Yarı kristal polimerlerin yapısı büyük ölçüde moleküler zincirlerinin ne kadar güçlü dolaşık olduğuna bağlıdır. Bu durum, Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg (MLU) araştırmacıları tarafından yapılan ve Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada gösterilmiştir.
Çok sayıda deneyin ardından araştırmacılar, malzemelerin mikroskobik yapısının yanı sıra özelliklerini de tahmin etmek için yeni bir model geliştirdi. Polimerler uzun zincirli moleküllerdir. Yarı kristal polimerler katı ve sıvı elementlerin bir karışımıdır. Genellikle plastik ve ambalaj malzemelerinde kullanılırlar.
Malzemeler soğuduğunda, genellikle moleküler düzeyde kristal bir yapı oluştururlar. Başka bir deyişle, tüm parçacıklar sıkı bir düzen içindedir. MLU’dan Fizikçi Profesör Thomas Thurn-Albrecht, “Yarı kristal polimerler oluştuğunda da benzer bir süreç meydana gelir ancak tüm bölgeler kristalleşmez” diye açıklıyor. Bunun yerine, soğuduktan sonra düzensiz bir yapıya sahip olan amorf bölgeler oluşur.
Burada birbiriyle iç içe geçmiş dolaşıklıklar bulunur. Yarı kristal polimerlerde, düzenli ve düzensiz katmanlar nano düzeyde tekrar tekrar değişir. Bu özel yapı onlara benzersiz özellikler de kazandırır. Hem esnek ve elastiktirler hem de nispeten sağlamdırlar. Bu da onları özellikle ambalaj ve yapısal malzemeler olarak uygun hale getirir.
Yarı kristal polimerlerin özellikleri büyük ölçüde iki faktöre bağlıdır: Yukarıda bahsedilen katmanların kalınlıkları ve amorf bölgelerdeki zincirlerin ne kadar güçlü bir şekilde birbirine dolanmış olduğu. Thurn-Albrecht’e göre, kristal kalınlığını etkileyen faktörler zaten iyi bilinmektedir ancak amorf katmanlar hakkındaki bilgiler hala oldukça sınırlıdır.
Ekibi, MLU’dan Profesör Kay Saalwächter liderliğindeki bir grupla işbirliği içinde özellikle bu katmanlar için kristal oluşum sürecini araştırdı. Fizikçiler, model bir polimer üzerinde yaptıkları ölçümlere dayanarak, amorf katmanların kalınlığının büyük ölçüde dolaşıklıkları tarafından belirlendiğini keşfettiler. Araştırmacılar ayrıca bu ilişkiyi tanımlamak için basit bir model geliştirdiler.
Thurn-Albrecht “Modelimizin birçok farklı polimere uygulanabileceğini varsayıyoruz. Buna şu anda çok yaygın olarak kullanılmayan malzemeler de dahil” dedi. Yeni bulgular mevcut malzemelerin iyileştirilmesine ya da tamamen veya kısmen daha sürdürülebilir alternatiflerle değiştirilmesine yardımcı olabilir. [1]How molecular entanglements determine the structure of polymers
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | How molecular entanglements determine the structure of polymers |
|---|
