Determinación del peso molecular del polímero mediante fluorescencia

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Ciencias de los materiales
• Química analítica

Sus antecedentes:

• El control preciso del peso molecular del polímero (M_w) es esencial para ajustar las propiedades del material.
• Los métodos convencionales de caracterización M_w carecen de capacidades en tiempo real, in situ y de resolución espacial, especialmente para polímeros insolubles.
• La polimerización por metástasis de apertura de anillo (ROMP) es una técnica versátil para la síntesis de polímeros, pero el monitoreo in situ de M_w sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método de microscopía de imágenes de fluorescencia de por vida (FLIM) para la determinación en tiempo real del polímero M_w.
• Superar las limitaciones de las técnicas tradicionales en el control de las polimerizaciones.
• Para permitir el análisis M_w in situ y con resolución espacial de polímeros, incluidos los insolubles.

Principales métodos:

• Desarrollo de un enfoque basado en FLIM que utiliza un monómero marcado fluorescentemente (BODIPY-norbornene) dopado en una concentración baja (1 de cada 10).
• Correlación cuantitativa establecida entre el polímero M_w (determinado por cromatografía de permeación de gel, 35570 kg/mol) y la vida útil de la fluorescencia.
• Aplicación del método al ROMP catalizado por rutenio de polinorboreno y polidiciclopentadieno.

Principales resultados:

• Se demostró una relación cuantitativa entre el tiempo de vida de la fluorescencia y el polímero M_w.
• Medidas M_w con resolución de tiempo habilitadas en 1 segundo por área de 45 μm × 45 μm durante el ROMP en curso.
• Se logró la caracterización simultánea de la morfología del polímero con la determinación de M_w, independientemente de la solubilidad del polímero.

Conclusiones:

• El método FLIM desarrollado proporciona un enfoque rápido y no invasivo para el monitoreo in situ del polímero M_w.
• Esta técnica supera las limitaciones clave de la caracterización tradicional, ofreciendo resolución espacial y aplicabilidad a polímeros insolubles.
• La visualización FLIM es una herramienta poderosa para la comprensión y el control en tiempo real de los procesos de polimerización y la estructura del polímero.