂດຍ Briscoe, Sebastian ແລະ Adams, ເຊິ່ງມີຢູ່ໃນຊອບແວຂອງຜູ້ຂາຍ, ເພື່ອປະມວນຜົນການທົດລອງການຢືດຕົວຂອງ AFM nanoindentation ຂອງພວກເຮົາ (NanoScope). ຊອບແວການວິເຄາະຂໍ້ມູນການແຍກ, Bruker) 73. ຮູບແບບອະທິບາຍຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງ-ການຍ້າຍຕົວ F(δ) ສຳລັບໂກນທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງປາຍຮູບຈວຍ. ໃນຮູບ. ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບຮ່າງຂອງການຕິດຕໍ່ໃນລະຫວ່າງການພົວພັນຂອງໂກນແຂງກັບປາຍຮູບຊົງກົມ, ບ່ອນທີ່ R ແມ່ນລັດສະໝີຂອງປາຍຮູບຊົງກົມ, a ແມ່ນລັດສະໝີຕິດຕໍ່, b ແມ່ນລັດສະໝີຕິດຕໍ່ຢູ່ປາຍຂອງປາຍຮູບຊົງກົມ, δ ແມ່ນລັດສະໝີຕິດຕໍ່. ຄວາມເລິກຂອງຮອຍຍັບ, θ ແມ່ນເຄິ່ງມຸມຂອງໂກນ. ຮູບພາບ SEM ຂອງໂພຣບນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນວ່າປາຍຮູບຊົງກົມທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ລວມເຂົ້າກັນເປັນໂກນ, ສະນັ້ນໃນທີ່ນີ້ b ຖືກກຳນົດຜ່ານ R ເທົ່ານັ້ນ, ເຊັ່ນ b = R cos θ. ຊອບແວທີ່ຜູ້ຂາຍສະໜອງໃຫ້ໃຫ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໂກນກັບຊົງກົມເພື່ອຄິດໄລ່ຄ່າໂມດູນຂອງ Young (E) ຈາກຂໍ້ມູນການແຍກແຮງໂດຍສົມມຸດວ່າ a > b. ຄວາມສຳພັນ:
ບ່ອນທີ່ F ແມ່ນແຮງການຢຽດຕົວ, E ແມ່ນໂມດູນຂອງ Young, ν ແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson. ລັດສະໝີຕິດຕໍ່ a ສາມາດປະມານໄດ້ໂດຍໃຊ້:
ແຜນວາດຂອງຮູບຮ່າງໜ້າຕາຂອງໂກນແຂງທີ່ມີປາຍຮູບຊົງກົມກົດເຂົ້າໄປໃນວັດສະດຸຂອງເລນຕິດຕໍ່ Lefilcon ດ້ວຍຊັ້ນໜ້າດິນຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ.
ຖ້າ a ≤ b, ຄວາມສຳພັນຈະຫຼຸດລົງເປັນສົມຜົນສຳລັບເຄື່ອງຫຍໍ້ຮູບຊົງກົມທຳມະດາ;
ພວກເຮົາເຊື່ອວ່າການພົວພັນຂອງໂພຣບທີ່ຫຍໍ້ເຂົ້າກັບໂຄງສ້າງທີ່ມີກິ່ງງ່າຂອງແປງໂພລີເມີ PMPC ຈະເຮັດໃຫ້ລັດສະໝີຕິດຕໍ່ a ໃຫຍ່ກວ່າລັດສະໝີຕິດຕໍ່ຮູບຊົງກົມ b. ດັ່ງນັ້ນ, ສຳລັບການວັດແທກດ້ານປະລິມານທັງໝົດຂອງໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ປະຕິບັດໃນການສຶກສານີ້, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ການເພິ່ງພາອາໄສທີ່ໄດ້ຮັບສຳລັບກໍລະນີ a > b.
ວັດສະດຸ biomimetic ທີ່ອ່ອນນຸ້ມທີ່ໄດ້ສຶກສາໃນການສຶກສານີ້ໄດ້ຖືກຖ່າຍພາບຢ່າງລະອຽດໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນສົ່ງຜ່ານການສະແກນ (STEM) ຂອງພາກຕັດຂວາງຂອງຕົວຢ່າງ ແລະ ກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລໍາມະນູ (AFM) ຂອງໜ້າດິນ. ການວິເຄາະລັກສະນະໜ້າດິນລະອຽດນີ້ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນສ່ວນຂະຫຍາຍຂອງວຽກງານທີ່ພວກເຮົາໄດ້ເຜີຍແຜ່ກ່ອນໜ້ານີ້, ເຊິ່ງພວກເຮົາໄດ້ກຳນົດວ່າໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີການແຕກກິ່ງແບບໄດນາມິກຂອງໜ້າດິນ lehfilcon A CL ທີ່ດັດແປງໂດຍ PMPC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບເນື້ອເຍື່ອກະຈົກຕາພື້ນເມືອງ 14. ດ້ວຍເຫດຜົນນີ້, ພວກເຮົາອ້າງອີງເຖິງໜ້າດິນເລນຕິດຕໍ່ເປັນວັດສະດຸ biomimetic14. ໃນຮູບທີ 3a, b ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາກຕັດຂວາງຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີ PMPC ທີ່ມີການແຕກກິ່ງຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນ lehfilcon A CL ແລະ ຊັ້ນຮອງພື້ນ SiHy ທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວຕາມລຳດັບ. ໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງທັງສອງໄດ້ຖືກວິເຄາະຕື່ມອີກໂດຍໃຊ້ຮູບພາບ AFM ຄວາມລະອຽດສູງ, ເຊິ່ງຢືນຢັນຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະ STEM ຕື່ມອີກ (ຮູບທີ 3c, d). ເມື່ອພິຈາລະນາຮ່ວມກັນ, ຮູບພາບເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ຄວາມຍາວປະມານຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີການແຕກກິ່ງ PMPC ທີ່ 300–400 nm, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນສຳລັບການຕີຄວາມການວັດແທກ AFM nanoindentation. ການສັງເກດທີ່ສຳຄັນອີກອັນໜຶ່ງທີ່ໄດ້ມາຈາກຮູບພາບແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງພື້ນຜິວໂດຍລວມຂອງວັດສະດຸ biomimetic CL ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນທາງດ້ານຮູບຮ່າງຈາກວັດສະດຸ SiHy substrate. ຄວາມແຕກຕ່າງໃນຮູບຮ່າງພື້ນຜິວຂອງມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຊັດເຈນໃນລະຫວ່າງການພົວພັນທາງກົນຈັກກັບໂພຣບ AFM ທີ່ເຈາະຮູ ແລະຕໍ່ມາໃນຄ່າໂມດູລັດທີ່ວັດແທກໄດ້.
ຮູບພາບ STEM ຕັດຂວາງຂອງ (a) ຊັ້ນໃຕ້ດິນ lehfilcon A CL ແລະ (b) ຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiHy. ແຖບຂະໜາດ, 500 nm. ຮູບພາບ AFM ຂອງໜ້າດິນຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ lehfilcon A CL (c) ແລະ ຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiHy ພື້ນຖານ (d) (3 µm × 3 µm).
ໂພລີເມີທີ່ໄດ້ຮັບແຮງບັນດານໃຈຈາກຊີວະວິທະຍາ ແລະ ໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີແມ່ນມີຄວາມອ່ອນນຸ້ມໂດຍທຳມະຊາດ ແລະ ໄດ້ຮັບການສຶກສາ ແລະ ນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການນຳໃຊ້ທາງດ້ານຊີວະວິທະຍາຕ່າງໆ74,75,76,77. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະໃຊ້ວິທີການ AFM nanoindentation, ເຊິ່ງສາມາດວັດແທກຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງມັນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖື. ແຕ່ໃນເວລາດຽວກັນ, ຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມເຫຼົ່ານີ້, ເຊັ່ນ: ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຕ່ຳຫຼາຍ, ປະລິມານຂອງແຫຼວສູງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງ, ມັກເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະເລືອກວັດສະດຸ, ຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງໂພຣບ indenting ທີ່ຖືກຕ້ອງ. ນີ້ແມ່ນສິ່ງສຳຄັນເພື່ອວ່າ indenter ຈະບໍ່ເຈາະໜ້າຜິວທີ່ອ່ອນຂອງຕົວຢ່າງ, ເຊິ່ງຈະນຳໄປສູ່ຄວາມຜິດພາດໃນການກຳນົດຈຸດສຳຜັດກັບໜ້າຜິວ ແລະ ພື້ນທີ່ສຳຜັດ.
ສຳລັບສິ່ງນີ້, ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງຄົບຖ້ວນກ່ຽວກັບຮູບຮ່າງຂອງວັດສະດຸຊີວະພາບທີ່ອ່ອນນຸ້ມພິເສດ (lehfilcon A CL) ແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ. ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຂະໜາດ ແລະ ໂຄງສ້າງຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ວິທີການສ້າງພາບສະໜອງພື້ນຖານສຳລັບການວິເຄາະລັກສະນະກົນຈັກຂອງພື້ນຜິວໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກ AFM nanoindentation. ແທນທີ່ຈະເປັນໂພຣບຄໍລອຍດອຍຮູບຊົງກົມຂະໜາດໄມຄຣອນ, ພວກເຮົາໄດ້ເລືອກໂພຣບຊິລິໂຄນໄນໄຕຣດ PFQNM-LC-A-CAL (Bruker) ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງປາຍ 140 nm, ອອກແບບເປັນພິເສດສຳລັບການສ້າງແຜນທີ່ປະລິມານຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງຕົວຢ່າງທາງຊີວະພາບ 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84. ເຫດຜົນສຳລັບການໃຊ້ໂພຣບທີ່ຄົມຊັດເມື່ອທຽບກັບໂພຣບຄໍລອຍດອຍແບບດັ້ງເດີມສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍລັກສະນະໂຄງສ້າງຂອງວັດສະດຸ. ເມື່ອປຽບທຽບຂະໜາດປາຍໂພຣບ (~140 nm) ກັບແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າຢູ່ເທິງໜ້າຜິວຂອງ CL lehfilcon A, ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3a, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າປາຍມີຂະໜາດໃຫຍ່ພໍທີ່ຈະສຳຜັດໂດຍກົງກັບໂຄງສ້າງແປງເຫຼົ່ານີ້, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນໂອກາດທີ່ປາຍຈະເຈາະຜ່ານພວກມັນ. ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດນີ້, ໃນຮູບທີ 4 ແມ່ນຮູບພາບ STEM ຂອງ lehfilcon A CL ແລະປາຍທີ່ຫຍ่อนຂອງໂພຣບ AFM (ແຕ້ມຕາມຂະໜາດ).
ແຜນວາດສະແດງຮູບພາບ STEM ຂອງ lehfilcon A CL ແລະໂພຣບການຫຍໍ້ໜ້າ ACM (ແຕ້ມຕາມມາດຕາສ່ວນ).
ນອກຈາກນັ້ນ, ຂະໜາດປາຍ 140 nm ແມ່ນນ້ອຍພໍທີ່ຈະຫຼີກລ່ຽງຄວາມສ່ຽງຂອງຜົນກະທົບການອັດທີ່ໜຽວທີ່ລາຍງານມາກ່ອນສຳລັບແປງໂພລີເມີທີ່ຜະລິດໂດຍວິທີການ CP-AFM nanoindentation69,71. ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າເນື່ອງຈາກຮູບຮ່າງຊົງກົມພິເສດ ແລະ ຂະໜາດທີ່ຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍຂອງປາຍ AFM ນີ້ (ຮູບທີ 1), ລັກສະນະຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ lehfilcon A CL nanoindentation ຈະບໍ່ຂຶ້ນກັບຄວາມໄວໃນການຫຍໍ້ໜ້າ ຫຼື ຄວາມໄວໃນການໂຫຼດ/ການຖອດ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຜົນກະທົບຂອງ poroelastic. ເພື່ອທົດສອບສົມມຸດຕິຖານນີ້, ຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL ໄດ້ຖືກຫຍໍ້ໜ້າດ້ວຍແຮງສູງສຸດຄົງທີ່ໂດຍໃຊ້ໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL, ແຕ່ຢູ່ທີ່ຄວາມໄວສອງຢ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະເສັ້ນໂຄ້ງແຮງດຶງ ແລະ ແຮງດຶງທີ່ໄດ້ຮັບໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອວາງແຜນແຮງ (nN) ໃນການແຍກ (µm) ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5a. ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນວ່າເສັ້ນໂຄ້ງແຮງໃນລະຫວ່າງການໂຫຼດ ແລະ ການຂົນລົງຊ້ອນກັນຢ່າງສົມບູນ, ແລະ ບໍ່ມີຫຼັກຖານທີ່ຊັດເຈນວ່າແຮງຕັດທີ່ຄວາມເລິກຂອງການຢືດເປັນສູນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມໄວຂອງການຢືດໃນຮູບ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າອົງປະກອບແປງແຕ່ລະອັນມີລັກສະນະໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຂອງ poroelastic. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຜົນກະທົບຂອງການຮັກສານ້ຳ (ຜົນກະທົບຂອງການອັດອອກດ້ວຍຄວາມໜຽວ ແລະ poroelasticity) ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນສຳລັບໂພຣບ AFM ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 45 µm ທີ່ຄວາມໄວຂອງການຢືດດຽວກັນ ແລະ ຖືກເນັ້ນໃຫ້ເຫັນໂດຍ hysteresis ລະຫວ່າງເສັ້ນໂຄ້ງຍືດ ແລະ ເສັ້ນໂຄ້ງຫົດຕົວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5b. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ສະໜັບສະໜູນສົມມຸດຕິຖານ ແລະ ແນະນຳວ່າໂພຣບເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ເປັນທາງເລືອກທີ່ດີສຳລັບການກຳນົດລັກສະນະພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມດັ່ງກ່າວ.
lehfilcon A CL indentation force curves ໂດຍໃຊ້ ACM; (a) ການໃຊ້ໂພຣບທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ໃນສອງອັດຕາການໂຫຼດ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ poroelastic ໃນລະຫວ່າງການ indentation ພື້ນຜິວ; (b) ການໃຊ້ໂພຣບທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 45 µm ແລະ 140 nm. s ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບຂອງການອັດອອກທີ່ມີຄວາມໜຽວ ແລະ poroelasticity ສຳລັບໂພຣບຂະໜາດໃຫຍ່ເມື່ອທຽບກັບໂພຣບຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ.
ເພື່ອລະບຸລັກສະນະພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍ, ວິທີການ AFM nanoindentation ຕ້ອງມີໂພຣບທີ່ດີທີ່ສຸດເພື່ອສຶກສາຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ການສຶກສາ. ນອກເໜືອໄປຈາກຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍ, ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງລະບົບເຄື່ອງກວດຈັບ AFM, ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຄ້ງງໍຂອງປາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມການທົດສອບ, ແລະ ຄວາມແຂງຂອງ cantilever ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການກຳນົດຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງການວັດແທກ nanoindentation. ສຳລັບລະບົບ AFM ຂອງພວກເຮົາ, ຂີດຈຳກັດຂອງການກວດຈັບຕຳແໜ່ງທີ່ລະອຽດອ່ອນ (PSD) ແມ່ນປະມານ 0.5 mV ແລະ ອີງໃສ່ອັດຕາສະປິງທີ່ໄດ້ປັບທຽບລ່ວງໜ້າ ແລະ ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຄ້ງງໍຂອງແຫຼວທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ຂອງໂພຣບ PFQNM-LC-A-CAL, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຫຼດທາງທິດສະດີ. ແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 0.1 pN. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ການວັດແທກແຮງໂຄ້ງງໍຕໍ່າສຸດ ≤ 0.1 pN ໂດຍບໍ່ມີອົງປະກອບສຽງລົບກວນພາຍນອກໃດໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເກືອບເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ລະບົບ AFM ຈະຫຼຸດຜ່ອນສຽງລົບກວນພາຍນອກໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບນີ້ເນື່ອງຈາກປັດໃຈຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການສັ່ນສະເທືອນກົນຈັກ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຫຼວ. ປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ຈຳກັດຄວາມອ່ອນໄຫວໂດຍລວມຂອງວິທີການ AFM nanoindentation ແລະຍັງສົ່ງຜົນໃຫ້ສັນຍານສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງປະມານ ≤ 10 pN. ສຳລັບການວິເຄາະລັກສະນະພື້ນຜິວ, ຕົວຢ່າງຊັ້ນໃຕ້ດິນ lehfilcon A CL ແລະ SiHy ໄດ້ຖືກຍັບຍັ້ງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນເຕັມທີ່ໂດຍໃຊ້ໂພຣບ 140 nm ສຳລັບການວິເຄາະລັກສະນະ SEM, ແລະເສັ້ນໂຄ້ງແຮງທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນຊ້ອນກັນລະຫວ່າງແຮງ (pN) ແລະຄວາມກົດດັນ. ຕາຕະລາງການແຍກ (µm) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 6a. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiHy, ເສັ້ນໂຄ້ງແຮງ lehfilcon A CL ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນເຖິງໄລຍະການຫັນປ່ຽນເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈຸດສຳຜັດກັບແປງໂພລີເມີທີ່ມີຮູບຊົງແຍກ ແລະສິ້ນສຸດລົງດ້ວຍການປ່ຽນແປງຢ່າງຊັດເຈນໃນການຕິດຕໍ່ເຄື່ອງໝາຍຄວາມຊັນຂອງປາຍກັບວັດສະດຸພື້ນຖານ. ສ່ວນການຫັນປ່ຽນນີ້ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງເນັ້ນໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກຳທີ່ຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງແທ້ຈິງຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າຢູ່ເທິງພື້ນຜິວ, ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກເສັ້ນໂຄ້ງການບີບອັດຢ່າງໃກ້ຊິດຕາມເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະຄວາມແຕກຕ່າງໃນຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກລະຫວ່າງໂຄງສ້າງແປງ ແລະວັດສະດຸ SiHy ທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່. ເມື່ອປຽບທຽບ lefilcon. ການແຍກຄວາມຍາວສະເລ່ຍຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າໃນຮູບພາບ STEM ຂອງ PCS (ຮູບທີ 3a) ແລະເສັ້ນໂຄ້ງແຮງຂອງມັນຕາມ abscissa ໃນຮູບທີ 3a. 6a ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າວິທີການດັ່ງກ່າວສາມາດກວດຫາປາຍ ແລະ ໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ໄປຮອດສ່ວນເທິງສຸດຂອງໜ້າດິນ. ການຕິດຕໍ່ລະຫວ່າງໂຄງສ້າງແປງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການຊ້ອນກັນຢ່າງໃກ້ຊິດຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງຊີ້ບອກວ່າບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຮັກສາຂອງແຫຼວ. ໃນກໍລະນີນີ້, ບໍ່ມີການຍຶດຕິດລະຫວ່າງເຂັມ ແລະ ໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງຢ່າງແທ້ຈິງ. ສ່ວນເທິງສຸດຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງສຳລັບສອງຕົວຢ່າງຊ້ອນກັນ, ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຄ້າຍຄືກັນຂອງຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸພື້ນຖານ.
(ກ) ເສັ້ນໂຄ້ງແຮງ AFM nanoindentation ສຳລັບຊັ້ນຮອງ lehfilcon A CL ແລະຊັ້ນຮອງ SiHy, (ຂ) ເສັ້ນໂຄ້ງແຮງທີ່ສະແດງການປະເມີນຈຸດຕິດຕໍ່ໂດຍໃຊ້ວິທີການຂອບເຂດສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງ.
ເພື່ອສຶກສາລາຍລະອຽດທີ່ລະອຽດກວ່າຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງ, ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມຕຶງຂອງຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL ແມ່ນຖືກວາງແຜນຄືນໃໝ່ໃນຮູບທີ 6b ດ້ວຍແຮງສູງສຸດ 50 pN ຕາມແກນ y. ກຣາຟນີ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນທີ່ສຳຄັນກ່ຽວກັບສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງຕົ້ນສະບັບ. ສຽງລົບກວນຢູ່ໃນລະດັບ ±10 pN, ເຊິ່ງໃຊ້ເພື່ອກຳນົດຈຸດຕິດຕໍ່ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄິດໄລ່ຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ລາຍງານໃນເອກະສານ, ການກຳນົດຈຸດຕິດຕໍ່ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການປະເມີນຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເຊັ່ນ: ໂມດູລັດ85 ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ວິທີການທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນເສັ້ນໂຄ້ງແຮງໂດຍອັດຕະໂນມັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເໝາະສົມທີ່ດີຂຶ້ນລະຫວ່າງການປັບຂໍ້ມູນ ແລະ ການວັດແທກດ້ານປະລິມານສຳລັບວັດສະດຸອ່ອນ86. ໃນວຽກງານນີ້, ການເລືອກຈຸດຕິດຕໍ່ຂອງພວກເຮົາແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍ ແລະ ເປັນກາງ, ແຕ່ມັນມີຂໍ້ຈຳກັດຂອງມັນ. ວິທີການອະນຸລັກຂອງພວກເຮົາໃນການກຳນົດຈຸດຕິດຕໍ່ອາດຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ຄ່າໂມດູລັດທີ່ປະເມີນເກີນເລັກນ້ອຍສຳລັບຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວທີ່ນ້ອຍກວ່າ (< 100 nm). ການນຳໃຊ້ການກວດຈັບຈຸດສຳຜັດທີ່ອີງໃສ່ອັລກໍຣິທຶມ ແລະ ການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນອັດຕະໂນມັດອາດຈະເປັນການສືບຕໍ່ວຽກງານນີ້ໃນອະນາຄົດເພື່ອປັບປຸງວິທີການຂອງພວກເຮົາຕື່ມອີກ. ດັ່ງນັ້ນ, ສຳລັບສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງພາຍໃນຕາມລຳດັບ ±10 pN, ພວກເຮົາກຳນົດຈຸດຕິດຕໍ່ເປັນຈຸດຂໍ້ມູນທຳອິດໃນແກນ x ໃນຮູບທີ 6b ດ້ວຍຄ່າ ≥10 pN. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໂດຍສອດຄ່ອງກັບຂອບເຂດສຽງລົບກວນຂອງ 10 pN, ເສັ້ນຕັ້ງທີ່ລະດັບ ~0.27 µm ໝາຍຈຸດຕິດຕໍ່ກັບພື້ນຜິວ, ຫຼັງຈາກນັ້ນເສັ້ນໂຄ້ງຍືດຈະສືບຕໍ່ຈົນກວ່າຊັ້ນຮອງພື້ນຈະພົບກັບຄວາມເລິກຂອງການຢືດຂອງ ~270 nm. ໜ້າສົນໃຈ, ໂດຍອີງໃສ່ຂະໜາດຂອງຄຸນລັກສະນະແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ (300–400 nm) ທີ່ວັດແທກໂດຍໃຊ້ວິທີການຖ່າຍພາບ, ຄວາມເລິກຂອງການຢືດຂອງຕົວຢ່າງ CL lehfilcon A ທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍໃຊ້ວິທີການຂອບເຂດສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງແມ່ນປະມານ 270 nm, ເຊິ່ງໃກ້ຄຽງກັບຂະໜາດການວັດແທກດ້ວຍ STEM. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຢືນຢັນຕື່ມອີກເຖິງຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ ແລະ ການນຳໃຊ້ຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງປາຍໂພຣບ AFM ສຳລັບການຢືດຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ອ່ອນນຸ້ມ ແລະ ຍືດຫຍຸ່ນສູງນີ້. ຂໍ້ມູນນີ້ຍັງໃຫ້ຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອສະໜັບສະໜູນວິທີການຂອງພວກເຮົາໃນການໃຊ້ສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງເປັນຂອບເຂດສຳລັບການຊີ້ບອກຈຸດຕິດຕໍ່. ດັ່ງນັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບດ້ານປະລິມານທີ່ໄດ້ຮັບຈາກການສ້າງແບບຈຳລອງທາງຄະນິດສາດ ແລະ ການເຮັດເສັ້ນໂຄ້ງແຮງຄວນຈະຖືກຕ້ອງພໍສົມຄວນ.
ການວັດແທກດ້ານປະລິມານໂດຍວິທີການ AFM nanoindentation ແມ່ນຂຶ້ນກັບຮູບແບບຄະນິດສາດທີ່ໃຊ້ສຳລັບການເລືອກຂໍ້ມູນ ແລະ ການວິເຄາະຕໍ່ມາ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະຕ້ອງພິຈາລະນາປັດໄຈທັງໝົດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເລືອກ indenter, ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ ແລະ ກົນໄກການພົວພັນຂອງພວກມັນກ່ອນທີ່ຈະເລືອກຮູບແບບສະເພາະ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຮູບຮ່າງຂອງປາຍໄດ້ຖືກອະທິບາຍຢ່າງລະມັດລະວັງໂດຍໃຊ້ SEM micrographs (ຮູບທີ 1), ແລະ ອີງຕາມຜົນໄດ້ຮັບ, probe AFM nanoindenting ຂະໜາດເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 140 nm ທີ່ມີໂກນແຂງ ແລະ ຮູບຮ່າງຂອງປາຍຮູບຊົງກົມແມ່ນທາງເລືອກທີ່ດີສຳລັບການວິເຄາະລັກສະນະຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL79. ປັດໄຈສຳຄັນອີກອັນໜຶ່ງທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະເມີນຢ່າງລະມັດລະວັງແມ່ນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງວັດສະດຸໂພລີເມີທີ່ກຳລັງທົດສອບ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂໍ້ມູນເບື້ອງຕົ້ນຂອງ nanoindentation (ຮູບທີ 5a ແລະ 6a) ໄດ້ລະບຸຢ່າງຊັດເຈນເຖິງລັກສະນະຂອງການຊ້ອນກັນຂອງເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມຕຶງຄຽດ ແລະ ການບີບອັດ, ເຊັ່ນ: ການຟື້ນຕົວຂອງວັດສະດຸທີ່ຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງສົມບູນ, ມັນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍທີ່ຈະຢືນຢັນລັກສະນະຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຢ່າງດຽວຂອງການຕິດຕໍ່. ດ້ວຍເຫດນີ້, ການຍັບຍັ້ງສອງຄັ້ງຕິດຕໍ່ກັນໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ສະຖານທີ່ດຽວກັນເທິງໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL ໃນອັດຕາການຍັບຍັ້ງ 1 µm/s ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໃຫ້ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນເຕັມທີ່. ຂໍ້ມູນເສັ້ນໂຄ້ງແຮງທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 7 ແລະ, ຕາມທີ່ຄາດໄວ້, ເສັ້ນໂຄ້ງການຂະຫຍາຍ ແລະ ການບີບອັດຂອງສອງຮູບພິມແມ່ນເກືອບຄືກັນ, ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ.
ເສັ້ນໂຄ້ງແຮງຢືດສອງເສັ້ນຢູ່ຕຳແໜ່ງດຽວກັນເທິງໜ້າຜິວຂອງ lehfilcon A CL ຊີ້ບອກເຖິງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ເໝາະສົມຂອງໜ້າຜິວເລນ.
ອີງຕາມຂໍ້ມູນທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຮູບພາບ SEM ແລະ STEM ຂອງປາຍໂພຣບ ແລະ ໜ້າຜິວ lehfilcon A CL ຕາມລຳດັບ, ຮູບແບບຮູບຊົງກະບອກແມ່ນຕົວແທນທາງຄະນິດສາດທີ່ສົມເຫດສົມຜົນຂອງການພົວພັນລະຫວ່າງປາຍໂພຣບ AFM ແລະ ວັດສະດຸໂພລີເມີອ່ອນທີ່ກຳລັງທົດສອບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ສຳລັບຮູບແບບຮູບຊົງກະບອກນີ້, ສົມມຸດຕິຖານພື້ນຖານກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງວັດສະດຸທີ່ຖືກພິມອອກມາແມ່ນເປັນຄວາມຈິງສຳລັບວັດສະດຸ biomimetic ໃໝ່ນີ້ ແລະ ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອວັດແທກໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ.
ຫຼັງຈາກການປະເມີນຜົນທີ່ຄົບຖ້ວນຂອງວິທີການ AFM nanoindentation ແລະອົງປະກອບຂອງມັນ, ລວມທັງຄຸນສົມບັດຂອງ probe indentation (ຮູບຮ່າງ, ຂະໜາດ, ແລະ ຄວາມແຂງຂອງສະປິງ), ຄວາມອ່ອນໄຫວ (ສຽງລົບກວນພື້ນຫຼັງ ແລະ ການປະເມີນຈຸດຕິດຕໍ່), ແລະ ຮູບແບບການປັບຂໍ້ມູນ (ການວັດແທກໂມດູນປະລິມານ), ວິທີການດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້. ອະທິບາຍລັກສະນະຕົວຢ່າງທີ່ອ່ອນນຸ້ມທີ່ສຸດທີ່ມີຢູ່ໃນທ້ອງຕະຫຼາດເພື່ອກວດສອບຜົນໄດ້ຮັບດ້ານປະລິມານ. ໄຮໂດຣເຈວ polyacrylamide (PAAM) ທາງການຄ້າທີ່ມີໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ 1 kPa ໄດ້ຖືກທົດສອບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ hydrated ໂດຍໃຊ້ probe 140 nm. ລາຍລະອຽດຂອງການທົດສອບໂມດູນ ແລະ ການຄິດໄລ່ແມ່ນໄດ້ສະໜອງໃຫ້ຢູ່ໃນຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂມດູນສະເລ່ຍທີ່ວັດແທກໄດ້ແມ່ນ 0.92 kPa, ແລະ %RSD ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງເປີເຊັນ (%) ຈາກໂມດູນທີ່ຮູ້ຈັກແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 10%. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຢືນຢັນຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຊ້ຳໄດ້ຂອງວິທີການ AFM nanoindentation ທີ່ໃຊ້ໃນວຽກງານນີ້ເພື່ອວັດແທກໂມດູນຂອງວັດສະດຸ ultrasoft. ພື້ນຜິວຂອງຕົວຢ່າງ lehfilcon A CL ແລະ ຊັ້ນຮອງພື້ນ SiHy ໄດ້ຖືກລະບຸລັກສະນະຕື່ມອີກໂດຍໃຊ້ວິທີການ AFM nanoindentation ດຽວກັນເພື່ອສຶກສາໂມດູນການຕິດຕໍ່ທີ່ປາກົດຂື້ນຂອງພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມເປັນໜ້າທີ່ຂອງຄວາມເລິກຂອງການຢືດ. ເສັ້ນໂຄ້ງການແຍກແຮງຢືດໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນສຳລັບສາມຕົວຢ່າງຂອງແຕ່ລະປະເພດ (n = 3; ໜຶ່ງການຢືດຕໍ່ຕົວຢ່າງ) ທີ່ແຮງ 300 pN, ຄວາມໄວ 1 µm/s, ແລະ ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນເຕັມທີ່. ເສັ້ນໂຄ້ງການແບ່ງປັນແຮງຢືດໄດ້ຖືກປະມານໂດຍໃຊ້ຮູບແບບໂກນ-ຊົງກົມ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂມດູນທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມເລິກຂອງການຢືດ, ສ່ວນກວ້າງ 40 nm ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງໄດ້ຖືກກຳນົດໃນແຕ່ລະບາດກ້າວ 20 nm ເລີ່ມຕົ້ນຈາກຈຸດຕິດຕໍ່, ແລະ ຄ່າທີ່ວັດແທກໄດ້ຂອງໂມດູນໃນແຕ່ລະຂັ້ນຕອນຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແຮງ. Spin Cy et al. ວິທີການທີ່ຄ້າຍຄືກັນນີ້ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອລະບຸລັກສະນະຄວາມຊັນຂອງໂມດູນຂອງແປງໂພລີເມີ poly(lauryl methacrylate) (P12MA) ໂດຍໃຊ້ການຢືດ AFM probe nanoindentation, ແລະ ພວກມັນສອດຄ່ອງກັບຂໍ້ມູນໂດຍໃຊ້ຮູບແບບການຕິດຕໍ່ Hertz. ວິທີການນີ້ສະໜອງຕາຕະລາງຂອງໂມດູນການຕິດຕໍ່ທີ່ປາກົດ (kPa) ທຽບກັບຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວ (nm), ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 8, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເລິກ/ຄວາມເລິກຂອງໂມດູນການຕິດຕໍ່ທີ່ປາກົດ. ໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ຂອງຕົວຢ່າງ CL lehfilcon A ແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ 2–3 kPa ພາຍໃນ 100 nm ເທິງຂອງຕົວຢ່າງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນຈະເລີ່ມເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມເລິກ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເມື່ອທົດສອບຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiHy ໂດຍບໍ່ມີຟິມຄ້າຍຄືແປງຢູ່ເທິງໜ້າດິນ, ຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວສູງສຸດທີ່ບັນລຸໄດ້ດ້ວຍແຮງ 300 pN ແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 50 nm, ແລະຄ່າໂມດູນທີ່ໄດ້ຈາກຂໍ້ມູນແມ່ນປະມານ 400 kPa, ເຊິ່ງສາມາດປຽບທຽບກັບຄ່າຂອງໂມດູນຂອງ Young ສຳລັບວັດສະດຸຈຳນວນຫຼາຍ.
ໂມດູນການສຳຜັດທີ່ປາກົດ (kPa) ທຽບກັບ ຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວ (nm) ສຳລັບຊັ້ນຮອງພື້ນ lehfilcon A CL ແລະ SiHy ໂດຍໃຊ້ວິທີການຢືດຕົວຂອງນາໂນ AFM ດ້ວຍຮູບຮ່າງຊົງໂກນເພື່ອວັດແທກໂມດູນ.
ໜ້າຜິວເທິງສຸດຂອງໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າແບບຊີວະພາບແບບໃໝ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂມດູນຄວາມຍືດຍຸ່ນຕໍ່າຫຼາຍ (2–3 kPa). ອັນນີ້ຈະກົງກັບປາຍຫ້ອຍທີ່ອິດສະຫຼະຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີງ່າມ ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບພາບ STEM. ໃນຂະນະທີ່ມີຫຼັກຖານບາງຢ່າງຂອງຄວາມຊັນຂອງໂມດູນຄວາມຊັນຢູ່ທີ່ຂອບດ້ານນອກຂອງ CL, ຊັ້ນຮອງໂມດູລັດສູງຫຼັກມີອິດທິພົນຫຼາຍກວ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, 100 nm ເທິງຂອງໜ້າຜິວແມ່ນຢູ່ພາຍໃນ 20% ຂອງຄວາມຍາວທັງໝົດຂອງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ, ສະນັ້ນມັນເປັນເຫດຜົນທີ່ຈະສົມມຸດວ່າຄ່າທີ່ວັດແທກໄດ້ຂອງໂມດູນຄວາມຊັນໃນຊ່ວງຄວາມເລິກຂອງການຢືດຕົວນີ້ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ບໍ່ຂຶ້ນກັບຜົນກະທົບຂອງວັດຖຸດ້ານລຸ່ມ.
ເນື່ອງຈາກການອອກແບບ biomimetic ທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເລນຕິດຕໍ່ lehfilcon A, ປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງແປງໂພລີເມີ PMPC ທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ຕິດຢູ່ກັບພື້ນຜິວຂອງຊັ້ນຮອງ SiHy, ມັນຍາກຫຼາຍທີ່ຈະລະບຸຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໂຄງສ້າງພື້ນຜິວຂອງມັນໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືໂດຍໃຊ້ວິທີການວັດແທກແບບດັ້ງເດີມ. ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາຂໍນຳສະເໜີວິທີການ AFM nanoindentation ທີ່ກ້າວໜ້າສຳລັບການລະບຸລັກສະນະວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍເຊັ່ນ lefilcon A ທີ່ມີປະລິມານນ້ຳສູງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງຫຼາຍ. ວິທີການນີ້ແມ່ນອີງໃສ່ການໃຊ້ໂພຣບ AFM ທີ່ຂະໜາດປາຍ ແລະ ຮູບຮ່າງຖືກເລືອກຢ່າງລະມັດລະວັງເພື່ອໃຫ້ກົງກັບຂະໜາດໂຄງສ້າງຂອງລັກສະນະພື້ນຜິວທີ່ອ່ອນນຸ້ມຫຼາຍທີ່ຈະພິມອອກ. ການປະສົມປະສານຂອງຂະໜາດລະຫວ່າງໂພຣບ ແລະ ໂຄງສ້າງນີ້ໃຫ້ຄວາມອ່ອນໄຫວເພີ່ມຂຶ້ນ, ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດວັດແທກໂມດູລັດຕ່ຳ ແລະ ຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໂດຍທຳມະຊາດຂອງອົງປະກອບແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ, ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງຜົນກະທົບຂອງ poroelastic. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແປງໂພລີເມີ PMPC ທີ່ມີກິ່ງງ່າທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງພື້ນຜິວເລນມີໂມດູລັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຕ່ຳຫຼາຍ (ສູງເຖິງ 2 kPa) ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງຫຼາຍ (ເກືອບ 100%) ເມື່ອທົດສອບໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນນ້ຳ. ຜົນຂອງ AFM nanoindentation ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດອະທິບາຍລັກສະນະໂມດູນການຕິດຕໍ່/ຄວາມເລິກທີ່ປາກົດຂື້ນ (30 kPa/200 nm) ຂອງໜ້າຜິວເລນ biomimetic. ຄວາມເລິກນີ້ອາດຈະເປັນຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໂມດູນລະຫວ່າງແປງໂພລີເມີທີ່ມີກິ່ງງ່າ ແລະ ຊັ້ນຮອງ SiHy, ຫຼືໂຄງສ້າງ/ຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ມີກິ່ງງ່າຂອງແປງໂພລີເມີ, ຫຼືການລວມກັນຂອງສິ່ງເຫຼົ່ານີ້. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຕ້ອງມີການສຶກສາຢ່າງເລິກເຊິ່ງຕື່ມອີກເພື່ອເຂົ້າໃຈຢ່າງເຕັມສ່ວນກ່ຽວກັບຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງ ແລະ ຄຸນສົມບັດ, ໂດຍສະເພາະຜົນກະທົບຂອງການແຕກກິ່ງງ່າຂອງແປງຕໍ່ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ. ການວັດແທກທີ່ຄ້າຍຄືກັນສາມາດຊ່ວຍອະທິບາຍລັກສະນະຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໜ້າຜິວຂອງວັດສະດຸທີ່ອ່ອນນຸ້ມພິເສດ ແລະ ອຸປະກອນການແພດອື່ນໆ.
ຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ສ້າງຂຶ້ນ ແລະ/ຫຼື ວິເຄາະໃນລະຫວ່າງການສຶກສາໃນປະຈຸບັນແມ່ນມີໃຫ້ຈາກຜູ້ຂຽນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຕາມການຮ້ອງຂໍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ.
Rahmati, M., Silva, EA, Reseland, JE, Hayward, K. ແລະ Haugen, HJ ປະຕິກິລິຍາທາງຊີວະພາບຕໍ່ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຂອງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸຊີວະພາບ. ເຄມີ. ສະມາຄົມ. ບັນນາທິການ. 49, 5178–5224 (2020).
Chen, FM ແລະ Liu, X. ການປັບປຸງວັດສະດຸຊີວະພາບທີ່ມາຈາກມະນຸດສຳລັບວິສະວະກຳເນື້ອເຍື່ອ. ການຂຽນໂປຣແກຣມ. ໂພລີເມີ. ວິທະຍາສາດ. 53, 86 (2016).
Sadtler, K. ແລະ ອື່ນໆ. ການອອກແບບ, ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດທາງດ້ານຄລີນິກ, ແລະ ການຕອບສະໜອງຂອງພູມຕ້ານທານຂອງວັດສະດຸຊີວະພາບໃນຢາປົວພະຍາດຟື້ນຟູສຸຂະພາບ. ວາລະສານແຫ່ງຊາດ Matt Rev. 1, 16040 (2016).
Oliver WK ແລະ Farr GM ວິທີການທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນສຳລັບການກຳນົດຄວາມແຂງ ແລະ ໂມດູລັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໂດຍໃຊ້ການທົດລອງການຫຍໍ້ໜ້າດ້ວຍການວັດແທກການໂຫຼດ ແລະ ການຍ້າຍບ່ອນ. J. Alma mater. ຖັງເກັບມ້ຽນ. 7, 1564–1583 (2011).
Wally, SM ຕົ້ນກຳເນີດທາງປະຫວັດສາດຂອງການທົດສອບຄວາມແຂງຂອງການຢືດຕົວ. ໂຮງຮຽນເກົ່າ. ວິທະຍາສາດ. ເຕັກໂນໂລຊີ. 28, 1028–1044 (2012).
Broitman, E. ການວັດແທກຄວາມແຂງຂອງການຢືດຕົວໃນລະດັບມະຫາພາກ, ຈຸລະພາກ, ແລະ ນາໂນ: ການທົບທວນທີ່ສຳຄັນ. tribe. Wright. 65, 1–18 (2017).
Kaufman, JD ແລະ Clapperich, SM ຄວາມຜິດພາດໃນການກວດຈັບພື້ນຜິວນຳໄປສູ່ການປະເມີນຄ່າໂມດູລັດເກີນຈິງໃນການຫຍໍ້ລົງຂອງວັດສະດຸອ່ອນ. J. Mecha. ພຶດຕິກຳ. ວິທະຍາສາດຊີວະວິທະຍາ. ໂຮງຮຽນເກົ່າ. 2, 312–317 (2009).
Karimzade A., Koloor SSR, Ayatollakhi MR, Bushroa AR ແລະ Yahya M.Yu. ການປະເມີນຜົນວິທີການ nanoindentation ສຳລັບການກຳນົດຄຸນລັກສະນະທາງກົນຈັກຂອງ nanocomposites ທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍໂດຍໃຊ້ວິທີການທົດລອງ ແລະ ການຄິດໄລ່. ວິທະຍາສາດ. ເຮືອນເລກທີ 9, 15763 (2019).
Liu, K., VanLendingham, MR, ແລະ Owart, TS ລັກສະນະກົນຈັກຂອງເຈວທີ່ມີຄວາມໜຽວອ່ອນໂດຍການວິເຄາະອົງປະກອບຈຳກັດແບບປີ້ນກັບກັນໂດຍອີງໃສ່ການຫຍໍ້ໜ້າ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ. J. Mecha. ພຶດຕິກຳ. ວິທະຍາສາດຊີວະວິທະຍາ. ໂຮງຮຽນເກົ່າ. 2, 355–363 (2009).
Andrews JW, Bowen J ແລະ Chaneler D. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການກຳນົດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງຄວາມໜຽວໂດຍໃຊ້ລະບົບການວັດແທກທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້. Soft Matter 9, 5581–5593 (2013).
Briscoe, BJ, Fiori, L. ແລະ Pellillo, E. ການຫຍໍ້ໜ້າຂອງໜ້າດິນໂພລີເມີແບບນາໂນ. J. ຟີຊິກສ໌. D. ນຳໃຊ້ສຳລັບຟີຊິກສ໌. 31, 2395 (1998).
Miyailovich AS, Tsin B., Fortunato D. ແລະ Van Vliet KJ ລັກສະນະຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງຂອງໂພລີເມີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງ ແລະ ເນື້ອເຍື່ອຊີວະພາບໂດຍໃຊ້ການຢືດຕົວຂອງແຮງສັ່ນສະເທືອນ. ວາລະສານວັດສະດຸຊີວະພາບ. 71, 388–397 (2018).
Perepelkin NV, Kovalev AE, Gorb SN, Borodich FM ການປະເມີນໂມດູນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ວຽກງານການຍຶດຕິດຂອງວັດສະດຸອ່ອນໂດຍໃຊ້ວິທີການ Borodich-Galanov (BG) ທີ່ຂະຫຍາຍອອກ ແລະ ການຢືດເລິກ. ຂົນສັດ. ໂຮງຮຽນເກົ່າ. 129, 198–213 (2019).
Shi, X. ແລະ ອື່ນໆ. ຮູບຮ່າງວິທະຍາຂະໜາດນາໂນ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງໜ້າຜິວໂພລີເມີທີ່ຄ້າຍຄືກັບຊີວະພາບຂອງເລນຕິດຕໍ່ຊິລິໂຄນໄຮໂດຣເຈວ. Langmuir 37, 13961–13967 (2021).