× malapit na
Visualization ng mga nanostructure na natanto gamit ang di-end-functionalized BCPs. Pinasasalamatan: POSTECH
Ang istraktura ng bangungot ng tubero ay nagpapakita ng sarili bilang isang assemblage kung saan ang lahat ng mga labasan ay tila nagtatagpo papasok—isang bangungot ng tubero ngunit isang inaasahang kakaiba para sa mga mananaliksik, na nagmumungkahi ng mga natatanging katangian na naiiba sa mga tradisyonal na materyales. Gayunpaman, ang masalimuot na pagsasaayos na ito ay itinuring na hindi matamo, na malapit sa kaharian ng imposible.
Kamakailan, ang isang pangkat ng pananaliksik sa Pohang University of Science and Technology (POSTECH) ay nakahukay ng mga pahiwatig mula sa napabayaang maliliit na dulo, na ginawang katotohanan ang pangarap na ito. Ang journal Agham hindi lang inilathala pananaliksik na ito ngunit binigyang diin din ito bilang isang artikulona nagdudulot ng malaking interes sa loob ng mga akademikong lupon.
Propesor Moon Jeong Park at Ph.D. Ang kandidatong si Hojun Lee mula sa POSTECH’s Department of Chemistry ay nagbigay-buhay sa mga nanostructure ng block copolymer (BCPs), na dati ay naisip lamang.
Ang mga BCP ay kumakatawan sa mga polimer na itinayo sa pamamagitan ng pag-uugnay ng mga bloke ng isang monomer sa mga bloke ng isa pa. May kakayahang mag-self-assembly, ang mga BCP ay gumagawa ng magkakaibang istruktura ng nanoscale, na naghahanap ng malawakang aplikasyon sa mga larangang sumasaklaw sa semiconductor at gamot.
Ang mga kamakailang pag-aaral ay masiglang naggalugad ng mga paghahambing sa mga optical at mekanikal na katangian batay sa istraktura ng BCP. Gayunpaman, habang ang mga istruktura ay nagiging mas masalimuot, ang kanilang thermodynamic na katatagan ay lumiliit, na nagdudulot ng malaking hamon sa kanilang produksyon.
Kabilang sa mga istrukturang ito, ang bangungot ng tubero, na nagpapakita ng medial packing ng polymer chain na mga dulo, ay nakatayo bilang isang napakakomplikado at natatanging pormasyon. Bagama’t wala ang mga real-life na pagkakataon ng pagpapakita nito, ito ay na-hypothesize na nagtataglay ng mga natatanging optical at mekanikal na katangian dahil sa natatanging istraktura ng channel nito, na nagtatakda nito bukod sa iba pang mga nanostructure.
Sa groundbreaking na pananaliksik na ito, tinanggihan ng koponan ang mga inaasahan sa pamamagitan ng paggawa ng imposible sa posible. Habang ang karamihan sa pananaliksik ay nakatuon sa mga pangunahing polymer chain na bumubuo ng mga BCP, inilipat ng mga mananaliksik ang kanilang pagtuon sa hindi kapansin-pansin, mas mababa sa isang porsyento, ang mga dulo ng chain.
Gumawa sila ng mga di-end-functionalized na BCP sa pamamagitan ng pag-uugnay ng iba’t ibang molekula sa bawat dulo ng polymer chain. Dahil dito, ang mga dulo ng polymer chain ay nagpakita ng matatag na atraksyon sa isa’t isa, na naging sanhi ng lahat ng mga polymer tails na magsama-sama papasok, na minarkahan ang matagumpay na pagsasakatuparan ng koponan ng bangungot na istraktura ng tubero, ang unang tagumpay sa mundo.
Higit pa rito, matagumpay na nakagawa ang koponan ng hanay ng mga istruktura ng BCP na hanggang ngayon ay nanatiling misteryoso, kabilang ang mga istrukturang gyroid at brilyante. Ang tagumpay na ito sa pagsasakatuparan ng mga istruktura ng BCP na dati ay nakakulong sa mga larangan ng imahinasyon at teorya ay isang makabuluhang tagumpay.
Sa partikular na tala, ang kahalagahan ng pag-aaral na ito ay nakasalalay sa konklusyon na ang mga kumplikadong istruktura ay maaaring matatag na maisasakatuparan kapag ang mga makapangyarihang pwersa ay umiiral sa mga dulo, sa kabila ng magkakaibang mga pagsasaayos na ginawa sa komposisyon ng polimer ng BCP at mga katangian ng kemikal ng pangunahing kadena. Iminumungkahi nito ang unibersal na applicability at adaptability ng pananaliksik na ito para sa mga pag-aaral sa hinaharap na nakatuon sa pagbuo ng magkakaibang composite-structure polymer nanostructure.
Sinabi ni Propesor Alisyn J. Nedoma mula sa Unibersidad ng Sheffield, isang dalubhasa sa larangan ng BCP, sa Agham komentaryo, “Ito ang naglalatag ng batayan para sa pagdidisenyo ng nobelang BCP nanostructure,” tinatasa ang potensyal na cost-effectiveness sa paglikha ng mga nanostructure na may ninanais na mga katangian.”
Ang nangunguna sa pag-aaral, ipinaliwanag ni Propesor Moon Jeong Park, “Ang pananaliksik na ito ay nagbigay-daan sa amin na magtatag ng isang paraan para sa pagbuo ng mga pinasadyang mga istruktura ng network sa polymer BCP. Ito ay magsisilbing isang plataporma para sa paggawa ng mga polimer na BCP na may magkakaibang katangian sa mga aplikasyon ng nano-teknolohiya.”
Karagdagang informasiyon:
Hojun Lee et al, Thermodynamically stable na mga istraktura ng bangungot ng tubero sa block copolymer, Agham (2024). DOI: 10.1126/science.adh0483
Alisyn J. Nedoma, Paglikha ng “bangungot ng tubero”, Agham (2024). DOI: 10.1126/science.adn0168