超臨界の二酸化炭素におけるブロック共ポリマーのワンポット合成:ナノ構造のマイクロ粒子の単純な汎用的な経路

科学分野:

• ポリマー化学のポリマー化学について
• マテリアルサイエンス 材料科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• ブロックコポリマーは,ナノ構造材料の作成に不可欠です.
• 従来の合成方法には,しばしば強い溶媒と複数のステップが含まれます.
• 拡張可能で環境に優しい合成経路の開発は,重要な課題です.

研究 の 目的:

• ナノ構造のポリマー微粒子の単一の,スケーラブルな合成を開発する.
• 超臨界の二酸化炭素を分散ポリメリゼーションのグリーン溶媒として利用する.
• 結果となるナノ構造物に対するブロックコポリマー組成の影響を調査する.

主な方法:

• リバーシブルアディション・フラグメンテーション・チェーン・トランスファー (RAFT) ポリメリゼーションを使用した.
• 超臨界の二酸化炭素 (scCO2) で分散ポリメリゼーションを行った.
• メタクリラート,アクリラミド,スタイレンを含む様々なモノメアを使用した.

主要な成果:

• 一つのステップで,ナノ構造のポリマー微粒子をうまく合成しました.
• 多種多様なモノマータイプでscCO2におけるRAFTポリメリゼーションの汎用性を実証しました.
• 微粒子の内部で様々なナノスケール形態 (多層,円筒形,球形) を観察した.
• 結果となるブロックコポリマーの調節可能なアンフィフィリックおよび機械的性質を披露した.

結論:

• scCO2でのワンポットRAFTポリメリゼーションは,高度なポリメリックマイクロ粒子への効率的で環境的に許容可能な経路を提供します.
• CO2の選択的吸収は,ブロックコポリマー相行動に著しく影響し,独特の運動的に閉じ込められた形態学につながります.
• この方法は,カスタマイズされたナノ構造材料の商業規模での生産のための有望なプラットフォームを提供します.