வினையூக்கியின் இரண்டு மாறுபாடுகளின் காட்சி, உட்புறத்தைக் காட்ட ஷெல்லின் ஒரு பகுதி அகற்றப்பட்டது. வெள்ளைக் கோளம் சிலிக்கா ஷெல்லைக் குறிக்கிறது, துளைகள் துளைகள். பிரகாசமான பச்சை கோளங்கள் வினையூக்கி தளங்களைக் குறிக்கின்றன, இடதுபுறத்தில் உள்ளவை வலதுபுறத்தில் உள்ளதை விட மிகச் சிறியவை. நீளமான சிவப்பு சரங்கள் பாலிமர் சங்கிலிகளைக் குறிக்கின்றன, மேலும் குறுகிய சரங்கள் வினையூக்கத்திற்குப் பிறகு தயாரிப்புகளாகும். அனைத்து குறுகிய சரங்களும் ஒரே அளவில் உள்ளன, இது வினையூக்கி மாறுபாடுகள் முழுவதும் நிலையான தேர்வைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, சிறிய வினையூக்கி தளங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் சிறிய சங்கிலிகள் உள்ளன, ஏனெனில் எதிர்வினை விரைவாக நிகழ்கிறது. கடன்: ஆர்கோன் தேசிய ஆய்வகத்தின் பட உபயம், அமெரிக்க எரிசக்தி துறை
பிளாஸ்டிக் அப்சைக்ளிங் தொழில்நுட்பங்கள், பிளாஸ்டிக்கை உடைப்பதற்காக சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட வினையூக்கியால் மேம்படுத்தப்படுகின்றன. எய்ம்ஸ் ஆய்வக விஞ்ஞானிகள் தலைமையிலான விஞ்ஞானிகள் குழு கண்டுபிடித்தது முதல் செயலாக்க கனிம வினையூக்கி 2020 ஆம் ஆண்டில், பாலியோல்ஃபின் பிளாஸ்டிக்குகளை அதிக மதிப்புமிக்க பொருட்களை உருவாக்கப் பயன்படும் மூலக்கூறுகளாக சிதைக்க வேண்டும். குழு இப்போது விரும்பத்தக்க தயாரிப்புகளை தியாகம் செய்யாமல் மாற்றத்தை விரைவுபடுத்துவதற்கான ஒரு உத்தியை உருவாக்கி சரிபார்த்துள்ளது.
வினையூக்கியை முதலில் வடிவமைத்தவர் வென்யு ஹுவாங், அமெஸ் ஆய்வக விஞ்ஞானி. இது திடமான சிலிக்கா மையத்தில் ஆதரிக்கப்படும் பிளாட்டினம் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் வினையூக்கி தளங்களுக்கு அணுகலை வழங்கும் சீரான துளைகளுடன் சிலிக்கா ஷெல் மூலம் சூழப்பட்டுள்ளது. தேவையான பிளாட்டினத்தின் மொத்த அளவு மிகவும் சிறியது, இது பிளாட்டினத்தின் அதிக விலை மற்றும் குறைந்த விநியோகம் காரணமாக முக்கியமானது. டிகன்ஸ்ட்ரக்ஷன் சோதனைகளின் போது, நீண்ட பாலிமர் சங்கிலிகள் துளைகளுக்குள் இழைக்கப்பட்டு, வினையூக்கி தளங்களைத் தொடர்பு கொள்கின்றன, பின்னர் சங்கிலிகள் சிறிய அளவிலான துண்டுகளாக உடைக்கப்படுகின்றன, அவை இனி பிளாஸ்டிக் பொருட்களில் இல்லை (மேலும் விவரங்களுக்கு மேலே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்).
ஆரோன் சாடோவின் கூற்றுப்படி, அமெஸ் ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானி மற்றும் இயக்குனர் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் கோஆபரேடிவ் அப்சைக்கிளிங் ஆஃப் பிளாஸ்டிக்ஸ் (iCOUP), குழு வினையூக்கியின் மூன்று மாறுபாடுகளை வடிவமைத்தது. ஒவ்வொரு மாறுபாட்டிலும் ஒரே அளவிலான கோர்கள் மற்றும் நுண்துளை ஓடுகள் இருந்தன, ஆனால் பிளாட்டினம் துகள்களின் விட்டம் 1.7 முதல் 2.9 முதல் 5.0 என்எம் வரை.
பிளாட்டினம் துகள் அளவு வேறுபாடுகள் தயாரிப்பு சங்கிலிகளின் நீளத்தை பாதிக்கும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கருதுகின்றனர், எனவே பெரிய பிளாட்டினம் துகள்கள் நீண்ட சங்கிலிகளை உருவாக்கும் மற்றும் சிறியவை குறுகிய சங்கிலிகளை உருவாக்கும். இருப்பினும், மூன்று வினையூக்கிகளுக்கும் தயாரிப்பு சங்கிலிகளின் நீளம் ஒரே அளவில் இருப்பதை குழு கண்டுபிடித்தது.
"இலக்கியத்தில், கார்பன்-கார்பன் பிணைப்பு பிளவு எதிர்வினைகளுக்கான தேர்வு பொதுவாக பிளாட்டினம் நானோ துகள்களின் அளவைப் பொறுத்து மாறுபடும். துளைகளின் அடிப்பகுதியில் பிளாட்டினத்தை வைப்பதன் மூலம், நாங்கள் மிகவும் தனித்துவமான ஒன்றைக் கண்டோம், ”என்று சாடோ கூறினார்.
அதற்கு பதிலாக, சங்கிலிகள் சிறிய மூலக்கூறுகளாக உடைக்கப்படும் விகிதம் மூன்று வினையூக்கிகளுக்கு வேறுபட்டது. பெரிய பிளாட்டினம் துகள்கள் நீண்ட பாலிமர் சங்கிலியுடன் மெதுவாக வினைபுரியும் போது சிறியவை மிக விரைவாக வினைபுரிகின்றன. இந்த அதிகரித்த விகிதம் சிறிய நானோ துகள்களின் மேற்பரப்பில் விளிம்பு மற்றும் மூலை பிளாட்டினம் தளங்களின் அதிக சதவீதத்தின் விளைவாக இருக்கலாம். இந்த தளங்கள் துகள்களின் முகத்தில் அமைந்துள்ள பிளாட்டினத்தை விட பாலிமர் சங்கிலியை பிளவுபடுத்துவதில் மிகவும் செயலில் உள்ளன.
சாடோவின் கூற்றுப்படி, முடிவுகள் முக்கியமானவை, ஏனெனில் இந்த எதிர்வினைகளில் தேர்ந்தெடுக்கும் திறனிலிருந்து சுயாதீனமாக செயல்பாட்டை சரிசெய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டுகின்றன. "இப்போது, பாலிமரை இன்னும் வேகமாக மெல்லும் செயலில் உள்ள வினையூக்கியை உருவாக்க முடியும் என்று நாங்கள் நம்புகிறோம், அதே நேரத்தில் குறிப்பிட்ட தயாரிப்பு சங்கிலி நீளத்தில் டயல் செய்ய வினையூக்கி கட்டமைப்பு அளவுருக்களைப் பயன்படுத்துகிறோம்," என்று அவர் கூறினார்.
பொதுவாக நுண்துளை வினையூக்கிகளில் இந்த வகை பெரிய மூலக்கூறு வினைத்திறன் பரவலாக ஆய்வு செய்யப்படவில்லை என்று ஹுவாங் விளக்கினார். எனவே, அடிப்படை அறிவியலைப் புரிந்துகொள்வதற்கும், பிளாஸ்டிக்கை மேம்படுத்துவதற்கு அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் ஆராய்ச்சி முக்கியமானது.
"நாம் இன்னும் ஒவ்வொரு நாளும் புதிய விஷயங்களைக் கற்றுக் கொண்டிருப்பதால், இந்த அமைப்பை நாம் இன்னும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். உற்பத்தி விகிதத்தை மேலும் அதிகரிக்கவும், தயாரிப்பு விநியோகத்தை மாற்றவும் நாங்கள் மாற்றியமைக்கக்கூடிய பிற அளவுருக்களை நாங்கள் ஆராய்ந்து வருகிறோம், ”என்று ஹுவாங் கூறினார். "எனவே எங்கள் பட்டியலில் நிறைய புதிய விஷயங்கள் உள்ளன, நாங்கள் கண்டுபிடிப்பதற்காக காத்திருக்கிறோம்."
குறிப்பு: Xun Wu, Akalanka தென்னகோன், Ryan Yappert, Michaela Esveld, MGali S. Ferrandon, Ryante, Perrandon, Ryante A. ஹெய்டன், மாசிமிலியானோ டெல்ஃபெரோ, பரோன் பீட்டர்ஸ், ஆரோன் டி. சாடோ மற்றும் வென்யு ஹுவாங், 23 பிப்ரவரி 2022, அமெரிக்கன் கெமிக்கல் சொசைட்டி பத்திரிகை.
DOI: 10.1021/jacs.1c11694
எய்ம்ஸ் ஆய்வகத்தின் தலைமையிலான இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் கோஆபரேடிவ் அப்சைக்ளிங் ஆஃப் பிளாஸ்டிக்ஸ் (iCOUP) இந்த ஆராய்ச்சியை நடத்தியது. iCOUP என்பது எய்ம்ஸ் ஆய்வகம், ஆர்கோன் தேசிய ஆய்வகம், UC சாண்டா பார்பரா, தென் கரோலினா பல்கலைக்கழகம், கார்னெல் பல்கலைக்கழகம் ஆகியவற்றின் விஞ்ஞானிகளைக் கொண்ட ஒரு ஆற்றல் எல்லைப்புற ஆராய்ச்சி மையமாகும். நார்த்வெஸ்டர்ன் பல்கலைக்கழகத்தில், மற்றும் இல்லினாய்ஸ் அர்பானா-சாம்பெய்ன் பல்கலைக்கழகம்.
