توضح هذه المقالة عملية إنتاج الجسيمات النانوية البوليمرية ذاتية التجميع باستخدام بلمرة التشتت بوساطة الضوء المرئي. يسمح استخدام الضوء المرئي منخفض الطاقة للتحكم في البلمرة بالتكوين القابل للتكرار للمذيلات الشبيهة بالديدان ذاتية التجميع عند نسبة عالية من المواد الصلبة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
توليف سطحي من المذيلات تشبه دودة من الضوء المرئي وساطة التشتت البلمرة عن طريق Photoredox محفز
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
معروض هنا بروتوكول للتخليق السهل للمذيلات الشبيهة بالديدان عن طريق بلمرة التشتت بوساطة الضوء المرئي. يبدأ هذا النهج بتخليق بوليمر متجانس بولي (أوليغو (إيثيلين جلايكول) ميثيل إيثر ميثاكريلات) (POEGMA) باستخدام بلمرة نقل سلسلة الإضافة والتجزئة القابلة للانعكاس (RAFT). تحت تشعيع الضوء المرئي الخفيف (λ = 460 نانومتر ، 0.7 ميجاوات / سم2) ، يمكن تمديد عامل نقل السلسلة الكلية هذا (macro-CTA) في وجود محفز الأكسدة الضوئية القائمة على الروثينيوم ، Ru (bpy) 3Cl2 يمكن تمديد سلسلة باستخدام مونومر ثان لتشكيل بوليمر مشترك محدد جيدا في عملية تعرف باسم RAFT (PET-RAFT). عند استخدام PET-RAFT لتمديد POEGMA ببنزيل ميثاكريلات (BzMA) في الإيثانول (EtOH) ، يتم تشكيل الجسيمات النانوية البوليمرية ذات الأشكال المختلفة في الموقع وفقا لآلية التجميع الذاتي الناجم عن البلمرة (PISA). يحدث التجميع الذاتي في الجسيمات النانوية التي تقدم سلاسل POEGMA في سلاسل الهالة وسلاسل بولي (بنزيل ميثاكريلات) (PBzMA) في القلب في الموقع بسبب عدم الذوبان المتزايد لكتلة PBzMA في الإيثانول. ومن المثير للاهتمام ، أنه يمكن مراقبة تكوين مذيلات تشبه الديدان عالية النقاء بسهولة من خلال مراقبة ظهور هلام شديد اللزوجة في الموقع بسبب تشابكات الجسيمات النانوية التي تحدث أثناء البلمرة. وبالتالي تسمح هذه العملية بتوليف أكثر قابلية للتكرار للمذيلات الشبيهة بالديدان ببساطة عن طريق مراقبة لزوجة المحلول أثناء البلمرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تطبيق محفز الضوء بشكل متقطع بطريقة التشغيل / الإيقاف مما يدل على التحكم الزمني في مورفولوجيا الجسيمات النانوية.
المقدمة
وقد جرت العادة على إنجاز تركيب nonspherical (وغيرها) الأشكال التضاريسية جسيمات متناهية الصغر باستخدام إجراء التجميع الذاتي متعددة الخطوات بدءا من التوليف وتنقية diblock محددة جيدا محبة للجهتين (أو multiblock) بوليمرات. كانت شعبية واحدة من تقنيات التجميع الذاتي الأكثر شيوعا التي كتبها أيزنبرغ في 1990s، وينطوي على حل كتلة كوبوليمر محبة للجهتين في مذيب المشترك لكلا كتل البوليمر تليها إضافة بطء وانتقائية مذيب للواحدة من الكتل 1-3 . كما يتم إضافة مذيب انتقائي (عادة المياه)، والبوليمرات كتلة يخضع التجميع الذاتي لتشكيل النانوية البوليمرية. يتم تحديد التشكل النهائي (أو خليط من الأشكال التضاريسية) من الجسيمات النانوية من قبل ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تحضير وتوصيف POEGMA الماكرو-CTA
- إضافة جزئية (جلايكول الإثيلين) الأثير مادة ميثيل ميثا (OEGMA) (12 غرام، 4 × 10 -2 مول)، 4-cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) حمض pentanoic (CPADB) (0.224 غرام، 8 × 10 -4 مول)، 2،2'-azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN) (16.4 ملغ، 0.1 ملمول) و 50 مل الأسيتونتريل (MeCN) إلى 100 مل قارورة أسفل جولة.
- ختم قارورة مع الحاجز المطاطي وأسلاك الفولاذ بحجم مناسب وتبريد قارورة من درجة حرارة الغرفة إلى <4 درجات مئوية في حمام الماء المثلج.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
في هذه الدراسة، يتم استخدام بروتوكول البلمرة من خطوتين لتركيب المذيلات تشبه دودة باستخدام نهج PISA (الشكل 1). في الخطوة الأولى، يتم تنفيذ البلمرة من OEGMA مما أسفر عن POEGMA الكلي CTA والتي يمكن استخدامها باعتبارها عامل استقرار في خطوة البلمرة لاحقة. عائدات البلمرة PET-الطوافة في ظل ظروف التشتت بسبب الذوبان من PBzMA في الإيثانول الذي يؤدي في النهاية إلى تشكيل جسيمات متناهية الصغر. خلال البلمرة، خليط التفاعل شفافة في البداية يمكن مل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يوضح هذا البروتوكول تصور القدرة على رصد تشكيل المذيلات تشبه دودة ببساطة من خلال مراقبة ظهور سلوك مثل هلام. فائدة هذا النهج تكمن في القدرة على رصد تشكيل دودة خلال البلمرة بالمقارنة مع الطرق الأخرى. ويمكن تنفيذ هذا الإجراء باستخدام البلمرة من خطوتين اثنين من أحادية المتاحة تجاريا (OEGMA وBzMA) لانتاج POEGMA- ب -PBzMA بوليمرات diblock محبة للجهتين الذاتي تجميعها.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن المفاعلات مع هندسته.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
CB ممتن لزمالته المستقبلية من مجلس البحوث الأسترالي (ARC-FT12010096) و UNSW Australia.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 4-Cyano-4- (phenylcarbonothioylthio) حمض البنتانويك (CPADB) | سيجما ألدريتش | 722995-5G | |
| أوليغو (إيثيلين جلايكول) ميثيل الأثير ميثاكريلات (OEGMA) | سيجما ألدريتش | 447935-500 مل | متوسط Mn< / sub> 300 ، يحتوي على 100 & nbsp ؛ ppm MEHQ كمثبط ، 300 & nbsp ؛ جزء في المليون BHT كمثبط |
| 2،2 & prime ؛ -Azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN) | Sigma-Aldrich | ||
| Ru (bpy) 3< / sub>Cl2< / sub>.6H2< / sub>O | Sigma-Aldrich | 544981-1G | |
| بنزيل ميثاكريلات (BzMA) | Sigma-Aldrich | 409448-1L | يحتوي على أحادي ميثيل الأثير هيدروكينون كمثبط |
| أكسيد الألومنيوم ( أساسي) | Chem-Supply Pty Ltd أستراليا | AL08371000 | |
| 95٪ إيثانول (EtOH) | Sucrogen Bio Ethanol | 80889 | |
| Acetonitrile (MeCN) | Chem-Supply Pty Ltd أستراليا | RP1005-G2.5L | |
| Tetrahydrofuran (THF) | Chem-Supply Pty Ltd أستراليا | TA011-2.5L | |
| المشروبات الروحية البترولية (40-60 ° ج) | Chem-Supply Pty Ltd أستراليا | PA044-2.5L | |
| ثنائي إيثيل الأثير | Chem-Supply Pty Ltd أستراليا | EA0362.5L | |
| ثنائي ميثيل أسيتاميد (DMAc) | VWR الدولية | أستراليا ALFA22916. M1 | لتحليل GPC |
| ماصات باستور (230 مم) | Labtek | 355.050.503 | |
| أكواب زجاجية | Labtek | 025.01.902 (2 لتر) / 2110654 (1 لتر) | 2 ؛ دورق L مخصص لربط شرائط LED لتشكيل شريط LED التجاري للمفاعل الدائري |
| EcoLab | n / a | & lambda ؛ = 460 نانومتر ، 4.8 واط / م | |
| 4 مل قوارير زجاجية | Labtek | APC502214B | |
| 0.9 مل كوارتز كوفيت | ستارنا Scientific Ltd | 21 / Q / 2 | |
| إبرة (0.8 مم × 38 & nbsp; مم) | بيكتون ديكسون | 302017 | لتفاعلات إزالة الأكسجين |
| إبرة (0.8 مم × 120 ؛ مم) | B Braun Australia | 4665643 | لتفاعلات إزالة الأكسجين |
| الحاجز السدادة الأكمام (الحاجز المطاطي) | Sigma-Aldrich | z564680 / z564702 | |
| سخانات التحريك | VWR International Australia / In Vitro Technologies | 97018-488 / RADRR91200 | |
| خلاط دوامة | VWR International Australia | 412-0098 | |
| فرن فراغ | في المختبر التقنيات | MEMVO200 |
المراجع
- Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
- Zhang, L., Eisenberg, A.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
