Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
基本信息
- 批准号:RGPIN-2020-06212
- 负责人:
- 金额:$ 2.04万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2022
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2022-01-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Controlling the morphology and crystallization of polymers and composites is crucial because it is directly related to the final properties of the material. Semi-crystalline polymers are an important fraction of commercial polymers. It is well known that miscible polymeric blends can have a variety of morphologies and crystallization mechanisms that depend on the difference in the melting temperature of each component, the blend composition and the crystallization conditions. These phenomena become more complex in the binary blends of miscible and crystallizable polymers where the two components are in competition to reach the final structure (e.g. shape, orientation, morphology, topography, texture and density). However, the examination of the distribution of polymers in crystallizable polymer blends, especially at the submicron scale, is technically difficult despite the progress of the physicochemical characterization methods. Recently, we have been able to use an advanced equipment, i.e. atomic force microscopy-infrared spectroscopy (AFM-IR), to study the crystallization and nano-diffusion of polymers in miscible and immiscible blends, while recording their high-resolution topographic images at the nanoscale level. This advancement was made possible through the ability to qualitatively identify the chemical composition of the compound through AFM-IR. The preliminary results have led to several publications and awards. In this research program, we will develop new approaches to better understand the miscibility, crystallization and distribution of biodegradable polymers, particularly the binary polymeric blends at the nanoscale level using mainly atomic force microscopy coupled with an infrared spectroscopy (AFM-IR) or a thermocouple (Nano-TA). The simulation of the dynamics of the polymer blends will be carried out in order to understand the molecular structure during the crystallization using mainly the Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) Molecular Dynamics Simulator software dedicated to polymers and biomolecules. Nanoscale characterization methods help to better answer the open questions in the literature, particularly the molecular arrangements, lamella development mechanisms, morphology and phase transition in a spherical structure that are more important features to detect the final behavior of biopolymer materials. Understanding the diffusion of polymers in relation to the structure of spherulites and the operating conditions in polymer blends will provide an important scientific contribution and open a new pathway for crystallization studies in complex systems, such as ternary and quaternary blends. Improving the properties of the polymer blends will extend the field of use of these biopolymers in various applications such as in biomedical materials and biological tissues (globally, market of US$25.4 billion for 2019).
控制聚合物和复合材料的形态和结晶至关重要,因为它直接关系到材料的最终性能。半结晶聚合物是商品聚合物的重要组成部分。众所周知,可混溶的聚合物共混物可以有不同的形态和结晶机制,这取决于每种组分的熔融温度、共混物组成和结晶条件的不同。这些现象在可混溶和可结晶聚合物的二元共混物中变得更加复杂,其中两个组分竞争以获得最终结构(例如形状、取向、形态、形貌、纹理和密度)。然而,尽管物理化学表征方法取得了进展,但研究聚合物在可结晶聚合物共混物中的分布,特别是亚微米级的聚合物分布,在技术上是困难的。近年来,我们已经能够利用先进的原子力显微镜-红外光谱(AFM-IR)来研究聚合物在可混溶和不相容共混物中的结晶和纳米扩散,同时在纳米尺度上记录其高分辨率的形貌图像。这一进展是通过AFM-IR定性鉴定化合物的化学成分而实现的。初步结果已经导致了几份出版物和奖项。在这项研究计划中,我们将开发新的方法来更好地了解可生物降解聚合物的相容性、结晶和分布,特别是纳米级的二元聚合物共混物,主要使用原子力显微镜结合红外光谱(AFM-IR)或热电偶(Nano-TA)。为了了解结晶过程中的分子结构,将主要使用大型原子/分子大规模并行模拟器(LAMMPS)分子动力学模拟器软件对聚合物共混物的动力学进行模拟,该软件专门用于聚合物和生物分子。纳米尺度的表征方法有助于更好地回答文献中的开放问题,特别是球形结构中的分子排列、片层发育机制、形态和相变等更重要的特征,这些特征是检测生物聚合物材料最终行为的更重要特征。了解聚合物在共混体系中的扩散与球晶结构和操作条件的关系,将为三元和四元共混等复杂体系的结晶研究提供重要的科学贡献和开辟一条新的途径。聚合物共混物性能的提高将扩大这些生物聚合物在各种应用中的使用领域,例如在生物医学材料和生物组织中(2019年全球市场规模为254亿美元)。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
NguyenTri, Phuong其他文献
NguyenTri, Phuong的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('NguyenTri, Phuong', 18)}}的其他基金
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
RGPIN-2020-06212 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Durability and stability of spacer dampers made of synthetic rubbers under environmental aging conditions
合成橡胶间隔阻尼器在环境老化条件下的耐久性和稳定性
- 批准号:
560766-2020 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Alliance Grants
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
DGECR-2020-00483 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Launch Supplement
Preparation and evaluation of the biological activity of antiviral agents based on copper and silver oxides used in personal protective equipment against SARS-CoV-2 (COVID-19)
基于铜和银氧化物的抗病毒剂的制备和生物活性评价,用于个人防护用品中的SARS-CoV-2(COVID-19)
- 批准号:
555359-2020 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Alliance Grants
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
RGPIN-2020-06212 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
相似国自然基金
大面积polymer-NP-MOFs复合薄膜的构筑及光催化选择性加氢研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
用于非富勒烯聚合物太阳能电池的苯并三氮唑类二维共轭聚合物
- 批准号:51673200
- 批准年份:2016
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
CNT网络/Polymer复合材料力学性能的多尺度数值模拟研究
- 批准号:11602270
- 批准年份:2016
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于量子动力学RPMD的化学反应速率研究
- 批准号:21503130
- 批准年份:2015
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
高阻隔主动包装SiOx/Polymer复合薄膜的磁控共溅射制备及反应路径研究
- 批准号:51302054
- 批准年份:2013
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
表面引发聚合反应对材料表面疏水性影响的计算机模拟研究
- 批准号:21104025
- 批准年份:2011
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
不同拓扑结构的水溶性共轭聚合物分子刷的合成及生物应用研究
- 批准号:51173080
- 批准年份:2011
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
水溶性含铱配合物的刚柔嵌段共轭聚合物的合成及其生物传感应用
- 批准号:21104033
- 批准年份:2011
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于金纳米颗粒/Polymer复合结构的MEMS嵌入式高灵敏度力敏检测元件基础研究
- 批准号:51105345
- 批准年份:2011
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
智能控温兼控释药多法治癌用磁性聚合物微球
- 批准号:50702037
- 批准年份:2007
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
CAREER: Evaluating Theories of Polymer Crystallization by Directly Calculating the Nucleation Barrier in a Polymer Melt
职业:通过直接计算聚合物熔体中的成核势垒来评估聚合物结晶理论
- 批准号:
2338690 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Continuing Grant
Fundamental Studies of Flow-Induced Polymer Crystallization
流动诱导聚合物结晶的基础研究
- 批准号:
2218775 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Standard Grant
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
RGPIN-2020-06212 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
DGECR-2020-00483 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Launch Supplement
Intramolecular and Intermolecular Packing in Polymer Crystallization
聚合物结晶中的分子内和分子间堆积
- 批准号:
2004393 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Continuing Grant
Theory of polymer crystallization, melting, and interlude of metastability
聚合物结晶、熔化和亚稳态插曲的理论
- 批准号:
2015935 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Continuing Grant
Investigating polymer crystallization at the nanoscale using AFM-IR
使用 AFM-IR 研究纳米级聚合物结晶
- 批准号:
RGPIN-2020-06212 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Manipulating Crystallization of Ferroelectric Polymers in Two-Dimensional Spatial Confinement and Its Mechanistic Understanding
二维空间约束下铁电聚合物的结晶操控及其机理理解
- 批准号:
19K15625 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Investigation of the effect of surface functional group of nanofiller on the crystallization behavior of polymer nanocomposite
纳米填料表面官能团对聚合物纳米复合材料结晶行为的影响研究
- 批准号:
19K15634 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Direct Observation of Hierarchical Crystallization of Water on the Polymer Surfaces at the Mesoscale.
中尺度聚合物表面水的分级结晶的直接观察。
- 批准号:
19K05263 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)