Сегментарна ориентация на единична полимерна верига във филми на Langmuir-Blodgett, произведени от

субекти

Въведение

Настоящото проучване се фокусира върху ориентацията на полимерния скелет в LB филм. Конформацията на главната верига е тясно свързана с нейните макроскопични физични свойства. Въпреки това, пряката оценка на подравняването на гръбначния сегмент беше трудна. По-рано докладвахме за синтеза на поли (метакрилати), маркирани от молекула на перилендиимид (PDI) в центъра на веригата, с преходния дипол на PDI, вграден в гръбнака на полимерната верига. 15 Дефокусираното изображение на полимерната верига, маркирано в средата, даде възможност за обсъждане на сегментната ориентация на отделна полимерна верига. В тази дисертация беше демонстрирана директната оценка на ориентацията на отделния скелетен сегмент на поли (метилметакрилат) (PMMA) верига в LB филм. Молекулярната ориентация на централната част на PMMA веригата е количествено оценена чрез техниката на дефокусиращо флуоресцентно изобразяване и се обсъжда ефектът от метода на отлагане.

верига

Изпълнение на теста

Химична структура на поли (метилметакрилат), маркиран с перилендиимид (PDI) в центъра на веригата. Двойната стрелка показва диполния момент на прехода на PDI устройството.

Флуоресцентното изобразяване се извършва с обърнат флуоресцентен микроскоп (TE-2000, Nikon, Токио, Япония). Кръгово поляризиран 532 nm лазерен лъч с мощност 10 mW (GSHG-3015, Kochi Toyonaka Giken, Kochi, Япония), който пада върху пробата при условия на пълно отражение в обективна леща (× 100, 1, 4 NA, Nikon) използва се за покриване на площ от 400 µm. m 2 за осветяване. Обективът е монтиран на пиезо задвижващ механизъм (P-721, Physik Instrumente, Карлсруе, Германия), което позволява прецизно управление на фокуса с разделителна способност 10 nm. Флуоресцентното изображение е заснето с EMCCD камера (Cascade II, Photometrics, Tucson, AZ, USA) през дихроично огледало, лентов филтър (z532rdc и HQ580/60 m, Chroma Technology, Brattleboro, VT, USA) и a × 2, 5 Увеличителна леща. Анализът на изображенията беше извършен с домашен софтуер, написан на Delphi и Scilab.

Резултати и дискусия

Флуоресцентни изображения на молекули на перилендиимид под фокус ( а ) и замъглено ( б ) Условия. Дефокусираното изображение беше получено с обективно изместване от 900 nm към пробата. В ( ° С ) дефинирани полярни и азимутални ъгли & thetas; и & thgr; са за в ( а ) горните и долните молекули, показани са съответно (96 °, 101 °) и (97 °, 77 °).

Хистограма на молекулярната ориентация за две перилендиимидни молекули A и B. Ширината за всяка хистограма показва несигурността на апарата.

Хистограма на ъгъла на ориентация за монослоя, представен от хоризонталата ( а ) и метод на вертикално гмуркане ( б ) е депозиран. Sd на полярния ъгъл е съответно 10,6 и 11,4 за H и V филми.

Заключение

Сегментната ориентация на единична полимерна верига в PMMA LB филм беше изследвана на молекулярно ниво. Флуоресцентно маркиран сегмент в основната верига се наблюдава в дефокусирано състояние чрез флуоресцентно изобразяване, което позволява директно да се оцени триизмерната молекулна ориентация. За азимуталния ъгъл ϕ в равнината на филма, PMMA веригата в LB монослой, отложен чрез вертикално потапяне, беше слабо подравнена по посока на потапяне. От друга страна, полимерната верига в хоризонтално потопения филм не показва предпочитана ориентация. Полярният ъгъл показва тясно разпределение на ориентация от θ = 90 °, което показва, че основната верига в монослоя лежи на квази-двумерна равнина. Този резултат показва, че хоризонтално наслоеният монослой е добър модел за обсъждане на свойствата на полимерната верига в две измерения.