Микрофазное разделение

Микрофазное разделение (также микрофазное расслоение) (англ. microphase separation) — самопроизвольное формирование в растворе или расплаве привитых блок-сополимеров микро- и наноразмерных областей (доменов) с преимущественным содержанием сегментов (фрагментов) только одного типа.

Описание

Морфологии структур диблок-сополимеров AB, наблюдаемые при изменении их состава: 1 — сферические домены A; 2 — цилиндрические домены A; 3 — битетраэдрическая (A) структура; 4 — ламеллярная структура; 5 — битетраэдрическая (B) структура; 6 — цилиндрические домены B; 7 — сферические домены B. В нижней части рисунка приведена шкала соотношений количества компонентов A и B, при которых наблюдаются данные виды упорядочения.

Макромолекулы блок-сополимеров и молекулы поверхностно-активных веществ содержат в своем составе сегменты (блоки) различной химической природы. Для смесей гомополимеров даже одного гомологического ряда незначительная несовместимость компонентов может приводить к фазовому расслоению раствора или расплава. Наличие химической связи между участками молекул различной химической природы в блок-сополимерах и поверхностно-активных веществах препятствует возникновению такого макроскопического фазового расслоения, вместо которого в растворе и расплаве этих соединений под действием сил межмолекулярного взаимодействия возникает так называемое микрофазное разделение — пространственное разделение на области, содержащие, преимущественно, определенный тип функциональных групп. Размеры этих микрообластей сравнимы с размерами самих макромолекул.

Результатом микрофазового разделения являются мицеллярные или иные типы организованных структур. Например, в расплаве диблок-сополимера, макромолекулы которого состоят из двух соединенных полимерных цепей (условно — типов A и B), при микрофазовом расслоении могут образовываться упорядоченно расположенные ламели (слои), цилиндры или сферические области; возможно также образование двусвязных структур. Образование блок-сополимерами упорядоченных структур с периодом порядка длины световой волны (фотонных кристаллов) представляет интерес для использования в различных оптических устройствах.

Литература

• Хохлов А. Р. Статистическая физика наносистем, физика «мягких» сред, компьютерное моделирование. Курс лекций: Фундаментальные основы нанотехнологий, 2010.
• Бирштейн Т.М. Конформации макромолекул // Соросовский образовательный журнал. 1996. №11. С. 26–29.

Ссылки

При написании этой статьи использовался материал из распространяющейся по лицензии Creative Commons BY-SA 3.0 Unported статьи:
Хохлов А. Р., Говорун Е. Н. микрофазное разделение // Словарь нанотехнологических терминов.