柔らかい固体のナノスケール混合
Soo-Hyung Choi1, Sangwoo Lee, Haidy E Soto
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, United States.
Journal of the American Chemical Society
|January 21, 2011
まとめ
柔らかい固体でナノスケール混合を達成することは困難です. この研究は,商用ミキサーがポリマーミセルをランダムに混合させることができることを示しており,これは小角中性子散射 (SANS) によって確認されています.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ポリマーサイエンスの科学
- ソフトマター物理学 ソフトマター物理学
背景:
- 柔らかい固体における分子規模の混合を評価することは,重大な課題を提示します.
- スクアランのポリチレンブロックポリエチレンアルトプロピレン (PS-PEP) ディブロックコポリマー濃縮溶液は,ガラスのようなポリチレン (PS) コアを持つ体中心の立方 (bcc) 格子を形成します.
- ナノスケール混合の理解と制御は,材料の特性にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- 柔らかい固体におけるナノスケール混合の程度を定量的に評価する.
- ポリマーミセルのランダムな分布を達成するための商用ミキサーの有効性を実証する.
- ナノスケールのランダム性を定量化するための小角中性子散射 (SANS) の使用を検証する.
主な方法:
- 構造分析のために小角中性子散射 (SANS) を利用した.
- ポリスチレンブロックの同位体ラベリング (デュテリウムラベリング,PS(D)) がコントラストの変化のために使用されています.
- コントラストマッチング用溶剤 (スクワランとペルデュテラテッドスクワランの混合物) を使用しました.
主要な成果:
- 商業用ミキサーで,PS-PEPミセルの完全にランダムな混合を,通常の (PS(H)) またはデュテリウムラベル (PS(D)) のコアで達成できることを実証しました.
- よく定義された体中心の立方体 (bcc) 格子の中でこれらのランダムな混合物を観察しました.
- 単一の球形のコアの形状因子を用いてSANSの強度を定量的にモデル化し,ランダム性を確認しました.
結論:
- 柔らかい固体におけるナノスケールの完全な混合は,従来の混合技術を使用して達成できます.
- SANSは,複雑な材料におけるナノスケールのランダム性を定量的に測定し,検証するための強力なツールです.
- この発見は,制御された分子配列を持つ柔らかい材料の設計と加工に意味を持つ.
