Понимание структуры сополимерных поверхностно-активных веществ

1 Поверхностно-активные вещества и метод SAXS

Pluronic Р123 это амфифильный триблочный сополимер. Его номинальная формула PEO₂₀-PPO₇₀-PEO₂₀ (PEO - полиэтиленгликоль; PPO - полипропиленгликоль). В жидком растворе он образует мицеллярные системы различной геометрии в зависимости от концентрации. P123 является широко используемым структурным направляющим агентом в синтезе мезопористых материалов (например, SBA-15).
Малоугловое рентгеновское рассеяние (SAXS) позволяет получить форму и размер таких наноразмерных мицелл и, благодаря своей чувствительности к разностям электронной плотности, определить внутреннюю (ядро-оболочка) структуру. Это имеет большое значение для понимания и контроля роли поверхностно-активных веществ в различных материалах, например, стабильности эмульсий или скорости высвобождения активного вещества в системах переноса лекарственных средств.

2 Эксперимент и результаты

Раствор Pluronic Р123 в воде измеряли с помощью системы для анализа наноструктур SAXSpoint. Профиль рассеяния показан на рисунке 1. Функция распределения парных расстояний (PDDF) была рассчитана с помощью программы GIFT1 (см. рисунок 2), указывающей на неоднородные сферические частицы с максимальным диаметром 19 нм.

Рисунок 1. 2D профиль рассеяния частиц Р123 в воде.

Рисунок 2. Функция распределения парных расстояний (PDDF) для частиц Р123.

Наконец, внутренняя структура частиц P123 была оценена с помощью программы DECON1. PDDF была преобразована (“деконволютирована”) в профиль радиального распределения электронной плотности, который показан на рис. 3 ниже.

Рисунок 3. Профиль радиального распределения электронной плотности

Мицеллы Р123 можно описать как неоднородные частицы с размером ядра приблизительно 8 нм и толщиной оболочки около 6 нм.