库仑通量测量

氧通过有机硅-水凝胶( SiHy )材料的运输，在生物材料的应用中具有极大的兴趣。本研究通过传统的库仑通量法，以及通过1 H NMR T1弛豫法，对含有不同硅氧烷共聚单体的紫外光固化聚丙烯酰胺制成的水凝胶的O2渗透性进行了分析。通过库仑通量法研究表明，与支化硅氧烷( TRIS )相比，具有短线型硅氧烷侧链( PDMS )的交联聚丙烯酰胺( PDMS )具有更高的O2透过率和O2溶解度；而通过核磁共振( NMR ) T1分析直接测定，支化硅氧烷样品的O2溶解度略高于其自由体积。为了了解这种差异背后的原因，我们采用29Si和1H NMR T2弛豫法以及小角X射线散射( SAXS )进行了一系列形态学研究。这些结果是在同一体系上进行的分子动力学模拟的背景下讨论的，这些模拟结果共同有力地提示了形态对O2渗透率起关键作用。提出由线性有机硅( PDMS )制成的样品，其硅氧烷相分离比其体积相对应的TRIS更明显。对于亲水性结构域的渗出路径迂曲度减小的PDMS样品，发现了明显的渗出疏水硅氧烷含量为硅氧烷含量的两倍的硅氧烷结构域。线性硅氧烷中的迁移率也要高得多，这可以归因于分子结构的不同以及由于不同的畴结构所产生的界面和拓扑约束较少。因此，我们提出了一个SiHys中O2渗透的框架，强调了渗透疏水区在设计具有最优O2渗透性能的SiHy中的重要性。