Pensez à la barre humble des pneus, asseyez-vous à l'extérieur dans les jours d'hiver froid, il est aussi dur que le roc, mais lors d'une rotation dans la voiture, les pneus deviendra très doux. Pour les matériaux de tous les jours, à partir de verre de caoutchouc à la matière plastique, par exemple des changements fondamentaux comportement de transition est déterminée par la température du verre.
(Cartes cercle ont été ajoutées ici, s'il vous plaît aller aux titres de vue du client d'aujourd'hui)Pour les ingénieurs qui veulent créer de nouveaux matériaux, tels que la température élevée en plastique résistant ou la température de transition vitreuse flexible est cruciale. Cependant, les gens ne sont pas une bonne compréhension de celui-ci, en particulier au niveau de la structure moléculaire du bloc matériel - nanométrique, seulement un milliardième de mètre de taille. Dans ce petit champ, les ingénieurs ont besoin de contrôler la température de transition avec une précision sans précédent pour créer le jeu a changé la nature des matériaux avancés.
Brocade Park - popularisation Science: Ce travail est axé sur Dane période Christie (Dane Christie) aux produits chimiques d'étude et étudiant diplômé en génie biologique à l'Université de Princeton (Princeton). Christie est maintenant Corning Incorporated (Corning Inc.) est un scientifique des matériaux, dans sa thèse de doctorat, il a lancé le développement d'un outil pour détecter la température de transition à l'échelle nanométrique. Eugene Higgins (Eugene Higgins) génie chimique et biologique Professeur Richard Registre et professeur agrégé de chimie et de génie biologique Rodney Priestley (Rodney Priestley) servent de co-conseiller au projet de Christie. Deux professeurs de l'Université de Princeton et co-auteur de deux documents décrivent Christie, l'outil et sa détection précoce.
Les deux documents ont été publiés dans le "ACS Science Center" (ACS Central Science) et "Physical Review Letters" (Physical Review Letters). Ces nouvelles mesures d'outil à partir de deux matières plastiques ou la température de transition polymère. Ces deux polymères ne sont pas mélangés uniformément ensemble, mais enrichis en une forme ou une autre région de polymère. la température de transition de ces zones ne correspond souvent pas à la température normale du polymère de la matrice, à la conception des nanomatériaux, la fabrication et pose un problème de déploiement. Étant donné que ces deux polymères ne se mélangent pas facilement, dans une zone très petite, la concentration de chaque composant du polymère a tendance à varier considérablement. En conséquence, afin de comprendre le mélange de polymères de différentes températures de transition, les scientifiques ont besoin de mesurer avec précision la concentration d'une pluralité de points sur une petite échelle.
- chercheurs de l'Université de Princeton, y compris au doctorat Dane Christie (Dane Christie), est maintenant Corning matériaux scientifiques ont mis au point un outil pour détecter polymère à l'échelle moléculaire. Photo: Corning Inc
Outils de rapport Université de Princeton en ajoutant dans chaque molécule de polymère fluorescent « balises » est sélectionné pour y parvenir. région Luminance dépend de la balise moléculaire auxquels ils sont vitreux ou caoutchouteuse. De cette façon, l'outil révèle la température de transition partielle, le matériel fournit les déterminants du comportement affectant cette idée vitale. Registre dit: Il a été longtemps à la recherche d'informations sur cette résolution spatiale, mais personne ne connaît la solution à ce problème, parce que nous ne sommes pas en mesure de mesurer la température de transition sondes mécaniques à l'échelle nanométrique. Maintenant que nous avons démontré cette approche, nous et d'autres dans le domaine peut l'utiliser pour étudier ou d'autres systèmes polymères complexes sur cette base.
Inscrivez-vous et proposé Priestley concept global du projet de thèse Christie, qui fait partie du Centre de Princeton Complex Materials proposition Groupe de recherche interdisciplinaire, Priestley est directeur adjoint du centre. Dans la détermination préliminaire qu'ils voulaient après son étude des systèmes polymères, Christie a commencé l'étude a commencé. Il a créé dans le laboratoire de divers polymères, leurs structures moléculaires ont été caractérisés, et la mesure de fluorescence. Christie a dit: Je synthétisé une grande quantité de polymère, afin de compléter cette étude, j'ai synthétisé 60 types de structure polymère unique. Christie registre synthèse polymère a été réalisée dans les travaux de laboratoire, pour le laboratoire de caractérisation des matériaux Priestley.
Tout au long du projet, registre et Priestley par un sur un et les réunions de groupe, près Christie conseiller, lorsque son travail a commencé à fournir des informations importantes sur la chimie des polymères nano-structurés, guide de coopération lui. Inscrivez-dit: Chacun d'entre nous en tenir à l'avantage de la connaissance et de la coopération, la synthèse et la caractérisation des aspects de la mine de copolymère bloc, mesure la fluorescence et la zone de transition vitreuse. Le système de modèle est constitué de deux polymères composés de PBMA et PMMA. Le premier est un verre acrylique, marque Plexiglas, alors que celui-ci est utilisé dans les peintures et les stents cardiovasculaires. Les chercheurs ont choisi ces polymères particuliers, car il y a une grande différence de leur température de transition: la température de transition du PMMA est de 105 ° C (221 ° F) Température de transition de 20 ° C PBMA (68 ° F).
Cette grande température de transition limite telle que la perturbation plus facilement observé et quantifié. En outre, deux composition chimique particulière d'une telle unité de polymère ayant un matériau photosensible placé dans la chaîne moléculaire peut être n'importe où dans la structure. Cette méthode permet à un Christie capable de la température de transition de rapport de mesure de la fluorescence du mélange ciblé à l'intérieur du polymère. Lors de l'analyse au moyen d'un modèle de calcul, les mesures montrent le mécanisme interne de l'interaction de deux polymères. Comme on le voit dans le centre de documents scientifiques ACS, chaque molécule du polymère, non seulement par leurs différents effets sur la concentration locale de sa température de transition, il est également affectée par la proximité et qui sont reliés à des concentrations différentes régions chimiquement.
« Physical Review Letters », le document d'améliorer encore ce. Dans une étude ultérieure, les marqueurs fluorescents Christie sur deux régions de la molécule à distance à partir de l'interface de la chaîne polymère, et ont testé l'effet de près effectivement connecté. Des études ont montré que l'influence de ce dernier mécanisme attaché à la température de transition est plus importante. Université du Minnesota (Université du Minnesota) génie chimique et professeur de science des matériaux Timothy Lodge (Timothy Lodge) a écrit dans l'American Chemical Society (ACS) publiée dans le "Science Center" (centre de la science) un article de commentaire:
La transition vitreuse est résistant à la théorie de base, la définition n'est pas clair dans l'expérience, mais dans de nombreux processus et applications sont au cur de la science des polymères, il représente un défi constant. Par des techniques de synthèse et des expériences précises avancées, Christie, enregistrer et Priestley première fonction signalé comme une mesure directe de la température interne de la position de transition nanostructuré matériau polymère. Ce travail ouvre la porte à un éventail plus large d'une étude plus approfondie. De telles études peuvent être mieux comprises et concentrés sur le polymère rempli de commun amélioré, tel qu'un polymère composé de pneus en caoutchouc.
Autre moyen comprend en avant la conception de nouveaux matériaux à base de nanocomposites prometteurs, ces matériaux peuvent présenter un stress extrême sur la flexibilité ou l'élasticité. D'autres applications comprennent celles conçues pour les piles à combustible à membrane artificielle, batteries et traitement de l'eau de pointe. Bien que le système utilisé étiquette chimique spécifique et une polymérisation, mais l'approche générale ne se limite pas à celle-ci, et la réussite du développement d'un mode de réalisation de la méthode peut maintenant être appliquée à un système de polymères complexes significatifs.
Brocade Park - Sciences Popular Science | Recherche / de: Université de Princeton / Adam Hadhazy
Périodique Littérature de référence: "Physical Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.121.247801
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