Исследование модифицированных пористых мембран методом атомно-силовой микроскопии

В работе исследованы полимерные мембраны, использующиеся в медицине и биотехнологиях, например в гемодиализе и газоразделении, и их модификация. Объектом исследования служили полисульфоновые пористые мембраны, характеризующиеся воспроизводимыми свойствами и контролируемым размером пор. Модификация мембран проводилась в высокочастотном емкостном разряде низкого давления (18.4 Па) при частоте 13.56 МГц в среде $\mathrm{Ar}$ и $\mathrm{CF}_4$ и мощности разряда 1500 Вт. Методом атомно-силовой микроскопии исследована морфология поверхности пористых полисульфоновых мембран до и после их обработки низкотемпературной плазмой. Применяли атомно-силовой микроскоп Solver $\mathrm P47\mathrm H$ ($\mathrm{NT}$-$\mathrm{MDT}$) с кантелеверами типа $\mathrm{NSG}20$ в контактном и полуконтактном режимах. Выявлены различия в структуре, измерены и проанализированы феноменологические параметры поверхности (зависимости среднеквадратичной шероховатости поверхности, размаха высот, средней арифметической шероховатости от масштаба сканирования) полисульфоновых мембран до и после плазменной модификации. Установлено, что воздействие высокочастотной плазмой пониженного давления на полисульфоновые мембраны приводит к сглаживанию рельефа их поверхности, что свидетельствует об уменьшении поверхностной пористости этих мембран, и объясняет снижение водопроницаемости и возрастание ее задерживающей способности. Показано, что плазменная обработка улучшает гидрофильные поверхностные свойства внутренних поверхностей полисульфоновых мембран из полых волокон. Установлены значительные изменения в адгезионных характеристиках для контрольных и модифицированных поверхностей полисульфоновых мембран.