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Mechanical Properties of Freestanding Polyelectrolyte Capsules : a Quantitative Approach Based on Shell Theory

Titelangaben

Elsner, Nils ; Dubreuil, Frederic ; Weinkamer, Richard ; Wasicek, M. ; Fischer, F. D. ; Fery, Andreas:
Mechanical Properties of Freestanding Polyelectrolyte Capsules : a Quantitative Approach Based on Shell Theory.
In: Grundke, Karina ; Stamm, Manfred ; Adler, Hans-Jürgen (Hrsg.): Characterization of Polymer Surfaces and Thin Films. - Berlin : Springer-Verlag , 2006 . - S. 117-123 . - (Progress in Colloid and Polymer Science ; 132 )
ISBN 978-3-540-35070-5
DOI: https://doi.org/10.1007/2882_022

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Abstract

In this paper we report on AFM force spectroscopy measure- ments on hollow polymeric spheres of colloidal dimensions made from polyelectrolyte multilayers of polyal- lylamine and polystyrenesulfonate in water. We find that the shells show a linear force-deformation characteristic for deformations of the order of the shell wall thickness. This experimental outcome is discussed in terms of analytical results of con- tinuum mechanics, in particular the scaling behaviour of the shell spring constant with wall thickness, shell radius and speed of the deformation is analysed. The experimental results agree well with the predictions of Reissner for thin shells and allow us to rescale our stiffness data such that a master curve of shell stiffness is obtained. The result of Reissner is strictly valid only for point like loading situations, while in our experiments a more extended plate like load is applied. Experimentally we find indeed little influence of the probe geometry on the shell spring constant. This result agrees well with finite element (FE) calculations that show that the Reissner result is a good approximation also for non point like loading situations, as long as small deformations are considered.

Weitere Angaben

Publikationsform: Aufsatz in einem Buch
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige Professoren > Lehrstuhl Physikalische Chemie II - Univ.-Prof. Dr. Andreas Fery
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie II
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Ehemalige Professoren
Titel an der UBT entstanden: Nein
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 09 Dec 2014 07:38
Letzte Änderung: 11 Feb 2015 09:31
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/4031