$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
عندما يتم إسقاط الأطر العضوية العضوية المطعمة بالبوليمر بلطف على الماء من تشتت التولوين المركز (كما هو موضح في الشكل 4 أ) ، تتشكل طبقة أحادية في بضع ثوان بمظهر قزحي الألوان. علاوة على ذلك ، فإن استخدام قالب مصنوع من الأسلاك النحاسية لرفع هذه الطبقة الأحادية ثم تجفيف المياه التي تم الحصول عليها يسمح بتكوين SAMMs قائمة بذاتها (الشكل 4 ب). بعد نقل الطبقة الأحادية إلى غطاء مجهر زجاجي وتجفيفها ، يظهر تصوير SEM جزيئات مجمعة ذاتيا (الشكل 5). في الشكل 5 أ ، تكون الجسيمات طبقة أحادية منتظمة. يبدو مورفولوجيا UiO-66 ، وهو ثماني السطوح منتظم (عند تحضيره في ظل ظروف اصطناعية معينة) ، أكثر تقريبا قليلا بسبب وجود فرشاة البوليمر. علاوة على ذلك ، فإن معظم الفراغات بين الجسيمات ليست مفتوحة ولكنها مملوءة بالبوليمر. عند مراقبة محيط الطبقة الأحادية ، يمكن ملاحظة المناطق التي قد تعكس عملية التجميع الذاتي غير المكتمل (الشكل 5 ب) ، مما يشير إلى أنها لم تشكل الطبقة الأحادية بالكامل بعد. خلال هذه المرحلة ، يمكن ملاحظة البوليمر الممتد الذي يسد الفجوات بين الجسيمات. في عملية نقل SAMMs إلى الزجاج لقياسات SEM ، قد تكون هناك حالات تصبح فيها الطبقة الأحادية مزاحة قليلا. ومع ذلك ، في حالة SAMMs التي تم تصنيعها بنجاح ، لا تتشتت الجسيمات بشكل فردي ولكنها تظهر عامل شكل مشابه لعامل الغشاء المطوي (الشكل 5C).
على النقيض من ذلك ، إذا لم يتم تحضير جزيئات MOF المطعمة بالبوليمر بشكل صحيح ، يتم ملاحظة ميزات مختلفة بواسطة صور SEM (الشكل 6). إذا كان تشتت الجسيمات غير كاف (أي أثناء عملية التوليف والخطوات التي تنطوي على الدوامة أو الصوتنة) ، ملاحظة تجمع الجسيمات كمجاميع (الشكل 6 أ). على وجه الخصوص ، عند إعداد معلقات الجسيمات عالية التركيز لخطوة التجميع الذاتي النهائية ، هناك حاجة إلى اهتمام دقيق لضمان تشتت الجسيمات بشكل جيد في الحد الأدنى من كمية التولوين. بالإضافة إلى ذلك ، كما هو موضح في الشكل 6B ، C ، يمكن أن تتجمع الجسيمات في هياكل متعددة الطبقات ، بدلا من الطبقات الأحادية المطلوبة. يمكن أن يحدث توليد متعدد الطبقات بسبب عدة عوامل مختلفة. على سبيل المثال ، إذا لم يتم تحريك خليط التفاعل جيدا أثناء عملية بلمرة التطعيم ، فقد يؤدي ذلك إلى تراكم جسيمات لا رجعة فيه لا يسمح بتكوين تشتتات متجانسة في التولوين. سبب آخر للطبقات المتعددة هو تركيز الجسيمات في محلول التولوين الذي يكون مرتفعا جدا بحيث لا يمكن استيعابه بواسطة مساحة سطح الماء المحدودة. للحصول على SAMMs مرتبة بالتساوي ، يعد الجمع الصحيح بين حجم الطبق (أي سطح الماء المكشوف) وتركيز التعليق أمرا بالغ الأهمية. على سبيل المثال ، عند استخدام طبق بتري بقطر 60 مم ، فإن قطرة 10 ميكرولتر من تشتت 50 مجم / مل تسمح بتكوين SAMMs القابل للتكرار.

الشكل 1: تطعيم البوليمرات على جسيمات الأطر الفلزية العضوية. (أ) التطعيم من تخليق الرباط العضوي ل PMMA-g-GMA-UiO-66. (ب) التطعيم من المراكز المعدنية تخليق UiO-66-pMA وتجميعها الذاتي في طبقات أحادية الفلكلور. تم اقتباس الشكل 1 أ من Molavi et al.14. الاختصارات: MOF = إطار معدني عضوي ؛ GMA = غليسيديل ميثاكريلات. UiO = جامعة أوسلو; THF = رباعي هيدروفيوران. DCM = ثنائي كلورو ميثان ؛ PMMA = بولي (ميثيل ميثاكريلات) ؛ DDMAT = 2- (دوديسيل ثيوكربونوثيولثيولثيو) -2-حمض ميثيل بروبيونيك ؛ pMA = بولي (ميثيل أكريلات) ؛ DMSO = ثنائي ميثيل سلفوكسيد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: وعاء تفاعل LED مدمج في المنزل مبطن بشرائط LED زرقاء. تم تصنيع وعاء التفاعل من (أ) حاوية ألومنيوم قطرها 17 سم و (ب) شريط إضاءة LED مرن مقاوم للماء 12 فولت. الاختصار: LED = الصمام الثنائي الباعث للضوء. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: صور فوتوغرافية للأطر العضوية العضوية البكر والسطحية الوظيفية والمطعمة بالبوليمر. (أ) UiO-66 ، MOF البكر ، في الميثانول ، (B) UiO-66-DDMAT ، MOF وظيفي سطحي ، في DMSO ، (C) UiO-66-pMA ، أطر عضوية عضوية مطعمة بالبوليمر ، في التولوين. الاختصارات: MOF = إطار معدني عضوي ؛ UiO = جامعة أوسلو; DDMAT = 2- (دوديسيل ثيوكربونوثيولثيولثيو) -2-حمض ميثيل بروبيونيك ؛ pMA = بولي (ميثيل أكريلات) ؛ DMSO = ثنائي ميثيل سلفوكسيد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: صور فوتوغرافية ل SAMMs. (أ) SAMMs قزحي الألوان تشكلت عند السطح البيني بين الهواء والماء. (ب) SAMMs قائمة بذاتها معلقة على سلك نحاسي. الاختصارات: الأطر الفلزية العضوية = الأطر المعدنية العضوية؛ SAMMs = أحاديات الطبقة أحادية الإطار المعدني العضوي ذاتية التجميع. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: صور SEM ل SAMMs. (أ) الجسيمات المرتبة بالتساوي ، وتشكيل طبقة أحادية. (ب) التجميع الذاتي غير الكامل، الذي لوحظ عند حواف الطبقة الأحادية المتكونة عند السطح البيني بين الهواء والماء. (ج) يمكن طي بعض الأجزاء جيدة التكوين من الطبقة الأحادية أثناء عملية نقل الطبقة الأحادية إلى الزجاج. قضبان المقياس = 1 ميكرومتر. الاختصارات: SAMMs = أحادية الطبقة أحادية الإطار المعدني العضوي ذاتية التجميع ؛ SEM = المجهر الإلكتروني الماسح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: صور SEM ل SAMMs غير المتجانسة. (أ) المجموعات المجمعة. ب: تركيب متعدد الطبقات غير منتظم يتكون من تراكم قوي للجسيمات. ج: وجود سطح خشن بسبب الفشل في تكوين طبقة أحادية منتظمة. الاختصارات: SAMMs = أحادية الطبقة أحادية الإطار المعدني العضوي ذاتية التجميع ؛ SEM = المجهر الإلكتروني الماسح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: صور للأطر الفلزية العضوية المهضومة باستخدام HF. (أ) UiO-66-pMA منتشرة في التولوين. (ب) هضم UiO-66-pMA باستخدام HF. المختصرات: الأطر العضوية العضوية = الأطر المعدنية العضوية؛ HF = حمض الهيدروفلوريك ؛ UiO = جامعة أوسلو; pMA = بولي (ميثيل أكريلات). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.