Descubrimiento de una fase sigma de Frank-Kasper en las fusiones de copolímero de bloque formador de esferas

Área de la Ciencia:

• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La cristalografía es una técnica de cristalografía.

Sus antecedentes:

• Los copolímeros de bloques formadores de esferas se autoensamblan en cristales cúbicos centrados en el cuerpo.
• La fase sigma (σ) es una estructura cristalina compleja conocida de las aleaciones metálicas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el autoensamblaje de copolímeros de bloque más allá de la fase cúbica centrada en el cuerpo.
• Para caracterizar una nueva fase de equilibrio en las fusiones de copolímero de bloque.

Principales métodos:

• Experimentos de dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS).
• Microscopía electrónica de transmisión (TEM) en fundidos de copolímero de bloque doble y tetra.

Principales resultados:

• Se identificó una fase sigma (σ) de equilibrio con una gran célula unitaria tetragonal que contiene 30 esferas separadas por microfasas.
• Se observa la nucleación y el crecimiento de la fase σ a partir de la fase cúbica centrada en el cuerpo.
• La fase σ actúa como un cristal aproximado a los cuasicristales dodecagonales.

Conclusiones:

• La frustración del empaque macromolecular media la formación de la fase σ en los copolímeros de bloque.
• Esta frustración es una contribución entrópica que controla la geometría de embalaje de esferas.
• Los hallazgos amplían la comprensión del autoensamblaje en arquitecturas complejas de polímeros.