Interface-induced hysteretic volume phase transition of microgels: simulation and experiment
Notice bibliographique
Résumé
Thermo-responsive microgel particles can exhibit a drastic volume shrinkage upon increasing the solvent temperature. Recently we found that the spreading of poly(N-isopropylacrylamide) (PNiPAm) microgels at a liquid interface under the influence of surface tension hinders the temperature-induced volume phase transition. In addition, we observed a hysteresis behavior upon temperature cycling, i.e. a different evolution in microgel size and shape depending on whether the microgel was initially adsorbed to the interface in expanded or collapsed state. Here, we model the volume phase transition of such microgels at an air/water interface by monomer-resolved Brownian dynamics simulations and compare the observed behavior with experiments. We reproduce the experimentally observed hysteresis in the microgel dimensions upon temperature variation. Our simulations did not observe any hysteresis for microgels dispersed in the bulk liquid, suggesting that it results from the distinct interfacial morphology of the microgel adsorbed at the liquid interface. An initially collapsed microgel brought to the interface and subjected to subsequent swelling and collapsing (resp. cooling and heating) will end up in a larger size than it had in the original collapsed state. Further temperature cycling, however, only shows a much reduced hysteresis, in agreement with our experimental observations. We attribute the hysteretic behavior to a kinetically trapped initial collapsed configuration, which relaxes upon expanding in the swollen state. We find a similar behavior for linear PNiPAm chains adsorbed to an interface. Our combined experimental - simulation investigation provides new insights into the volume phase transition of PNiPAm materials adsorbed to liquid interfaces.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».