Giroide de núcleo en terpolímeros de bloque de pincel de botella ABC

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los Polímeros
• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• El autoensamblaje de polímeros en bloque crea redes periódicas en 3D con propiedades sintonizables como la conductividad iónica.
• Los polímeros de bloque lineal convencionales tienen limitaciones en el tamaño ordenado de la red y la velocidad de ensamblaje.
• Las arquitecturas Bottlebrush ofrecen espina dorsal extendida y dinámica más rápida, superando las limitaciones del polímero lineal.

Objetivo del estudio:

• Investigar el comportamiento en fase de los copolímeros de polietileno-alt-propileno-b-estireno (PEP-PS) y PEP-PS-polietileno-óxido (PEO).
• Explorar el potencial de las arquitecturas bottlebrush para lograr nuevas morfologías de red más allá de los sistemas lineales.
• Informar sobre la primera observación de morfologías de red en copolímeros de bloque de pincel de botella AB.

Principales métodos:

• Síntesis de los copolímeros de brocha de botella PEP-PS diblock y PEP-PS-PEO triblock mediante la polimerización por metástasis de apertura de anillo (ROMP).
• Caracterización del comportamiento de la fase del copolímero utilizando dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS).
• Análisis de la formación de la morfología a través de diferentes composiciones y grados de columna vertebral de polimerización (Nbb).

Principales resultados:

• Los dibloques PEP-PS tienen exclusivamente morfologías cilíndricas y lamelares.
• La adición de bloques PEO a los dibloques PEP-PS dio como resultado una ventana de fase doble de tiroides (GYR).
• Las dimensiones de la celda unitaria GYR mostraron una dependencia de la ley de potencia de Nbb (d ~ Nbb ^ 0.92), lo que indica la escalabilidad.

Conclusiones:

• Los copolímeros de tribloqueo de brocha de botella pueden formar morfologías complejas de red 3D, específicamente el tiroides doble.
• La escala observada de las dimensiones de GYR con la longitud de la columna vertebral sugiere el potencial para crear estructuras de red más grandes de lo que era posible anteriormente.
• Este trabajo demuestra la utilidad de la química ROMP para el diseño de polímeros multibloqueados avanzados con nanoestructuras ordenadas.