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・アクアス・エミュルション・ポリメリゼーションにおけるイン・シチュー・スモール・アングルX線散射研究
Emma E Brotherton1, Fiona L Hatton1, Amy A Cockram1
1Dainton Building, Department of Chemistry , University of Sheffield , Brook Hill , Sheffield , South Yorkshire S3 7HF , United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|August 1, 2019
まとめ
この研究は,RAFT水性乳液ポリメリゼーションの最初の局所微小角X線散射 (SAXS) 監視を示しています. 研究者らは,ブロックコポリマーが球体,ワーム,小胞に自己組み立てられる様子をリアルタイムで観測できる新しい反応細胞を開発した.
科学分野:
- ポリマー化学
- 材料科学
- ナノテクノロジー
背景:
- ポリメリゼーション誘発セルフアセンブリ (PISA) は,ブロックコポリマーナノ構造を作るための汎用的な方法である.
- 局所小角X線散射 (SAXS) は,自己組み立てプロセスに関する貴重な洞察を提供します.
- 以前のSAXSの試験は,RAFTの水性乳液ポリメリゼーションでは,技術的な問題により限られていた.
研究 の 目的:
- RAFT水性乳液のSAXS研究のための新しい方法を開発し,実証する.
- 水性エマルションにおけるPGMA-PMOEMAブロックコポリマーの自己組み立てメカニズムを調査する.
- ナノ構造の形状 (球体,ワーム,小胞) を制御するための相図を作成する.
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) による水性エミュルション・ポリメリゼーションを用いた.
- 効率的な動と現地SAXS分析のために設計された新しい反応セルを使用しました.
- 2メトキシエチルメタクリレート (MOEMA) のPGMA前駆体ブロックによるポリメリゼーションを調査した.
- コポリマー濃度と形状に基づいた相図を構成した.
主要な成果:
- 70 °Cで2時間以内に高いモノマー変換 (> 90%) を達成した.
- ステリカルに安定した PGMA-PMOEMAの球体,ワーム,小胞を 合成した.
- 反応条件を調整することによって形態学に対する再現可能な制御を証明した.
- 局所SAXS経由でミセラ核化から最終形態化までのナノ構造のダイナミックな進化を観察した.
結論:
- 現場で開発されたSAXS技術は,RAFT水性乳液PISAの研究における以前の限界を克服しています.
- この方法は,ブロックコポリマーの自己組み立てを制御するメカニズムの前例のないリアルタイム洞察を提供します.
- PISAに基づくナノマテリアルの理解と合理的な設計を大幅に進める.
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