توليف دوري البوليمرات وتوصيف تلك الحركة ناشر في الدولة تذوب في واحدة جزيء مستوى

الهدف العام من هذه التجربة هو توصيف حركة انتشار البوليمرات الطوبولوجية ، وخاصة البوليمرات الدورية ، في ظل ظروف متشابكة على مستوى الجزيء الفردي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال فيزياء البوليمر ، مثل الديناميكيات المكانية والزمانية المعتمدة على الطوبولوجيا للبوليمرات. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تمييز الانتشار غير المتجانس كميا على مستوى السلسلة الواحدة ، والذي عادة ما يكون مخفيا خلفه على مستوى ما.

لبدء هذا الإجراء ، قم بإذابة ملح بيريلين ديميد في 150 مل من الماء ، ثم قم بإذابة بولي أحادي الوظيفة (THF) في أربعة ملليمترات من الأسيتون. أضف محلول الأسيتون إلى المحلول المائي الذي يتم تقليبه بقوة. اجمع الراسب المتشكل عن طريق الترشيح الفراغي.

بعد ذلك ، قم بإعداد محلول خمسة ملليغرام لكل مليلتر من الراسب في التولوين. ارتجاع المحلول لمدة أربع ساعات. بعد السماح للمحلول بالتبريد ، قم بإزالة المذيب تماما تحت ضغط منخفض عن طريق التبخر الدوار.

عند الانتهاء ، قم بإذابة البقايا في خليط 2: 1 من n-hexane: الأسيتون وقم بتصفية المحلول الناتج من خلال سدادة من هلام السيليكا. ثم أضف المحلول المصفى إلى الماء المثلج لترسيب المنتج. لتحضير عينة ذوبان البوليمر ، أضف 100 ميكرولتر من البولي الخطي (THF) غير المسمى إلى زجاجة زجاجية وقم بتسخينها إلى حوالي 25 درجة مئوية باستخدام مجفف الشعر.

قم بإعداد محلول 10 إلى ستة أضراس تحت الصفر لمحلول البوليمر المدمج في الفلوروفورم في الكلوروفورم. ثم أضف ميكرولتر واحد من هذا المحلول إلى 100 ميكرولتر من ذوبان البولي الخطي (THF) غير المسمى. بعد خلط العينة جيدا بطرف ماصة ، قم بتبخير الكلوروفورم عن طريق التسخين بمجفف شعر.

باستخدام ماصة دقيقة، ضع 10 ميكرولترات من العينة على زلة غطاء نظيفة. ضع زلة غطاء نظيفة أخرى على العينة واضغط برفق على زلات الغطاء معا باستخدام ملاقط بلاستيكية. بعد ذلك ، قم بتوصيل سخان موضوعي بالعدسة الموضوعية للمجهر المقلوب واضبط درجة الحرارة على 30 درجة مئوية.

ضع قطرة واحدة من زيت الغمر على العدسة وقم بتركيب العينة على مرحلة المجهر. تأكد من الحصول على سمك عينة يبلغ حوالي 10 ميكرومتر عن طريق التحقق من الموضع المحوري للسطح السفلي والعلوي للعينة. ثم اضبط تركيز المجهر على بضعة ميكرومترات فوق السطح السفلي للعينة.

بعد ذلك ، قم بتطبيق ضرب الإلكترون أو كسب EM على كاميرا CCD من أجل الحصول على صورة فلورية عالية الجودة للفلوروفور الفردي. الآن قم بتعيين منطقة اهتمام باستخدام البرنامج الذي يتحكم في الكاميرا. لتحسين الظروف التجريبية ، اضبط منطقة إضاءة العينة على قطر 20 ميكرومتر تقريبا باستخدام الحجاب الحاجز الذي تم إدخاله في مسار شعاع الإثارة.

اضبط طاقة ليزر الإثارة في العينة على أربعة إلى ثمانية مللي واط عن طريق تحديد مرشح الكثافة المحايدة المناسب الذي يتم إدخاله يدويا في مسار شعاع الإثارة. أخيرا ، سجل 500 إلى 1000 تسلسل صور مضان للبوليمر المدمج في حالة الذوبان بمعدل إطارات يتراوح من 100 إلى 200 هرتز. تم قياس صور الإزهار أحادي الجزيء بفاصل زمني للبوليمرات ذات الأذرع الأربعة والثمانية أشكال وتظهر بقعا ساطعة وحادة معزولة مكانيا بسبب دمج فلوروفور ثنائي البيريلين عالي الفلورسنت في السلاسل.

تظهر الرسوم البيانية للتردد لمعامل الانتشار الذي يحدده تحليل الإزاحة التربيعية توزيعات واسعة ناتجة عن كل من الخطأ الإحصائي للتحليل وعدم تجانس الانتشار. تظهر الرسوم البيانية للتردد انحرافات واضحة عن نموذج الانتشار المتجانس ، مما يوضح الانتشار غير المتجانس لجزيئات البوليمر. ضرب النموذجين الغوسيان الفردي والمزدوج وظائف التوزيع التراكمي التي تم الحصول عليها تجريبيا جيدا وتظهر أن انتشار البوليمر المشكل يوصف من خلال التوزيع الواسع لمعامل الانتشار ، بينما يعرض البوليمر ذو الأشكال الثمانية وضعين متميزين للانتشار.

بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء تخليق البوليمرات في ست ساعات ويمكن إجراء تجربة الغمر في الجزيء الفردي في عدة ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علوم البوليمرات لاستكشاف ديناميكيات البوليمر في البيئات المزدحمة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية توصيف الحركة المنتشرة للبوليمرات الطوبولوجية في ظل ظروف متشابكة على مستوى السلسلة الواحدة.

لا تنس أن العمل مع الليزر والمذيبات العضوية يمكن أن يكون خطيرا للغاية ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل سلامة الليزر ومراجعة MSDS أثناء تنفيذ هذا الإجراء.