Een team van onderzoekers van de KU Leuven, de Universiteit van Aveiro, OLYMAT, de Universiteit van Baskenland UPV/EHU en de Ikerbasque, Baskische Stichting voor Wetenschap heeft een scanning tunneling microscope (STM) gebruikt om de vorming van een 2D covalent polymeer te observeren . In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature , beschrijft de groep hoe ze beelden vastlegden van de stadia die betrokken zijn bij de ontwikkeling van polymeer en vervolgens simulaties gebruikten om de progressie aan te vullen.

Het kristallisatie- en polymerisatieproces dat betrokken is bij het maken van polymeren is op grote schaal gebruikt om een ​​verscheidenheid aan bruikbare producten te produceren, en de stappen die bij dergelijke processen betrokken zijn, zijn algemeen bekend. Maar tot nu toe is het proces niet direct waargenomen. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers een manier gevonden om het hele ontwikkelingsproces te observeren als een reeks gebeurtenissen.

Het team gebruikte een STM om een ​​monster van boroxine 2D, een dynamisch covalent polymeer, te bestuderen. Ze ontdekten dat hun keuze verrassend goed bleek te zijn:de reactiesnelheid vindt plaats met tussenpozen van ongeveer een minuut. En dat was toevallig, want STM's maken eens per minuut afbeeldingen. Zo konden de onderzoekers afbeeldingen maken voor elke stap in het proces.

Kijkend naar de beelden, zagen de onderzoekers eerst de vorming van kristallisatiekernen. Vervolgens konden ze het verschijnen van oligomeren en dimeren observeren en vervolgens hun verdwijning terwijl ze groeiden tot een grootte die groot genoeg was om het polymerisatieproces een vliegende start te geven. De onderzoekers merken op dat de afbeeldingen samen laten zien hoe dynamisch het proces is en hoe rek optreedt. De onderzoekers gebruikten vervolgens de afbeeldingen die ze maakten om simulaties te maken die het proces van begin tot eind duidelijker lieten zien.

Een beter begrip van het proces, merken de onderzoekers op, zou moeten leiden tot methoden om defecten te verminderen en misschien tot manieren om op maat gemaakte oriëntaties te creëren of zelfs de ontwikkeling van heterostructuren met sandwiching van verschillende materialen. Hun werk heeft ook theorieën bevestigd die zijn ontwikkeld om de delen van het proces te beschrijven die nog niet volledig werden begrepen. + Verder verkennen

Zelftemplerende, oplosmiddelvrije supramoleculaire polymeersynthese

© 2022 Science X Network