Scanning tunneling microscopy (STM) är en kraftfull bildteknik som gör det möjligt för forskare att visualisera materialytan på atomnivå. Det kan användas för att studera bildandet och tillväxten av kovalenta polymerer, som är kedjor av atomer som hålls samman av kovalenta bindningar.

I ett typiskt STM-experiment förs en vass metallspets mycket nära ytan av ett prov. En spänning appliceras mellan spetsen och provet, och en ström flyter mellan dem. Denna ström är mycket känslig för avståndet mellan spetsen och provet, så genom att skanna spetsen över ytan kan en tredimensionell bild av ytan skapas.

STM har använts för att studera tillväxten av en mängd olika kovalenta polymerer, inklusive polyeten, polypropen och polystyren. Dessa polymerer bildas alla genom polymerisation av monomerer, som är små molekyler som innehåller en dubbelbindning. När dessa monomerer upphettas eller utsätts för en katalysator reagerar de med varandra för att bilda en kedja av atomer.

STM-bilderna av dessa polymerer visar att kedjorna växer på ett mycket regelbundet sätt. Monomererna läggs till i kedjan en i taget, och kedjorna växer i en rak linje. Detta beror på att de kovalenta bindningarna mellan atomerna är mycket starka, och de hindrar kedjorna från att förgrena sig eller vika sig.

STM har också använts för att studera defekterna i kovalenta polymerer. Dessa defekter kan orsakas av en mängd olika faktorer, såsom föroreningar i utgångsmaterialen, eller av reaktionsbetingelserna. STM-bilderna av dessa defekter kan hjälpa forskare att förstå hur de bildas och hur de påverkar egenskaperna hos polymererna.

Sammanfattningsvis är STM ett kraftfullt verktyg för att studera bildandet och tillväxten av kovalenta polymerer. Det gör det möjligt för forskare att visualisera polymererna på atomnivå och att förstå hur de bildas och hur de påverkas av defekter.