全氟碳化合物因具有优异生物相容性,在生物医学和工业领域应用价值显著。其中,低沸点全氟碳(PFCs)微液滴在生理条件下稳定,可在能量刺激下实现液滴-气泡快速相变,不仅为肿瘤靶向超声成像与药物递送提供新思路,也是研究微尺度相变的理想模型体系。然而,传统技术难以实现多尺度、多相态、纳米级分辨的原位观测,同步辐射软X射线谱学显微技术的发展为此提供了全新解决方案。
近日,中国科学院上海高等研究院与上海应用物理研究所合作,创新性利用同步辐射软X射线谱学显微技术,成功诱导单个亚微米级全氟己烷(PFH)液滴发生内部相变,并实现相变后纳米气泡生长演化的高分辨率原位观测。
研究团队前期对PFH纳米液滴的可控制备进行了研究,成功制备了高浓度、约100 nm的液滴。同时,进一步系统研究了PFH微液滴在不同盐和pH下的稳定性。科研人员通过超声制备了不同尺寸PFH微液滴,依托上海光源BL08U1A线站的扫描透射软X射线显微镜(STXM),利用X射线原位诱导相变,系统揭示了单个PFH微液滴内纳米气泡的成核生长规律:纳米气泡优先在液滴中心成核,呈现“成核-聚集-稳定-二次成核”的独特动力学过程;10 µm、6 µm、3 µm不同尺寸的液滴分别呈现S形、指数形、线性生长模式;气液界面处的纳米气泡密度较本体区域高数十倍,证实界面在相变中的关键作用;液滴变形存在尺寸效应:>1 µm液滴表现为膨胀/塌陷,<1 µm液滴则发生整体相变。
相关研究成果以In Situ Observation of Soft X-ray-Triggered Nanoscale Phase Transitions in Perfluorocarbon Microdroplets为题,发表在《胶体界面化学杂志》(Journal of Colloid and Interface Science)上。
论文链接
软X射线诱导PFH微滴相变原位观测示意图
PFH液滴的特征和相变
在689 eV下的原位STXM图像显示了PFH纳米气泡的形成
印度夏季风(西南季风)是亚洲季风系统的重要组成部分。每年6月左右季风爆发,通过大规模水汽输送为印度半岛贡献超过70%的年降水,影响整个东亚地区的水文状况。然而,季风环流的异常波动会引起旱灾、洪涝及其他极端气候 11月13日,教育部召开学习贯彻落实习近平总书记给中国国际大学生创新大赛参赛学生代表重要回信精神座谈会。教育部党组书记、部长怀进鹏出席会议并讲话。教育部党组成员、副部长吴岩主持会议。 怀进鹏指出,习近平 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 黄星)为进一步发挥博物馆这所“大学校”以文化人、以文育人的重要作用,切实推进“大思政课”建设走深走实,福建省文化和旅游厅、福建省教育厅、福建省文物局日 中国教育新闻网讯(记者 庄元)思政有“新意”,育人有活力。在枫叶红遍硕果盈枝的时节,少年儿童科技创享思政课在北京大学附属小学开讲。11月6日,来自航空航天、国防科技、自然资源、气象科学领域的 11月6日,曲阜师范大学举办首期教育家精神思政大课,学校党委副书记、校长张洪海带领同学们走进“校长讲校长——跨越时空的对话”,通过问道、论道、就道、弘道四个环节,在教师博物馆为青年教师和 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 郑翅)11月12日,国家教育行政学院特邀东北大学校史题材话剧《离离原上草》来院演出。国家教育行政学院副院长樊平军,东北大学副校长王兴伟等出席演出现场。“话 。本文链接:研究实现全氟碳微液滴中软X射线触发纳米级相变的原位观测http://www.sushuapos.com/show-12-1556-0.html
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