Einzelmolekülmikroskopie molekularer Umlagerungen bei Deformation teilkristalliner Polymere

部分结晶聚合物变形过程中分子重排的单分子显微镜

• 批准号: 214148199
• 负责人: Professor Dr. Robert Magerle
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/214148199?language=en
• 关键词: Einzelmolek; lmikroskopie; molekularer; Umlagerungen; bei

Bei mechanischer Belastung und Deformation teilkristalliner Polymere finden molekulare Umlagerungsprozesse statt, die aufgrund der räumlich komplexen Gefügestruktur kristalliner und amorpher Bereiche räumliche und zeitliche Heterogenitäten aufweisen. Wir wollen diese bei Deformation und Spannungsrelaxation stattfindenden molekularen Relaxationsprozesse mit einer Kombination von optischer Einzelmolekülspektroskopie und –mikroskopie sowie Rasterkraftmikro-skopie untersuchen, die wir single reporter mapping (SIREMA) nennen. Dabei geben fluoreszierende Sondenmoleküle durch die optisch beobachtbare molekulare Dynamik Aufschluss über Umlagerungs-prozesse in ihrer jeweiligen makromolekularen Nachbarschaft. Gleichzeitig wird die Position jedes Sondenmoleküls mit 10 nm Genauigkeit bestimmt, was die Zuordnung der beobachteten Dynamik jedes einzelnen Sondenmoleküls zur Gefügestruktur seiner Umgebung ermöglicht. Auf diese Weise sollen die unterschiedlichen Relaxationsprozesse direkt zu einzelnen Bereichen der räumlich komplexen Gefügestruktur teilkristalliner Polymere zugeordnet werden. Hierfür wird Rasterkraft-mikroskopie in Kombination mit einem neuartigen Mikrozugversuch eingesetzt, womit an der Oberfläche dünner Polymerfilme die Deformationsprozesse der Gefügestruktur im Längenbereich von 10 nm bis 10 μm abgebildet werden können. Der Polymerfilm kann dabei kontrolliert gedehnt und das Relaxationsverhalten der mechanischen Spannung untersucht werden. Als Modellsystem sollen elastomere Polypropylene mit unterschiedlichen Molekulargewichten und Anteilen kristalliner Bereiche untersucht werden. Wir wollen damit systematisch die Rolle topologischer Behinderungen der molekularen Bewegung durch molekulare Verschlaufungen und den Einbau der Makromoleküle in kristalline Bereiche studieren. Unsere Untersuchungen sollen zum grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen molekularer Bewegung, dem Deformationsverhalten der Gefügestruktur und den mechanischen Eigenschaften teilkristalliner Polymere beitragen.

Bei mechanischer Belastung und Deformation teilkristalliner Polymere finden molekulare Umlagerungsprozesse statt，die aufgrund der räumlich komplexen Gefügestruktur kristalliner und amorpher Bereiche räumliche und zeitliche Heterogenitäten aufweisen.我们将利用单报告分子作图法（SIREMA）结合光学分子光谱和光栅显微镜来研究形变和伸展弛豫的分子过程。Dabei geben fluoresierende Sondenmoleküle durch die optisch beobachtbare molekulare Dynamik Aufschluss über Umlagerungs-prozesse in ihrer jeweiligen makromolekularen Nachbarschaft. Gleichzeitig wird die Position jedes Sondenmoleküls with 10 nm Genauigkeit bestimmt，was die Zordnung der beobachteten Dynamik jedes einzelnen Sondenmoleküls zur Gefügestruktur seiner Umgebung ermöglicht. Auf diese Weise sollen die untermanned edlichen Relaxationsprozesse direkt zu einzelnen Bereichen der räumlich komplexen Gefügestruktur teilkristalliner Polymere zugordnet韦尔登.最后，我们将Rasterkraft-mikroskopie与一个新的Mikrozugversuch eingesetzt组合，womit an der Oberfläche dünner Polymerfilme die Deformationsprozesse der Gefügestruktur im Längenbereich von 10 nm bis 10 μm abgebildet韦尔登konnen。聚合物薄膜可以控制和松弛伸展韦尔登的机械结构。所有的模型系统都是聚丙烯，带有不规则的分子量和韦尔登的前衬。我们希望通过对分子结构的研究，系统地研究分子结构的拓扑作用。Unsere Untersuchungen sollen zum grundabunden Verständnis der Zusammenhänge zwischen molekularer Bewegung，dem Deformationsverhalten der Gefügestruktur und den mechanischen Eigenschaften teilkristalliner Polymere beitragen.

项目成果

Monitoring Nanoscale Deformations in a Drawn Polymer Melt with Single-Molecule Fluorescence Polarization Microscopy.

使用单分子荧光偏振显微镜监测拉伸聚合物熔体中的纳米级变形

• DOI: 10.1021/acsnano.5b05729
• 发表时间: 1917
• 期刊: ACS nano
• 影响因子: 17.1
• 作者: S. Krause;M. Neumann;M. Fröbe;R. Magerle;C. von Borczyskowski
• 通讯作者: C. von Borczyskowski