الأشكال التضاريسية الذاتي تجميع تم الحصول عليها من حلزوني Polycarbodiimide البوليمر ومشتقاتها التريازول

الهدف العام من هذا البروتوكول هو إظهار نهج اصطناعي عقلاني للعدي كربوديميدات الحلزونية التي تحمل مجموعات قلادة قابلة للتعديل وتصور الهياكل الثانوية المجمعة منها عن طريق الفحص المجهري للقوة الذرية. هذه الدراسات ذات أهمية خاصة لتطوير إجراءات تجريبية لإعداد البنى المرغوبة. يمكن بعد ذلك استغلال هذه البنى كأجهزة استشعار محتملة أو مفاتيح ضوئية أو تطبيقات طبية حيوية.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تطبيقها بسهولة على سقالات polycarbodiimide المختلفة لعمل تجميعات محددة ، مثل الكعك ، والشرائط ، والألياف ، والحلزونات الفائقة ، والكرات ، وما إلى ذلك. يمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو استخدام سقالة بولي كربوديميد الحلزونية كناقلات محتملة للأدوية. لأن هذه الجزيئات الدقيقة الشبيهة بالحفلات تتجمع ذاتيا في بنية فريدة بطريقة يمكن التحكم فيها.

لبدء هذا الإجراء ، أضف جراما واحدا من مونومر ET و 0.894 جراما من مونومر الأس الهيدروجيني إلى قارورة تلألؤ نظيفة سعة 20 مليلتر تحتوي على قضيب تقليب مغناطيسي في صندوق القفازات. ثم أضف 0.018 جرام من محفز BINOL إلى قارورة التلألؤ. أضف ما يقرب من ثلاثة إلى خمسة ملليلتر من الكلوروفورم اللامائي وحرك برفق لإذابة كل من المونومر والمحفز.

بعد تغطية القارورة ، اترك خليط التفاعل يتحرك طوال الليل عند 25 درجة مئوية. أعد إذابة البوليمر في خمسة إلى عشرة ملليلتر من الكلوروفورم وأعد تثبيته في 250 مل من الميثانول لإزالة المحفز المتبقي. ثم جفف المرسب تحت فراغ عالي لمدة 24 ساعة لإزالة الميثانول.

في صندوق القفازات ، أضف خمسة ملليلتر من THF اللامائي وقضيب التحريك المغناطيسي إلى قارورة تلألؤ تحتوي على 0.25 جرام من تركيبة R 50 ethynol 50 الفينول. ثم أضف 0.146 جرام من الأميد المطلوب إلى قارورة التلألؤ. بعد ذلك ، أضف 0.022 جرام من محفز يوديد النحاس إلى قارورة التلألؤ.

اترك المحلول يقلب لمدة دقيقتين لتشكيل تعليق متجانس. الآن ، أضف 0.713 جرام من DBU إلى المعلق المتجانس واتركه يقلب لمدة ساعتين عند 25 درجة مئوية. يجب إجراء التفاعل الدوري لمدة ساعتين.

يجب تجنب وقت رد الفعل الطويل لمنع تكوين الهلام الصلب ، مثل المذيبات العضوية غير المستحلبية غير القابلة للذوبان. بعد إزالة القارورة من صندوق القفازات ، قم بإزالة قضيب التحريك المغناطيسي وحقن المحلول الأخضر الشبيه بالهلام في 250 مل من الميثانول البارد ، الذي يحتوي على 0.5 مل من DBU. اجمع بوليمر التريازول المشكل عن طريق الترشيح باستخدام قمع مقاس 15 مليلتر ، واغسله مرة واحدة ب 250 مل من الميثانول.

بعد تكرار التنقية ، جفف منتج تفاعل النقر تحت فراغ عالي لمدة 24 ساعة لإزالة الميثانول. في صندوق القفازات ، امزج 0.029 جرام من محفز كلوريد النحاس مع 0.1 جرام من البادئ الكلي في قارورة تلألؤ تحتوي على 0.101 جرام من PMDETA. بعد إضافة شريط تحريك مغناطيسي إلى القارورة ، أضف 1.51 جرام من الستايرين المقطر حديثا.

ثم أضف ما يقرب من 12 مل من التولوين اللامائي لإذابة الكواشف. بمجرد إغلاق القارورة وإزالتها من صندوق القفازات ، اغمرها في حمام زيت وقم بزيادة درجة الحرارة. قلب خليط التفاعل في درجة الحرارة المطلوبة لمدة 12 ساعة في غطاء الدخان.

بعد إزالة شريط التحريك المغناطيسي ، اسكب خليط التفاعل في 250 مل من الميثانول البارد ، الذي يحتوي على 0.5 مل من DBU. بعد ذلك ، اجمع الرقائق المشكلة عن طريق الترشيح ، باستخدام قمع مقنع سعة 15 مليلتر ، واغسل المادة مرة واحدة بحوالي 50 مل من الميثانول البارد. قم بتصفية كل محلول مخزون بوليمري من خلال مرشح حقنة PTFV 0.45 ميكرومتر قبل الترسيب على رقاقة السيليكون.

مباشرة بعد إيداع 200 ميكرولتر من العينة على رقاقة السيليكون ، استخدم آلة طلاء الدوران لتغطية سطح الرقاقة بالكامل بغشاء بوليمري موحد لقياسات AFM. BINAL R أو S التيتانيوم بوساطة محفز ، بلمرة الإدراج التي تؤدي إلى سلسلة R و S من polycarbodiimides موضحة هنا. يتم هنا عرض تخليق التريازول بولي كاربوديميدات المستخدم كبادرات كلية في تفاعل ATRP لإنتاج polycarbodiimide-g-polystyrenes ، أو PSPCDs.

يمكن للجزيئات الكبيرة أن تتجمع ذاتيا في غشاء رقيق لتشكيل مجموعة متنوعة من البنى الجزيئية الفائقة المعقدة ، مثل الألياف والألياف الحلقية والحلزونات الفائقة والشبكات الليفية والشرائط والركام الشبيهة بالديدان والهياكل الحلقية والحفر يظهر هنا نموذج جزيئي لبادئ التريازول الكلي. تؤكد صور AFM لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الألكيين تكوين أشكال تشبه الألياف.

بشكل عام ، أدى تخفيف محاليل المخزون إلى تقليل حجم الأشكال المجمعة المتكونة. تظهر هنا الأشكال المتكونة من PSPCDs ، الدوران المطلي من مخزون الكلوروفورم. على عكس سلوكيات تجميع الألكين polycarbodiimide في الكلوروفورم ، كشف فحص PSPCDs عن كل من التجمعات الشبيهة بالفوهة والبنى المشيمية بحجم النانو كزخارف سائدة.

تظهر هنا صور AFM ل PSPCDs التي تشير إلى تكوين كريات نانوية منفصلة عند تطبيق نظام مذيب أحادي أو ثنائي لترسيب العينة ، مع أحجام الجسيمات المعتمدة على التركيز. يتم هنا عرض تجميع الجزيئات الكبيرة الفردية في جزيئات نانوية كروية تتطابق بشكل وثيق مع الأشكال المقاسة بواسطة SEM. ومن اللافت للنظر أن المجاميع الأكبر حجما بالميكرون قد تتعرض للخطر من الجسيمات النانوية الفردية المتكتلة معا.

تمثل طريقة الطلاء الدوار طريقة ملائمة لصنع أشكال متعددة الأنواع بشكل متكرر ، بما في ذلك الألياف ، والحلزونات الفائقة ، والبنى الشبيهة بالدونات ، والكريات المجهرية ، بناء على إيثينول بولي كاربوديديميد ومشتقات البوليسترين الخاصة بها. أثناء تحضير أغشية بولي كربوديميد على رقائق السيليكون ، يجب تجفيفها بالهواء لبضع ساعات لتصوير AMF. هذه المرة سنسهل هذه الجزيئات الكبيرة التنظيم الذاتي لأشكال محددة يمكن تحديدها.

وكنتيجة عملية مهمة للدراسات هي أن تكوين الهياكل الثانوية يتأثر بشدة بالتركيز والمذيب. باتباع هذا الإجراء ، يمكن تنفيذ طرق أخرى ، مثل TEM و SEM و XRD. هذا يسمح لنا بطرح أسئلة إضافية تتعلق بهيكل بولي كربوديميدات الحلزونية.

هدفنا هو تطوير مواد ذات بنى kyro يتم التحكم فيها بدقة وخصائص قابلة للضبط. قد تشمل التطبيقات المستقبلية لهذه الطريقة ، فيما يتعلق بpolycarbodiimides ، تطوير أجهزة استشعار kyro أو بناء مجاميع كروية كناقلات لتوصيل الدواء. بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا تصميم سقالات جزيئية جديدة تمتلك هياكل مجهرية محددة تعرض خصائص تبديل كيرو بصرية مثيرة للاهتمام