セルロースミクロスフェアと、湿潤強度剤のコロイドプローブ顕微鏡効果によって監視されている超甲状腺セルロース膜との間の相互作用力

コロイドプローブ顕微鏡検査を使用して、湿度剤のモデル化合物として、水溶液中の一連のカチオン性コポリマーを添加する際に、セルロース表面間の力を研究しました。第四紀アンモニウム基と一次アミンの含有量は、カチオン性ポリマーで系統的に変化し、静電効果とH結合効果の重要性を区別しました。セルロースミクロスフェアは、チップレスマイクロファブリケートカンチレバーの頂点に接着され、コロイドプローブとして使用されました。超薄いセルロース膜とセルロース繊維は、モデル表面として使用されました。約5 nmの厚さのセルロース膜をセルロース溶液からシリコン基板にスピンコーティングしました。ルート平均二乗（RMS）は0.3-0.8 nmでした。カチオンモデルポリマーは、製紙産業で標準湿度樹脂として使用されるポリマーであるセルバミンと比較されました。力と分離測定は、接着と接触の破壊の詳細な画像を示しました。0.3 mj/m（2）のオーダーの比較的強い接着が、約10 nmの範囲内のセルバミンで観察されました。広い距離では、弱い結合破壊と弾性鎖の引っ張りが特定されました。表面に近づくと、セルバミンの強力な結合とその後の魅力に関連する可能性のある1〜2つの小さなジャンプインが、セルバミンの場合に見られる可能性があります。対照的に、すべてのモデル共重合体は、8-30マイクロ/m（2）の弱い接着のみを示しました。等高線の長さ、持続性の長さ、および特性破裂距離は、WLCモデルを適用することによって計算されました。生産プロセスから得られたセルロース繊維に対する測定は、モデルシステムの関連性を証明しました。

Colloidal probe microscopy was employed to study forces between cellulose surfaces upon addition of a series of cationic copolymers in aqueous solution, as model compounds for wet strength agents. The content of quaternary ammonium groups and primary amines was systematically varied in the cationic polymers, to distinguish between the importance of electrostatical and H-bonding effects. Cellulose microspheres were glued at the apex of tipless microfabricated cantilevers and used as colloidal probes. Ultra thin cellulose films and cellulose fibres were employed as model surfaces. The cellulose films of a thickness of about 5 nm were spin-coated from cellulose solution onto silicon substrates. The root-mean-square-roughness (RMS) was 0.3-0.8 nm. The cationic model polymers were compared to Servamine, a polymer employed as standard wet strength resin in papermaking industries. Force versus separation measurements showed a detailed picture of adhesion and contact breaking. Relatively strong adhesion of the order of 0.3 mJ/m(2) was observed with Servamine within a range of approximately 10 nm. At larger distances weak bond breaking and elastic chain pulling were identified. When approaching the surface one to two small jump-in's possibly related to strong binding of Servamine and subsequent attraction could be found in the case of Servamine. In contrast, all the model copolymers showed only a weak adhesion of 8-30 micro/m(2), i.e., an order of magnitude less than that of Servamine and subsequent elastic rupture domains. The contour length, persistence length and characteristic rupture distances were calculated by means of applying the WLC model. Measurements against cellulose fibres obtained from the production process proved the relevance of the model systems.