研究人员提出新理论对聚合物上层建筑的重塑

聚合物的科学家马萨诸塞大学阿默斯特最近发表了一篇论文自然通讯回答一个长期存在的纳米结构称为double-gyroid神秘,分组的分子组成。

这个形状是最珍贵的材料科学家之一,它有一个广泛的使用;欧洲杯足球竞彩然而,研究人员一直无法预测这些形式出现直到现在。

有一个漂亮的纯数学和材料之间的相互作用的科学。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球我们的工作调查材料自组装成的自然形式。欧洲杯足球竞彩

资深作家和教授格雷格•Grason高分子科学与工程,马萨诸塞大学阿默斯特学院欧洲杯线上买球

这些表格可以有许多不同的形式。它们可以一层等基本形状,汽缸或球体。

有点像肥皂的电影。有一个直观的理解分子的形状,如肥皂,可以构建。我们所做的是揭示隐藏的几何学,它允许聚合物假设double-gyroid形式。

合著者和博士后研究员迈克尔•Dimitriyev高分子科学与工程,马萨诸塞大学阿默斯特学院欧洲杯线上买球

double-gyroid实际上看起来像什么?不直观。

他们是在一层和一个圆柱体之间。

第一作者Abhiram Reddy和博士后研究员,西北大学

换句话说,想象一块平坦的纱窗,或一层,然后扭成一个鞍型层,适合的立方盒子最小的表面积。这是一个gyroid。当第二个材料,同样扭曲成一个gyroid第一gyroid填补了空白,这叫做double-gyroid。

每个螺旋形的物质生成一个网络相互连接的管子。他们结合产生一个令人难以置信的复杂的物质是对称的,像许多晶体。它也渗透了迷宫一样的通道组成的多元化的化学成分。因为它是一个混合的两个gyroids时,这种材料可以表现出冲突的特点。

这些double-gyroids一直在自然界中观察到,但没有人了链分子,称为嵌段共聚物,产生double-gyroids。

Reddy和他的合作者扩展之前的理论模型,结合热力学和内侧地图,考虑包装问题的新方法(或如何最好地填补容器有限材料)来自计算几何。

由于共聚物必须伸展填满每一个区域的自组装结构,了解其创作需要了解分子“测量中心”的形式更复杂的比球体和圆柱体。

团队的修正理论模型不仅解释了复杂double-gyroids的形成也有希望得到理解包装问题在更广泛的工作自组装上层建筑,如起飞向东方和double-primitives以及结构有待发现。

研究人员,由美国能源部资助,现在打算与合成化学家开始提高他们的假设使用实验证据。

最终目标是创建一个广泛的材料,利用double-gyroid的结构和可以帮助发展中技术从充电电池ligh欧洲杯足球竞彩t-reflective涂料。

期刊引用:

Reddy, A。,等。(2022)内侧包装和弹性不对称稳定double-gyroid嵌段共聚物。Nat Commundoi: 10.1038 / s41467 - 022 - 30343 - 2。

来源:https://www.umass.edu/