Morphologies auto-assemblage obtenu à partir hélicoïdaux polycarbodiimide Copolymères et leurs dérivés triazole

Chemistry

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Summary

Ici, nous présentons un protocole pour préparer et visualiser les structures secondaires (par exemple, des fibres, des architectures toroïdaux et nano-sphères) dérivées de polycarbodiimides hélicoïdaux. La morphologie caractérisée à la fois par microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie électronique à balayage (SEM) a montré dépendre de la structure moléculaire, la concentration et le solvant de choix.

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Kulikov, O. V., Siriwardane, D. A., McCandless, G. T., Mahmood, S. F., Novak, B. M. Self-assembling Morphologies Obtained from Helical Polycarbodiimide Copolymers and Their Triazole Derivatives. J. Vis. Exp. (120), e55124, doi:10.3791/55124 (2017).

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Abstract

Une méthode facile pour la préparation de structures secondaires à base de polycarbodiimide (par exemple, nano-anneaux, "cratères" , des fibres, des fibres en boucle, réseaux fibreux, des rubans, des agrégats semblables à des vers, des structures toroïdales, et les particules sphériques) est décrite. Ces agrégats sont morphologiquement influencées par des interactions hydrophobes à chaîne latérale à chaîne latérale extensives des brins de polycarbodiimide singulier, comme déduit par microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie électronique à balayage (MEB) des techniques. Polycarbodiimide- copolymères g de -polystyrène (PS-PCD) ont été préparés par une combinaison de méthodes de synthèse, y compris la polymérisation de coordination d'insertion, de cuivre (I) catalysées azoture cycloaddition alcyne (CuAAC) "cliquez sur" la chimie, et transfert d'atome radicalaire (ATRP ). PS-PCDs ont été trouvés pour former des architectures toroïdaux spécifiques à des concentrations faibles dans CHCl 3. Afin de déterminer l'influence d'un milieu solvant plus polaire ( par exemple,

Introduction

L'hélice est un motif chiral omniprésent observé dans la nature. Les systèmes biologiques complexes et de leurs composants, tels que des protéines, des polypeptides et l'ADN, utilisent tous la structure hélicoïdale en tant que moyen d'exécution de tâches complexes pour des applications telles que le stockage de l'information, le support de transport moléculaire des tissus et des transformations chimiques localisées.

Macromolécules polymères hélicoïdaux 1 ont été une cible pour la conception de matériaux fonctionnels et composites possédant des propriétés intéressantes, ce qui a permis leur utilisation pratique dans de nombreux domaines 2, 3, 4, 5. Jusqu'à présent, de nombreux t échafauds hélice 6, 7, 8, 9, ainsi que leurs motifs de structure secondaire, ont été utilisées avec succèso obtenir des résultats prometteurs, tant dans le domaine de l' ingénierie physique 10, 11, 12 et dans les applications biologiques 13, 14. Les études actuelles représentent une extension logique de nos efforts antérieurs pour synthétiser optiquement polycarbodiimides alcyne actifs portant un ou deux fragments alcyne modifiables par unité de répétition 15, 16, 17.

Récemment, nous avons rapporté 22 l'homo- et co-polymérisation de monomères carbodiimide conduisant à des macromolécules hélicoïdaux chiraux - une famille de (R) - et (S) -polycarbodiimides avec des groupes latéraux modifiables qui offrent en outre fonctionnalisation par un CuAAC "cliquez sur" protocole. Br polycarbodiimides de terminaison obtenus à partir de leurs précurseurs respectifs sont éthynyle shown pour agir en tant macroinitiateurs ATRP dans la greffe -polymerization avec le styrène 23.

L'objectif spécifique de ce manuscrit est de fournir un guide pratique pour les caractérisations morphologiques (mesures AFM et SEM inspection) des structures secondaires formées à partir de PS-PCDs synthétisés à partir de leurs précurseurs de éthynyle correspondants à l'aide d' un clic protocole bien connu 21. En particulier, les détails expérimentaux, tels que le choix de solvant, la température, le procédé de dépôt, le substrat choisi pour le dépôt et la structure du polymère, se sont révélés être très important d'obtenir des morphologies spécifiques (par exemple, des fibres, y compris les droitiers et sens gauchers hélicoïdaux, des nano-sphères, et nano-anneaux). Ils peuvent également être utiles pour le développement de matériaux ayant des propriétés accordables basés sur polycarbodiimides à l'architecture chiral contrôlée avec précision.

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Protocol

Remarque: Toutes les réactions ont été effectuées dans une boîte à gants (ou de la hotte de fumée, lorsqu'il a noté) en utilisant des flacons à scintillation standard.

1. Synthèse de la (R) - et (S) de -series Ethynylpolycarbodiimides

  1. Placer 1,0 g (0,00442 mole) de N - (3-éthynylphényl) - N '-hexylcarbodiimide monomère (HE) et de 0,894 g (0,00442 mole) de N -phényl- N' -hexylcarbodiimide monomère (Ph), des liquides visqueux transparents en tant que une cuvette propre de scintillation (20 ml) avec une (boîte à gants) de la barre d'agitation magnétique pour obtenir une composition représentative -50-ET-50-Ph R.
    REMARQUE: Utilisez uniquement un monomère pour générer les homopolymères respectifs. Le mélange de deux précurseurs monomères à différents rapports a donné une banque de 22 copolymères statistiques.
  2. Peser 0,018 g (0,00004 mole) de (R) - BINOL Ti (IV) catalyseur de diisopropoxyde comme un rouge (parfois orange), bien powmatériau der dans une boîte à gants (rapport de monomère à catalyseur est de 250 moles: 1) et l'ajouter à la fiole à scintillation.
  3. Ajouter ~ 3-5 ml de CHCI3 anhydre pour dissoudre à la fois le monomère et le catalyseur. Une légère agitation peut être nécessaire à cette étape pour dissoudre le catalyseur, qui peuvent par ailleurs former des morceaux de matériau. Effectuer toutes les manipulations avec des réactifs sous atmosphère inerte (boîte à gants) à 25 ° C.
  4. Boucher le flacon à scintillation contenant tous les réactifs et laisser le mélange réactionnel à agitation pendant une nuit à 25 ° C dans une boîte à gants.
  5. Retirez la barre magnétique et ajouter ~ 5 ml de CHCl 3 supplémentaire de re-dissoudre le matériau visqueux rouge foncé ( en dehors de la boîte à gants).
  6. Injecter la solution obtenue à l'étape précédente dans du MeOH froid (250 ml) contenant 0,5 ml de 1,8-diazabicyclo [2.5.0] undéc-7-ène (DBU) pour précipiter le matériau polymère sous forme de fibres jaunâtres.
  7. Recueillir le polymère formé par filtration (entonnoir fritte, 15 ml, 4-8 pm) Et le laver avec du MeOH (~ 10 ml, 3x).
  8. Re-dissoudre le matériau obtenu à l'étape précédente dans CHCl 3 et re-précipiter dans du MeOH pour éliminer le résidu de Ti (IV) -BINOL catalyseur. Sécher le précipité sous vide poussé (200 mTorr) pendant 24 h pour éliminer le MeOH. Répéter cette procédure une fois pour garantir la pureté du polymère obtenu.

2. Synthèse de la (R) - et le protocole (S) -series de triazole polycarbodiimides en vertu d' un "Click"

  1. Ajouter 5 ml de THF anhydre (boîte à gants) et une barre d'agitation magnétique dans le flacon de scintillation (20 ml) contenant 0,25 g (0,00117 mole) de R -50-ET-50PH pour synthétiser un représentant R -50-TRZ-50- composition de la Ph.
  2. Peser 0,146 g (0,00059 mole) de N - (3-azidopropyl) amide -2-bromo-2-méthylpropane 22 dans la boîte à gants et l' ajouter à la fiole à scintillation.
  3. Peser 0,022 g (0,00012mol) de Cu (I) un catalyseur d'iodure dans la boîte à gants et de le charger dans le flacon de scintillation. Laissez le bruit de solution pendant 2 min pour former une suspension homogène.
  4. Chargez le même flacon avec 0,713 g (0,00468 mole) de DBU, boucher le flacon, et lui permettre de remuer pendant 2 h dans la boîte à gants à 25 ° C (éviter un temps plus long de la réaction pour éviter la formation de gel dur).
  5. Retirez la barre magnétique et injecter le mélange réactionnel (solution de gel verdâtre) obtenu à l'étape 2.4 dans MeOH froid (250 ml) contenant 0,5 ml de DBU (en dehors de la boîte à gants).
  6. Recueillir le polymère triazole formé par filtration (entonnoir fritte, 15 ml, 10 pm) et le laver avec du MeOH.
  7. Répéter l' étape de purification de 2,6 ( par exemple, la dissolution dans du THF et précipitation dans MeOH) , une fois de plus pour éliminer le catalyseur résiduel.
  8. Sécher le produit de la réaction ", cliquez sur" sous vide poussé (200 mTorr) pendant 24 h pour éliminer les traces de MeOH.

3. Synthèse de la (R) - Et (S) -series de Polycarbodiimide- g -polystyrène Copolymères

  1. Mélanger 0,029 g (0,00029 mol) de catalyseur de Cu (I) de chlorure de 0,1 g (0,00029 mole) de R -50-TRZ-50PH macroamorceur dans le flacon de scintillation (20 ml) contenant 0,101 g (0,00058 mole) de N, N, N ', N', '-pentamethylenediethylenetriamine N' (PMDETA). Placez une barre d'agitation magnétique dans le (boîte à gants) de flacon pour obtenir un R -50-TRZ-50Ph- copolymère greffé -polystyrène représentatif.
  2. Charger un flacon de l'étape 3.1 avec 1.510 g (0,0145 mol) de styrène fraîchement distillé.
  3. Ajouter ~ 12 mL de toluène anhydre (ou DMF) 23 dans le flacon de l' étape 3.2 pour dissoudre les réactifs; sceller hermétiquement le flacon avant de le sortir de la boîte à gants.
  4. À l'intérieur d'une hotte, immerger le flacon scellé dans un bain d'huile et augmenter la température. Une fois que la température atteint til a la valeur désirée ( la température peut varier de 57 à 100 ° C, en fonction du copolymère particulier) 23, maintenir pendant 12 h (temps de réaction proprement dite peut être comprise entre 6 heures à 4 jours, en fonction de l'expérience).
  5. Retirer la cuvette de la plaque chaude et refroidir le matériau visqueux blanc jusqu'à 25 ° C.
  6. Prendre le récipient de réaction avec le solide résultant de la boîte à gants.
  7. Dévissez le flacon, retirer la barre d'agitation, et verser le mélange réactionnel dans 250 ml de MeOH froid contenant 0,5 ml de DBU.
  8. Recueillir les flocons formés de PS-PCDs par filtration (entonnoir fritte, 15 ml, 4-8 pm) et laver le matériau avec du MeOH froid (jeter le surnageant à gauche après filtration).
  9. Répéter l' étape de purification de 3,8 ( par exemple, la dissolution dans le DMF et précipitation dans MeOH) , une fois de plus pour éliminer le catalyseur résiduel.
  10. Sécher la matière (poudre blanche) sous vide poussé (200 mTorr) pendant 24 h pour éliminer le MeOH.

  1. Peser 10 mg de matériau polymère et la placer dans un flacon de 5 ml.
  2. Ajouter 1 ml de solvant de choix (par exemple, CHCl 3 ou THF) dans le flacon et le vortex de la suspension de polymère pour dissoudre la matière.
    NOTE: Certaines compositions de polymères nécessite une période de temps prolongée (~ 6 h) pour dissoudre complètement le polymère debout.
  3. Effectuer une dilution successive (ie, en utilisant des solutions plus diluées à chaque étape que le «stock») pour préparer une série de stocks de 5,0, 2,5, 1,25, les concentrations de 0,625, 0,313 et 0,156 mg / ml.
  4. Filtrer la solution mère à travers un filtre PTFE seringue de 0,45 um avant le dépôt sur la tranche de silicium (200 pi) avec les spécifications suivantes (diam .: 25,4 ± 0,5 mm; orientation: 100 ± 0,5 °; épaisseur: 250-300 um; surface: un seul côté poli; Type: N / Phos).
    NOTE: Til a déposé solution doit couvrir toute la zone d'une plaquette de silicium.
  5. Utiliser une machine de revêtement par centrifugation immédiatement après le dépôt de l'échantillon (1 min, 1000 rpm) pour couvrir la surface entière de la plaquette avec un film polymère uniforme).
  6. Acquérir les images AFM à 25 ° C en utilisant cantilevers en silicium avec des constantes de ressort nominales de 42 N / m, les fréquences de résonance nominale de 320 kHz, et OTESPA de silicium standard ou OTESPA-R3 conseils (matériau par exemple, OTESPA-R3: 0,01-0,02 ohm- cm silicium, cantilever: T: 3,7 um, f o: 300 kHz, L: 160 um, k: 26 N / m, W: 40 pm). Varier les valeurs de consigne d' amplitude 425-273 mV, avec des vitesses de balayage de 0,99 et 1,99 Hz, respectivement 22, 23.
    NOTE: Les détails expérimentaux pour la préparation des échantillons et l'acquisition d' images SEM ont été discutées plus tôt 23.

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Representative Results

La figure 1 (panneau supérieur) représente BINOL (R) - ou (S) -titane (IV) , la polymérisation de coordination-insertion de catalyseur à médiation conduisant à la (R) - et (S) de -series ethynylpolycarbodiimides avec un rapport de modification de la répétition unités (c. -à- aryl- et alcyne aryl). Des monomères et des catalyseurs ont été obtenus comme décrit par ailleurs 18. Les deux (R) - et (S) -family copolymères statistiques alcyne ont été sélectionnés pour "cliquez sur" -Coupling avec N - (3-azidopropyl) amide -2-bromo-2-méthylpropane 22. Le panneau inférieur montre la synthèse des polycarbodiimides triazole utilisés comme macroinitiateurs dans la réaction ATRP pour produire polycarbodiimide- g -polystyrenes (PS-PCDs) 22, 23.

Figure 2 illustrats un modèle de l'épine dorsale de polycarbodiimide, représenté comme un tournant en spirale rose autour de l'axe jaune. Brown et verts substituants forment un motif hélicoïdal "secondaire" par rapport à la chaîne principale amidine rose. Macromolécules peuvent auto-assembler dans un film mince pour former une grande variété d'architectures supramoléculaires complexes, tels que des fibres, des fibres en boucle, superhelices, réseaux fibreux, des rubans, des agrégats semblables à des vers, des structures toroïdales, et les cratères. Un modèle moléculaire du macroamorceur triazole est donné à la figure 3 (segment 35-mer d'une chaîne de polymère avec des atomes terminaux Br représentés en rouge).

Les figures 4 et 5 montrent les images AFM représentatifs de PCDs alcyne, confirmant la formation de morphologies semblables à des fibres et leurs diamètres respectifs (par exemple, Figure 5: ~ 76 nm (panneau b), 38-60 nm (panneau c), 30 -40 nm (panel e), et ~ 12-20 nm (voletlf)). En général, les solutions mères de dilution ont entraîné la diminution de la taille des morphologies agrégées formées (par exemple, ", épais" réseaux de fibres ressemblant à des concentrations relativement élevées ont tendance à se transformer en fibres minces, séparés lors de la dilution).

Sont également montrés les morphologies formés à partir de polycarbodiimide- g -polystyrenes spin-enduit de CHCl3 stock (figure 6). Contrairement à des comportements d'agrégation de polycarbodiimide alcyne dans CHCl 3, l' examen PS-PCDs a révélé les deux ensembles de cratères et nano-taille architectures toroïdal motifs prédominants. La formation reproductible de ces morphologies est censée être entraîné par des changements de concentration.

Les figures 7 et 8 illustrent les deux images AFM représentatives des polycarbodiimide- g -polystyrenes indicatif de la formation de discrEET nanosphères lors de l'application d'un binaire THF ou un mélange THF / EtOH (25%, v) le système solvant pour le dépôt de l'échantillon avec des tailles de particules concentration-dépendante. La figure 8 montre l'assemblage des macromolécules individuelles dans des nano-particules sphériques de ~ 84 nm de taille correspondant jusqu'à morphologies étroitement SEM-mesurées (~ 100 nm, panneau e). Remarquablement, les agrégats plus la taille du micron indiqués dans les panneaux ad peuvent être constituées de nano-particules individuelles agglomérées ensemble.

Figure 1
Figure 1. Synthèse des polycarbodiimides alcyne et leur «greffage à partir de " transformation PS-PCDs. (R) - et (S) de -series ethynylpolycarbodiimides ont été générés en modifiant le rapport des précurseurs carbodiimides ( par exemple, le N -phényl- monomère -hexylcarbodiimide N '(Ph) et de N - (3-éthynylphényl) -N '-hexylcarbodiimide (ET)), avec des compositions de l' unité de répétition variant dans la gamme: 0: 100 (100-Ph), 15/85 (15-ET-85-Ph), 30/70 (30-ET-70- ph), 50:50 (50-eT-50-ph), 70:30 (70-eT-30-ph), 85:15 (85-eT-15-ph), et de 100: 0 (100-eT ). Le protocole «clic» a été utilisé pour synthétiser leurs dérivés de triazole, qui ont encore été utilisés comme macroinitiateurs Br-résiliés pour la réaction ATRP avec du styrène (50 ou 100 éq.) Pour former polycarbodiimide- g -polystyrenes. Reproduit avec la permission 22. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2
Figure 2. Représentation schématiquede polycarbodiimides auto-assemblage en motifs fibrillaires. Les panneaux montrent les structures représentant macromolécule hélicoïdal et auto-assemblage de macromolécules individuelles forme groupée identifiables par analyse AFM. Reproduit avec la permission 22. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

figure 3
Figure 3. Modèle moléculaire de polycarbodiimide triazole. La structure de polycarbodiimide triazole affiche le motif hélicoïdal introduit par des orientations spécifiques des chaînes latérales à terminaison Br. codes de couleur Atom: carbone (vert), l'azote (bleu), l'oxygène (rouge), et le brome (rouge). S'il vous plaît cliquer ici pour voir cette vidéo. (Clic droit pourTélécharger.)

Figure 4
Figure 4. Preuve de polycarbodiimide alcyne formation de fibres par l' AFM. agrégats fibreux semblait être une tendance commune pour tous les composites alcyne. Des micrographies représentatives de l' AFM sont prises pour (S) -85-ET-15-Ph-CPD (panneaux ac) et (S) -100-ET-PCD Les polymères déposés à partir CHCl 3 (panneaux d-f). Reproduit avec la permission 22. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 5
Figure 5. Contrôle de la taille / épaisseur de fibres à travers le changement de concentration. agrégats fibreux sont générés from (S) -100-ET-PCD à différentes concentrations: 5,0 mg / ml (panel a); 2,5 mg / ml (panel b); 1,25 mg / mL (panneau c); 0,625 mg / ml (panel d); 0,313 mg / ml (panel e); et 0,156 mg / mL (panneau f), déposé à partir de CHCl 3. Format de numérisation = 5,0 x 5,0 um. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 6
Figure 6. Développer PS-PCD modèles nano-anneau dans le film mince. série de concentrations représentant pour (R) -30-TRZ-70-Ph-STYR (1: 100) -PCD polymère: 10,0 mg / ml (panel a); 5,0 mg / ml (panel b); 2,5 mg / ml (panel c); 1,25 mg / mL (panneau d); 0,625 mg / ml (panel e); 0,313 mg / mL (panneau f); et 0,156 mg / mL (panneaux g et h). Format de numérisation = 5,0 x 5,0 um. Reproduit avec la permission 23. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 7
Figure 7. Polycarbodiimide- g -polystyrène nano-particules assemblés dans le film mince. Hauteur et diagrammes de phase représentatifs pour (S) -50-TRZ-50-Ph-STYR (1:50) -PCD polymère dans différents solvants: THF (panneaux a, b) et système binaire THF / EtOH (panneaux c, d) . Surtout, annexant PS-segments de la colonne vertébrale polycarbodiimide a un effet notable sur les propriétés d'auto-assemblage; ainsi, les macromolécules ont tendance à agréger en "craters "et nano-anneaux plutôt que des fibres, un motif prédominant trouvé pour tous les PCDs alcyne. Reproduit avec la permission 23. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 8
Figure 8. Représentation schématique de g -polystyrène nano-sphères polycarbodiimide- comme en témoigne SEM-analyse. Nano-particules individuelles (panel e) et les grands agrégats (panneaux publicitaires) assemblés à partir de (S) -70-TRZ-30-Ph-STYR (1: 100) -PCD et (R) -50-TRZ-50-Ph- STYR (1: 100) les polymères de -PCD, respectivement. Projet de modèle d' auto-assemblage pour les individuels polycarbodiimide- macromolécules g de -polystyrène avec backbones polycarbodiimide rigides (vert-jaune) dispersées dans l'environnement et formés parchaînes polystyrène latérales (bleu clair). Reproduit avec la permission 23. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Discussion

En résumé, le procédé de dépôt spin-revêtement représente un moyen pratique pour générer de manière reproductible morphologies de type multiple, y compris les agrégats semblables à des fibres, des rubans, des structures semblables à des vers, des réseaux fibrillaires, en boucle des fibres, des tores, et superhelices, provenant soit polycarbodiimides alcyne ou de leurs PS dérivés respectifs (ie, polycarbodiimide- g -polystyrenes). Ainsi, la polymérisation de la coordination d'insertion, avec une fonctionnalisation supplémentaire en utilisant une réaction «clic» suivie par ATRP, offre une occasion unique d'obtenir rapidement une série de polycarbodiimides statistiques avec le R - et la configuration S de backbones un rendement presque quantitatif.

La formation d' un polycarbodiimide alcyne (figure 1) qui semble être une étape critique dans la synthèse du polymère, étant donné que ces macromolécules sont importants en tant que substrats pour la production d'agrégats fibreux; ils servent aussi precurseurs dans la synthèse de polycarbodiimide- g -polystyrenes. Notamment, les compositions alcyne avec un haut rapport n: m ont tendance à produire un matériau complètement insoluble (ou ayant une solubilité très limitée dans les solvants organiques) au cours de Cu (I) catalysée "cliquez sur" synthèse, peut-être en raison de la croisée reliant réaction secondaire. Contrairement à la C la plus commune 6 -Résidus, des chaînes alkyle plus dodécyle (c. -à- C 12 -) ayant une plus grande flexibilité conformationnelle doit être évitée à partir d' un point de vue pratique, car ils conduisent souvent à la formation de motifs de démouillage complexes et «cratères» plutôt que les fibres individuelles distinctes 22.

Une autre constatation pratique importante pour les deux alcyne PCD et de la série PS-PCD est leur capacité à former des structures secondaires qui sont fortement influencées par solvant et de la concentration ( à savoir, le contrôle sur le type et les dimensions (ou la taille) des morphologies agrégées), thus ouvrir des possibilités pour la conception structurelle et de la préparation des matériaux fonctionnels nouveaux basés sur polycarbodiimides bâtonnet rigide. Plus précisément, les agrégats peuvent être obtenus toroïdale avec succès à partir polycarbodiimide- g -polystyrenes lorsque enduite par centrifugation à partir de 0,156 mg / ml de CHCl 3 stock (figure 6), alors que l' application du THF plus polaire ou un mélange THF / EtOH (25% en volume) , système de solvants à les macromolécules greffées induisent la formation d'agrégats sphériques, comme le montre la combinaison de l' AFM et des techniques SEM (figures 7 et 8). En dépit du fait qu'il n'y a pas de relation linéaire entre la concentration et le diamètre des fibres / rubans formés lors enduite par centrifugation à partir CHCl 3 sur une tranche de Si, il semble que la diminution de la concentration de la solution mère a permis le contrôle de l'épaisseur de la fibre morphologies pour PCDs alcyne (figure 5).

Limitations de la conditionProcédé résultent de la technique elle - même utilisée pour générer des nano-structures ( par exemple, des motifs facilement identifiables par AFM en film mince en mode tapping peuvent ou non conserver leur structure en solution ou en vrac, mais dans certains cas, il est possible de confirmer les résultats de l'AFM avec des mesures MEB). Un autre inconvénient de l'utilisation de la technique AFM est la faible homogénéité des modèles à couches minces. Par conséquent, le résultat final est souvent prédéterminée par un équilibre délicat de la structure du polymère, du solvant de choix, le procédé de dépôt et le substrat. Ce dernier exige le dépistage approfondi et minutieux de plusieurs spécimens afin de définir les conditions optimales pour chaque motif morphologique spécifique.

Un avantage clé de la technique de l' AFM précitée est qu'elle offre un moyen fiable et peu coûteux à produire et visualiser des morphologies spécifiques ( par exemple, des fibres, des nano-anneaux, et sphères) assemblés à partir de polymères de polycarbodiimide statistiques avec backbon rigidees qui sont par ailleurs être obtenus par des méthodes sophistiquées plus, y compris le mélange de polymères chimiquement distincts 24, en appliquant des agents tensioactifs, ou en utilisant des machines relativement complexes , comme des dispositifs de microcapillaires 25. Les futures applications de cette méthode pourraient inclure le développement du nez électronique 26, la construction d' agrégats sphériques comme supports pour fournir des molécules de médicament 27, et la conception de nouveaux matériaux à cristaux liquides 28.

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Acknowledgments

Nous tenons à remercier la subvention NSF-IRM (CHE-1126177) utilisé pour acheter l'instrument Bruker Advance III 500 RMN.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
styrene Sigma-Aldrich S4972-1L reagent
N,N,N′,N′′,N′′- Pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) Sigma-Aldrich 369497-250ML reagent
Copper(I) iodide Sigma-Aldrich 215554-5G reagent
Copper(I) chloride Alfa-Aesar 14644, 5G reagent
1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) Sigma-Aldrich 139009-100G reagent
N,N-dimethylformamide (DMF) Sigma-Aldrich 227056-100mL solvent
Tetrahydrofuran (THF) Acros-Organics B0320346 solvent
Chloroform Sigma-Aldrich 372978-100mL solvent
Methanol Fisher-Chemical A411-20 solvent
20 mL glass scintillation vials Cole-Palmer UX-08918-03 glassware
1-Dram vials (15 x 45 mm) Kimble-Chase KIM-60965D-1 glassware
13 mm syringe filter with 0.45 µm PTFE membrane VWR International 28145-493 membrane filter
Silicon wafer disks (25.4 ± 0.5 mm) Wafer World, Inc S076453 AFM substrate
Corning Stirrer/Hot Plate Hot Plate PC-420 heating device
single stage Unilab mBraun glove box Unilab 12-109 glove box
Nanoscope IV-Multimode Veeco AFM-machine Veeco 3100 Dimension V Atomic Probe Microscope AFM-instrument

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References

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