Ni siquiera es metastable: Doble diamante cúbico en fundidos de copolímero Diblock

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los polímeros
• La termodinámica

Sus antecedentes:

• Los copolímeros fundidos en bloque exhiben morfologías complejas, incluidas las fases de red cúbica.
• Las estructuras de doble tiroides y doble diamante son ejemplos clave de estas morfologías.
• Comprender las transformaciones de fase es crucial para el diseño de materiales.

Objetivo del estudio:

• Investigar la termodinámica de las transformaciones continuas entre las fases de red de doble tiroides y doble diamante en las fusiones de copolímero de bloque.
• Determinar las vías de estabilidad e interconversión de estas morfologías de red cúbica.
• Identificar los factores que influyen en la estabilidad de la fase de doble diamante.

Principales métodos:

• Se empleó un enfoque de fuerte segregación para calcular paisajes de energía libre.
• Parámetros estructurales utilizados para mapear las transformaciones entre las fases cúbicas.
• Se han realizado estudios de campo autoconsistentes para confirmar la estabilidad de fase en segregación finita.

Principales resultados:

• La fase cúbica de doble diamante es un punto de silla de montar inestable, continuamente deformable en la fase de doble tiroides más estable.
• La inestabilidad de la fase de doble diamante surge de los costos de energía libre entrópica del empaque de la cadena en los nodos tetraédricos.
• La mezcla de homopolímeros y la asimetría elástica pueden estabilizar la fase de doble diamante en un estado metastable.

Conclusiones:

• La morfología de la red de doble diamante es termodinámicamente inestable en fundidas simétricas de doble bloque.
• Los efectos entrópicos relacionados con el embalaje de la cadena son críticos para la estabilidad de las fases de la red.
• Se pueden utilizar estrategias como la mezcla de homopolímeros para acceder a estructuras de doble diamante metastables.