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Melting of PDADMAC/PSS Capsules Investigated with AFM Force Spectroscopy

Titelangaben

Müller, Renate ; Köhler, Karen ; Weinkamer, Richard ; Sukhorukov, Gleb B. ; Fery, Andreas:
Melting of PDADMAC/PSS Capsules Investigated with AFM Force Spectroscopy.
In: Macromolecules. Bd. 38 (November 2005) Heft 23 . - S. 9766-9771.
ISSN 0024-9297
DOI: https://doi.org/10.1021/ma0513057

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Abstract

We investigate the temperature dependency of the elastic constants of polyelectrolyte multilayers made from poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC) and poly(styrenesulfonate) (PSS) by measuring the stiffness of individual hollow polyelectrolyte multilayer capsules in water using AFM force spectroscopy. Statistical analysis of the deformation data of the capsule ensemble combined with continuum mechanical modeling allows quantifying changes in the deformation characteristics and respective changes in the Young's modulus of the wall material. Our results show that the Young's modulus of the wall material decreases from the regime of 100 MPa to the order of MPa above 35 \,\circC. This transition is reversible when returning to room temperature. The modulus becomes dependent on the deformation rate for high temperature, while it is not rate-dependent for low temperature. Therefore, we conclude that the wall material undergoes a melting process from a glassy to a viscoelastic fluid state. At the same time, a shrinking of the capsules is observed, which we explain qualitatively with surface tension effects. We discuss the implications of this finding in comparison with other multilayer systems and discuss novel strategies for shape control in PE multilayer systems based on these effects.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
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 08:43
Letzte Änderung: 29 Jan 2015 09:55
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/4037