Övergång från ordning till ordning. Kredit:Nature (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04409-6
Ett team av forskare från KU Leuven, University of Aveiro, OLYMAT, University of the Baskien Land UPV/EHU och Ikerbasque, Basque Foundation for Science har använt ett scanning tunneling microscope (STM) för att observera bildandet av en 2D kovalent polymer . I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , beskriver gruppen hur de tog bilder av de stadier som är involverade i polymerutvecklingen och sedan använde simuleringar för att komplettera utvecklingen.
Kristallisations- och polymerisationsprocessen involverad i skapandet av polymerer har använts i stor utsträckning för att producera en mängd användbara produkter, och stegen som är involverade i sådana processer är välkända. Men hittills har processen inte observerats direkt. I denna nya satsning har forskarna hittat ett sätt att observera hela utvecklingsprocessen som en rad händelser.
Teamet använde en STM för att studera ett prov av boroxin 2D, en dynamisk kovalent polymer. De fann att deras val visade sig vara ett förvånansvärt bra - dess reaktionshastighet sker under cirka en minuts intervall. Och det var slumpmässigt eftersom STM skapar bilder en gång i minuten. Därmed kunde forskarna skapa bilder för varje steg i processen.
När de tittade på bilderna såg forskarna först bildandet av kristallisationskärnor. Därefter kunde de observera utseendet av oligomerer och dimerer och sedan deras försvinnande när de växte till en storlek som var tillräckligt stor för att starta polymerisationsprocessen. Forskarna noterar att bilderna tillsammans visar hur dynamisk processen är och hur förlängning sker. Forskarna använde sedan bilderna de gjorde för att skapa simuleringar som tydligare visade processen från början till slut.
En bättre förståelse av processen, konstaterar forskarna, borde leda till metoder för att minska defekter och kanske till sätt att skapa skräddarsydda orienteringar eller till och med utveckling av heterostrukturer med sandwiching av olika material. Deras arbete har också bekräftat teorier som har utvecklats för att beskriva de delar av processen som ännu inte var helt förstått. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
