يتم تقديم الإجراءات المستخدمة لتوليد حبات بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان مقعرة المسامية المجهرية. يتم التأكيد بشكل خاص على تأثيرات تركيز الإلكتروليت وهويته داخل المرحلة المائية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يتم تقديم الإجراءات المستخدمة لتوليد حبات بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان مقعرة المسامية المجهرية. يتم التأكيد بشكل خاص على تأثيرات تركيز الإلكتروليت وهويته داخل المرحلة المائية.
في الآونة الأخيرة ، تم استخدام تلفيقات الفقاعات الدقيقة لتوليد حبات مسامية لاستخدامها كركائز هيكلية محفزة أو في الفواصل الكيميائية11،12. في كلا التطبيقين ، سيكون للمواد المثالية نسبة مساحة السطح إلى الحجم (SAV) القصوى لتحقيق أفضل كفاءة. في عملية تصنيع الفقاعات الدقيقة ، يتم عادة إنشاء البنية المجهرية للمواد عن طريق عزل البوليمر في "الفقاعات الدقيقة" الأليفاتية عن طريق الاستحلاب في مرحلة مائية مستمرة. أنتجها التقرير الأولي لخرز PDMS الصغيرة التي يسهل اختراقها عن طريق الاستحلاب الميكانيكي لمرحلتين (أليفاتية ومائية)13. يتم إذابة سائل PDMS (وعامل الربط المتقاطع الخاص به) في المرحلة الأليفاتية ، والتي يتم تنظيمها في حبات مجهرية عن طريق إجبارها على التجويف داخل المرحلة المائية (المستمرة). يتم تثبيت الاستحلاب عن طريق إضافة مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية. عندما يضاف المستحلب بالتنقيط إلى حمام ساخن ، تتشكل الخرزات الصلبة عن طريق تكتل الفقاعات الدقيقة في مجموعات من الكرات الصغيرة من PDMS المتشابكة. هدفنا في هذا البروتوكول هو تعديل هذا الإجراء لتطوير خرز بمسامية مقلوبة لتحسين نسبة SAV للمادة.
كما ذكرنا سابقا ، يمكن توجيه التحكم في الخرز إلى حد ما من خلال النسب الأليفاتية: النسب المائية في المستحلب. ومع ذلك ، فقد أبلغنا مؤخرا أن إضافة كلوريد البلاتين (IV) (PtCl4) يعكس المسامية: تتشكل المواد التي يكون فيها PDMS مليئا بالمسام المقعرة14. يشير هذا إلى أن الطبقة المائية تتجوف داخل الطبقة الأليفاتية ، على الرغم من وجود نسب أليفاتية مماثلة: نسب مائية لتلك المنشورة في العمل الأصلي13. الميزة الأساسية لطريقتنا هي أن هذه المسامية المقعرة يجب أن تؤدي بشكل طبيعي إلى زيادة نسبة SAV ، وبالتالي تحسين الكفاءة لتطبيقات الكيمياء التحليلية. بينما نواصل استكشاف التأثيرات المحددة لإضافة مركب البلاتين ، نوضح هنا أنه يمكن تحقيق نفس التأثير باستخدام أي مركب أيوني قابل للذوبان مائيا ، وإن كان ربما بدرجة أقل. نظرا لأن تقنياتنا تختلف أيضا في بعض الجوانب الرئيسية عما تم الإبلاغ عنه سابقا ، فإننا نقدم بروتوكولاتنا هنا كفيديو لتشجيع الآخرين على توسيع أساليبنا. والجدير بالذكر أننا نستخدم سونيكاتر صوت حمام مشترك من النوع المستخدم لتنظيف الأواني الزجاجية أو غيرها من المعدات ، بدلا من جهاز صوتي المسبار (الأكثر تكلفة بكثير) الذي يستخدم غالبا في تصنيع الفقاعات الدقيقة. يمكن توسيع هذا النهج المعدل لإجراء تصنيع الفقاعات الدقيقة لإنتاج كميات كبيرة من المواد السائبة أيضا ، مما يؤدي إلى إنشاء صفائح أو ألواح مسامية يمكن أن يكون لها تطبيقات للأجهزة الطبية الحيوية ، أو صناعة الطيران والسيارات ، أو ركائز للتحفيز الكيميائي. قد يجد المستخدمون الذين يسعون إلى توليد مواد ذات بنية مجهرية عالية بنسبة SAV باستخدام بوليمرات أخرى مماثلة لمثل هذه التحليلات أنه يمكن توسيع بروتوكولاتنا إلى أي بوليمر يمكن تطبيق تقنية مستحلب الفقاعات الدقيقة عليه.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد مستحلب
2. عبر ربط
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتظهر الصور SEM تمثيلية من الخرز الناشئة من المستحلبات مع الظروف بالكهرباء مختلفة في الشكل 1. ويبين الشكل 1A حبة مشابهة لتلك التي حصلت عليها DuFaud، وآخرون. 13، المنتجة باستخدام إجراءاتنا، دون إضافة أي بالكهرباء. الخرز هو مبين في الشكل 1B-D، مما أدى إلى الأشكال التضاريسية مختلفة لكل أيون الفلز. لجميع الصور المعروضة، تم استخدام 300 ميكرولتر من 0.03-M حلول بالكهرباء بدلا من 300 م...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
حبات المنتجة باستخدام هذا البروتوكول (وعن طريق ضبط تركيز بالكهرباء والهوية) تختلف جوهريا عن تلك المنتجة مع قوة مستحلب المنخفض الأيونية، كما رأينا من خلال المقارنة بين الشكل 1A إلى الصور SEM أخرى في الشكل 1. لدينا التقرير الأولي تستخدم شركة الاتصالات الباكستانية 4 بقصد زيادة تحفيز البلمرة عبر ربط على واجهة مائية-الأليفاتية 14. في هذا التقرير، شوهد المسافات البادئة مقعرة كبيرة. منذ ذلك التقرير، قمنا المكرر إجرا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
وقد تم دعم هذا العمل من قبل كلية أوغدن للعلوم والهندسة، بما في ذلك الدعم الداخلي من قسم الكيمياء ومن مكتب البحوث (اللجنة الملكية 13-8032) في جامعة كنتاكي الغربية. وكانت المساعدة من الدكتور جون Andersland في مرفق WKU المجهري (صور SEM) وأستاذ مشارك يان تساو معهد WKU للاحتراق علوم والهندسة (تحليل BET) المركزي لإجراء هذا العمل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| بولي (ثنائي ميثيل سيلوكسان) ، فينيل منتهي | سيجما ألدريتش | 68083-19-2 | |
| ن-هيبتان | سيجما ألدريتش | 142-82-5 | |
| ثلاثي إيثوكسيسيلان | سيجما ألدريتش | 998-30-1 | قابل للاشتعال ، سامة |
| بشكل لطيف سوربيتان مونوليات (سبان-80) | فلوكر | 1338-43-8 | |
| البلاتين (الرابع) كلوريد | سيجما ألدريتش | 13454-96-1 | |
| كلوريد الزنك (II) | سيجما ألدريتش | 7646-85-7 | |
| كلوريد الصوديوم | سيجما-ألدريتش | 7647-14-5 | |
| 2.8 لتر حمام مائي سونيكاتور | VWR | 97043-964 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.