pSBMA两性离子聚合物刷的离子响应性：基于原子力显微镜的界面机制研究

《Langmuir》：Ionic Responsiveness of pSBMA Zwitterionic Polymer Brushes: An Atomic Force Microscope Investigation into Interfacial Mechanistic Insights

两性离子聚合物刷（pSBMA）的机械响应随阳离子价态和浓度变化，低浓度时刷膜刚度和摩擦系数降低，高浓度时则显著升高，且三价阳离子效应更明显。该研究揭示了离子-聚合物相互作用机制，为可调表面涂层设计提供理论支撑。

　　

两性离子聚合物刷同时含有阴离子和阳离子基团，表现出一种特征性的抗电解质效应——随着盐浓度的增加，聚合物链会延长，从而形成稳定的水化层，有效阻止蛋白质吸附和微生物附着。离子刺激还能进一步调节聚合物刷的硬度、厚度及构象灵活性，进而调控界面性质，如润滑性、粘附性和选择性通透性。在本研究中，利用原子力显微镜量化了聚（磺丁烷甲基丙烯酸酯）（pSBMA）聚合物刷在不同浓度的一价、二价和三价阳离子作用下的机械响应。结果表明，在低离子浓度下，聚合物刷的硬度和摩擦系数均降低；而在高离子浓度下，这些性质会增加，且这种趋势随着阳离子价态的升高而更为明显。这一发现从实验上揭示了pSBMA系统中离子与聚合物刷相互作用的内在机制，为设计具有可调表面性质的两性离子涂层奠定了理论基础。