全氟碳化合物因具有優(yōu)異生物相容性，在生物醫(yī)學和工業(yè)領(lǐng)域應用價值顯著。其中，低沸點全氟碳（PFCs）微液滴在生理條件下穩(wěn)定，可在能量刺激下實現(xiàn)液滴-氣泡快速相變，不僅為腫瘤靶向超聲成像與藥物遞送提供新思路，也是研究微尺度相變的理想模型體系。然而，傳統(tǒng)技術(shù)難以實現(xiàn)多尺度、多相態(tài)、納米級分辨的原位觀測，同步輻射軟X射線譜學顯微技術(shù)的發(fā)展為此提供了全新解決方案。
近日，中國科學院上海高等研究院與上海應用物理研究所合作，創(chuàng)新性利用同步輻射軟X射線譜學顯微技術(shù)，成功誘導單個亞微米級全氟己烷（PFH）液滴發(fā)生內(nèi)部相變，并實現(xiàn)相變后納米氣泡生長演化的高分辨率原位觀測。
研究團隊前期對PFH納米液滴的可控制備進行了研究，成功制備了高濃度、約100 nm的液滴。同時，進一步系統(tǒng)研究了PFH微液滴在不同鹽和pH下的穩(wěn)定性。科研人員通過超聲制備了不同尺寸PFH微液滴，依托上海光源BL08U1A線站的掃描透射軟X射線顯微鏡（STXM），利用X射線原位誘導相變，系統(tǒng)揭示了單個PFH微液滴內(nèi)納米氣泡的成核生長規(guī)律：納米氣泡優(yōu)先在液滴中心成核，呈現(xiàn)“成核-聚集-穩(wěn)定-二次成核”的獨特動力學過程；10 μm、6 μm、3 μm不同尺寸的液滴分別呈現(xiàn)S形、指數(shù)形、線性生長模式；氣液界面處的納米氣泡密度較本體區(qū)域高數(shù)十倍，證實界面在相變中的關(guān)鍵作用；液滴變形存在尺寸效應：>1 μm液滴表現(xiàn)為膨脹/塌陷，<1 μm液滴則發(fā)生整體相變。
相關(guān)研究成果以In Situ Observation of Soft X-ray-Triggered Nanoscale Phase Transitions in Perfluorocarbon Microdroplets為題，發(fā)表在《膠體界面化學雜志》（Journal of Colloid and Interface Science）上。
論文鏈接
軟X射線誘導PFH微滴相變原位觀測示意圖
PFH液滴的特征和相變
在689 eV下的原位STXM圖像顯示了PFH納米氣泡的形成
本文鏈接：研究實現(xiàn)全氟碳微液滴中軟X射線觸發(fā)納米級相變的原位觀測http://www.sq15.cn/show-12-1556-0.html
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