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  • 在该模拟的聚合物网络的,红色表示段已循环到自己本身的聚合物。

    在该模拟的聚合物网络的,红色表示段已循环到自己本身的聚合物。

    图片:耶利米。约翰逊和米切尔王

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朝向更强的聚合物的工序

在该模拟的聚合物网络的,红色表示段已循环到自己本身的聚合物。

计数削弱材料的循环可能会帮助研究人员消除结构性缺陷。


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许多我们遇到的对象的是由聚合物 - 重复分子的长链。聚合物网络形成人造材料,如塑料,以及天然产物例如橡胶和纤维素。

之内的所有这些聚合物材料中,有在分子水平上的结构缺陷。以形成一个理想的网络中,每个聚合物链将仅绑定至另一链。然而,在任何实际的聚合材料,所述链的显著馏分代替结合到自己,形成软盘环路。

“如果你的材料性质取决于具有彼此连接以形成网络聚合物,但已聚合物周围折叠并连接到自己,然后那些聚合物不是网络的一部分。他们削弱它,”耶利米说。约翰逊,化学澳门太阳城最新网站的助理教授。

约翰逊和他的同事们现在已经开发,首次来衡量多少圈都出现在一个给定的聚合物网络的方式,他们认为提前是朝着建立不包含这些弱点更好的材料的第一步。

华兴周,澳门太阳城最新网站博士后,是一个主要作者 纸描述新技术 在的这个星期的问题 科学的美国国家科学院院刊。其他作者的客座研究员智妍宇,化学研究生亚历山德拉库克群岛,化学工程研究生木舟王,和布拉德利·奥尔森,化学工程助理教授。

虽然高分子化学家已经知道自1940年以来这些循环,他们已经没有办法指望他们到现在为止。在新的论文中,研究人员测量了凝胶环的比例,但他们的方法可以用于几乎任何类型的聚合物网络,约翰逊说。

以测量循环的数目,即结合有化学键,在特定位置的研究人员首先设计的聚合物链中,可以使用水解断裂。一旦聚合物交联成凝胶网络中,研究人员用碱裂解此化学键,称为酯对待它。 (其它降解方法,例如酶或光,也可使用)。

因为他们知道那里的破发点是,研究人员可以预测的四个不同的降解产物,他们应该会在一个理想的,无环网找到的百分比。通过测量每个降解产物的量,并将其与理想的比较,就可以找出的聚合物的部分形成的环。

他们发现,聚合物的百分比循环范围从约9%至接近100%,这取决于在起始材料和其它因素的聚合物的浓度。

“即使在最好的材料,我们可以做,它结的9%被浪费的循环,它告诉我们,如果能想出一个办法来减少循环的形成,我们不得不在材料特性9%的提高,”约翰逊说。

克里斯托弗bielawski,在德克萨斯大学奥斯汀分校的化学教授说,新技术克服了化学家们聚合物的确切结构的理解长期限制。

“该技术的实验,理论和国家的最先进的分析,是以场对整理出的极其重要的问题了一大步的美丽组合,说:” bielawski,谁没有研究团队的一部分。

现在研究人员正在寻找方法通过改变用于生产的材料,以及反应条件的聚合物的混合物,以减少循环的次数。他们还计划用自己的方法来研究细胞和生物材料之间的相互作用。它已经被证明,在微米尺度,细胞行为不同取决于它们的环境的机械性能,如刚性。

在他们的新研究中,MIT的研究人员想看看在细胞外基质,它提供了细胞结构支持中发现的细胞和特定蛋白质序列之间的相互作用纳米。研究人员希望发现当细胞劫掠到被环绕在它本身,而不是附着在细胞外基质的蛋白会发生什么。

这项研究是由化学,澳门太阳城最新网站的研究所士兵纳米技术和国防科学与工程研究生奖学金的麻省理工大学的资助。


主题: 化学和化学工程, 循环, 材料科学, 聚合物, 研究

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