隐形眼镜:了解表面化学对优化设计至关重要

应用笔记

讨论

隐形眼镜 是复杂的材料,必须提供一系列的物理性能,以便有效,安全和舒适地穿着。 这些性质包括:(1)高透氧性以传输O.2 到角膜,(2)亲水表面,使连续的泪膜覆盖镜片,提供润滑和(3)抗细菌和蛋白质吸附。 了解两者 表面 以及 大量化学 镜片对于设计最佳性能至关重要。 表面灵敏度(0-5 nm采样深度),无标准量化和不仅检测元素而且检测功能组的能力的组合使 XPS(X射线光电子能谱) 一种强大的分析工具,用于确定这些材料的近表面化学。

下面的调查显示了一种常见的水凝胶镜片材料(无羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)(图1)和(图2)亲水性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共聚物的加入。很明显,XPS可以检测PVP。含PVP镜片中的氮。

下面的调查显示了一种常见的水凝胶镜片材料(无羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)(图1)和(图2)亲水性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共聚物的加入。很明显,XPS可以检测PVP。含PVP镜片中的氮。

图1基于HEMA的隐形眼镜光谱

图1 基于HEMA的隐形眼镜光谱

图2 HEMA + PVP隐形眼镜光谱

图2 HEMA + PVP隐形眼镜光谱

对于纯HEMA透镜,观察到的和预期的元素浓度之间存在极好的一致性,并且碳1s光谱(图3)表示纯的,未受污染的透镜表面。 将PVP添加到第二透镜中以改善透镜表面的泪液润湿性,因此能够量化表面上PVP的分数是重要的。 这通过将观察到的氮浓度与纯PVP的预期氮浓度进行比较来完成。 镜片2在表面含有20%PVP。 通过碳1s光谱中存在O = CN峰证实了该结果(图4)。

图3曲线拟合pHEMA镜片的高分辨率碳1s光谱。 注意CO:COO的2:1比率与已知的HEMA化学结构一致。 预期浓度为[C] = 66.7%和[O] = 33.3%,与表1非常一致。

图3 来自pHEMA镜片的高分辨率碳1s光谱的曲线拟合。 注意CO:COO的2:1比率与已知的HEMA化学结构一致。 预期浓度为[C] = 66.7%和[O] = 33.3%,与表1非常一致。

图4曲线拟合来自pHEMA-PVP透镜的高分辨率碳1s光谱。 注意287.4 eV处的O = CN分量指示PVP(并且在上面的图3中不存在)。

图4 来自pHEMA-PVP透镜的高分辨率碳1谱的曲线拟合。 注意287.4 eV处的O = CN分量指示PVP(并且在上面的图3中不存在)。

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