Jamming and overpacking fuzzy microgels: Deformation, interpenetration, and compression.
Jamming and overpacking fuzzy microgels: Deformation, interpenetration, and compression.
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DOI：
10.1126/sciadv.1700969
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发表时间：
2017-10
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Scheffold F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Conley GM;Aebischer P;Nöjd S;Schurtenberger P;Scheffold F
超分辨率显微镜揭示了密集的刺激响应聚合物微凝胶的纳米级特性。通过外部触发因素（如温度或pH值）调节模糊聚合物微凝胶的溶解度，为控制纳米级胶体颗粒的孔隙率和尺寸提供了独特的机制。因此，这些智能微凝胶颗粒被认为是从粘度调节剂和传感到药物输送的应用，以及作为玻璃和堵塞过渡的模型。尽管它们被广泛使用，但人们对这些软颗粒如何在强机械压缩下适应其形状和大小知之甚少。我们使用精确的标记协议和双色超分辨率显微镜相结合，以解开密集的软固体内的示踪剂微凝胶的行为。我们发现，相互渗透和形状变形是占主导地位的，直到在高度过度填充的状态，这种机制饱和，唯一剩下的方法，以进一步致密化的系统是由各向同性压缩。
Superresolution microscopy unravels the nanoscale properties of densely packed stimuli-responsive polymer microgels. Tuning the solubility of fuzzy polymer microgels by external triggers, such as temperature or pH, provides a unique mechanism for controlling the porosity and size of colloidal particles on the nanoscale. As a consequence, these smart microgel particles are being considered for applications ranging from viscosity modifiers and sensing to drug delivery and as models for the glass and the jamming transition. Despite their widespread use, little is known about how these soft particles adapt their shape and size under strong mechanical compression. We use a combination of precise labeling protocols and two-color superresolution microscopy to unravel the behavior of tracer microgels inside densely packed soft solids. We find that interpenetration and shape deformation are dominant until, in the highly overpacked state, this mechanism saturates and the only remaining way to further densify the system is by isotropic compression.
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