Самособирающихся морфологией, полученные с помощью Винтовая поликарбодиимидным Сополимеры и их производные триазола

Общая цель данного протокола состоит в том, чтобы продемонстрировать рациональный синтетический подход к спиральным поликарбодиимидам, несущим модифицируемые группы подвесок, и визуализировать собранные из них вторичные структуры с помощью атомно-силовой микроскопии. Эти исследования представляют особый интерес для разработки экспериментальных процедур для подготовки желаемых архитектур. Эти архитектуры затем могут быть использованы в качестве потенциальных датчиков, оптических переключателей или биомедицинских приложений.

Основное преимущество этой методики заключается в том, что ее можно легко применять к различным поликарбодиимидным каркасам для изготовления специфических сборок, таких как пончики, ленты, волокна, суперспирали, сферы и так далее. Применение этого метода распространяется на использование спирального поликарбодиимимидного каркаса в качестве потенциальных носителей лекарств. Потому что эти микромолекулы, похожие на вечеринки, самоорганизуются в уникальную архитектуру контролируемым образом.

Чтобы начать эту процедуру, добавьте один грамм мономера ET и 0,894 грамма мономера pH в чистый 20-миллилитровый сцинтилляционный флакон, содержащий магнитную мешалку в бардачке. Затем добавьте 0,018 грамма катализатора BINOL в сцинтилляционный флакон. Добавьте примерно три-пять миллилитров безводного хлороформа и осторожно перемешайте, чтобы мономер и катализатор растворились.

После укупорки флакона дайте реакционной смеси помешаться в течение ночи при температуре 25 градусов Цельсия. Растворите полимер в пяти-десяти миллилитрах хлороформа и повторно растворите его в 250 миллилитрах метанола, чтобы удалить остаточный катализатор. Затем высушите осадок в высоком вакууме в течение 24 часов, чтобы удалить метанол.

В бардачок добавьте пять миллилитров безводного ТГФ и магнитную мешалку в сцинтилляционный флакон, содержащий 0,25 грамма композиции R 50 этинола 50 фенола. Затем добавьте в сцинтилляционный флакон 0,146 грамма желаемого амида. После этого добавьте в сцинтилляционный флакон 0,022 грамма катализатора йодида меди.

Дайте раствору помешать в течение двух минут, чтобы образовалась однородная суспензия. Теперь добавьте 0,713 грамма DBU в однородную суспензию и дайте ей помешать в течение двух часов при температуре 25 градусов Цельсия. Циклическую реакцию необходимо проводить в течение двух часов.

Следует избегать длительного времени реакции, чтобы предотвратить образование твердого геля, такого как нерастворимые инульсивные органические растворители. Вынув флакон из бардачка, снимите магнитную мешалку и введите зеленоватый, гелеобразный раствор в 250 миллилитров холодного метанола, содержащего 0,5 миллилитра DBU. Соберите образовавшийся полимер триазола путем фильтрации с помощью 15-миллилитровой фриттированной воронки, и промойте ее один раз 250 миллилитрами метанола.

После повторения очистки высушите продукт клик-реакции в высоком вакууме в течение 24 часов для удаления метанола. В перчаточном ящике смешайте 0,029 грамма катализатора хлорида меди с 0,1 грамма макроинициатора в сцинтилляционном флаконе, содержащем 0,101 грамма PMDETA. После добавления в флакон магнитной мешалки добавьте 1,51 грамма свежеперегонного стирола.

Затем добавьте примерно 12 миллилитров безводного толуола, чтобы растворить реагенты. После того, как флакон будет запечатан и извлечен из бардачка, погрузите его в масляную ванну и увеличьте температуру. Перемешайте реакционную смесь при желаемой температуре в течение 12 часов в вытяжном шкафу.

Сняв магнитную мешалку, влейте реакционную смесь в 250 миллилитров холодного метанола, содержащего 0,5 миллилитров DBU. Затем соберите образовавшиеся хлопья с помощью фильтрации с помощью 15-миллилитровой фриттированной воронки, и промойте материал один раз примерно 50 миллилитрами холодного метанола. Отфильтруйте каждый полимерный исходный раствор через шприцевой фильтр PTFV размером 0,45 микрометра перед нанесением на кремниевую пластину.

Сразу после нанесения 200 микролитров образца на кремниевую пластину используйте машину для нанесения полимерного покрытия, чтобы покрыть всю поверхность пластины однородной полимерной пленкой для измерений методом АСМ. Здесь показана опосредованная титановым катализатором координационная инсерционная полимеризация, приводящая к серии поликарбодиимидов R и S. Здесь показан синтез триазоловых поликарбодиимидов, используемых в качестве макроинициаторов в реакции ATRP с получением поликарбодиимид-g-полистиренов, или PSPCD.

Макромолекулы могут самособираться в тонкую пленку, образуя различные сложные супермолекулярные архитектуры, такие как волокна, петлевые волокна, суперспирали, волокнистые сети, ленты, червеобразные агрегаты, тороидальные структуры и кратеры. Здесь показана молекулярная модель макроинициатора триазола. АСМ-изображения алкиновых ПХД подтверждают формирование волокнистой морфологии.

В целом, разбавление исходных растворов приводило к уменьшению размера образующихся агрегированных морфологий. Здесь показана морфология, образованная из PSPCD, покрытых спиновым покрытием из хлороформа. В отличие от агрегационного поведения алкиновых поликарбодиимидов в хлороформе, изучение PSPCD выявило как кратерообразные сборки, так и наноразмерные хориоидальные архитектуры в качестве преобладающих мотивов.

Здесь представлены АСМ изображения PSPCD, свидетельствующие об образовании дискретных наносфер при применении системы с одним или бинарным растворителем для осаждения проб, с размерами частиц, зависящими от концентрации. Здесь показана сборка отдельных макромолекул в сферические наночастицы, тесно соответствующие морфологии, измеренной с помощью SEM. Примечательно, что агрегаты больших микронных размеров могут быть скомпрометированы отдельными наночастицами, агломерированными вместе.

Метод спиннингового покрытия представляет собой удобный способ воспроизводимого получения множественных морфологий типов, включая волокна, суперспирали, пончикообразные архитектуры, микросферы, на основе поликарбодимидов этинола и их соответствующих производных полистирола. При приготовлении поликарбодиимидных пленок на кремниевых пластинах их следует высушить на воздухе в течение нескольких часов для получения изображений AMF. На этот раз мы облегчим эти макромолекулы до самоорганизации в соответствии с определенными идентифицируемыми морфологиями.

Важным практическим выводом исследований является то, что на формирование вторичных структур сильно влияют концентрация и растворитель. После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как ПЭМ, СЭМ и рентгенография. Это позволяет нам задать дополнительные вопросы, связанные со структурой спиральных поликарбодиимидов.

Наша цель — разрабатывать материалы с точно контролируемой kyro-архитектурой и настраиваемыми свойствами. Будущие применения этого метода в отношении поликарбодиимидов могут включать разработку киросенсоров или конструирование сферических агрегатов в качестве носителей для доставки лекарств. Кроме того, мы можем создавать новые молекулярные каркасы, обладающие определенными микроструктурами, демонстрирующими интересные кирооптические коммутационные свойства