科学家首次实现聚合物纳米相区的红外光谱定量分析

AFM-IR定量分析HIPP微相区组成示意图
AFM-IR定量分析HIPP微相区组成示意图

红外光谱是聚合物结构分析的常用方法,但是其空间分辨率低于几个微米,对于微纳尺寸的相区无能为力。近年来,法国科学家Dazzi等人基于光热诱导共振现象,将原子力显微镜与红外光谱相结合,开发了原子力红外(AFM-IR)技术,空间分辨率达到~50纳米,在各种纳米、微米结构的研究方面具有广阔的应用前景。然而由于多组分的聚合物体系大多存在相分离,难以获得在纳米尺度上组成均匀的标准样品,AFM-IR技术迄今未能应用于定量分析。

高抗冲聚丙烯(HIPP)是一种应用广泛的多相多组分聚合物合金,在其聚丙烯基体中分散着各种乙丙共聚物形成的具有核壳结构的橡胶粒子,迄今为止的研究认为这些橡胶粒子的硬核的主要成分是聚乙烯。

中国科学院高分子物理与化学国家重点实验室苏朝晖课题组与埃克森美孚亚太研发中心的鲍培特博士合作,以AFM-IR技术研究HIPP不同相区中的化学组成,利用AFM-IR和傅里叶变换红外光谱(FTIR)谱图的高度一致性,以常规FTIR用普通的乙丙共聚、共混标样制作工作曲线,用于AFM-IR光谱的定量分析,第一次发现聚丙烯是一些HIPP体系中橡胶粒子的硬核的主要成分。

这项工作最近在Analytical Chemistry上发表。这是中国研究人员在纳米红外领域发表的第一篇论文,也是世界上第一篇以纳米红外技术进行定量分析的论文。开发和引领纳米红外技术的Anasys Instruments认为应化所科研工作者建立的方法使复杂聚合物体系的纳米相区组成分析成为可能(the current work demonstrates the ability to extend the power of IR absorption based quantification to the nanoscale),是纳米红外技术领域的新突破。

该工作得到了埃克森美孚亚太研发中心的资助。

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b00798

(据中国科学院长春应用化学研究所)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 采用分子调控的自组装方式构建新型的超低场磁探针

    磁性纳米粒子在现代科学的众多领域具有广泛的应用,例如核磁共振成像、生物医药、催化、数据存储和环境保护等。通过调节粒子的尺度和几何外观以及分级有序自组装,可以获得磁性纳米粒子优异的特性,利用磁性纳米粒…

    2016-05-16
  • 金属纳米颗粒助人造变色龙

    据中国科学报报道,长久以来,世界各地的科学家都想模拟出变色龙的皮肤,如今中国的科研人员做到了。一款机械人造变色龙能够借助皮肤上的金属纳米颗粒进行颜色变换,颜色范围几乎达可见光谱的所有色调。中山大学教…

    2016-02-18
  • 科学家首次实现可塑性可调的石墨烯类突触器件

    近年来,随着特征尺寸的不断缩小,各种物理和技术上的制约使得微电子器件的发展遇到了瓶颈。类脑计算概念的提出,为微电子芯片的彻底革新提供了崭新的途径。人脑中有数以亿计的神经元,不同的神经元之间又由突触所…

    2016-02-18
  • 有机-无机杂化型钙钛矿纳米线制备及其光电器件应用的研究

    南京大学现代工程与应用科学学院朱嘉教授课题组在有机-无机杂化型钙钛矿纳米线制备及其光电器件应用的研究中取得进展,该成果Direct Conversion of Perovskite Thin Films into Nanowires with Kinetic Control for…

    2016-02-16
  • 利用纳米技术治疗癌症

    恶性肿瘤最大的危害来自于体内扩散,摧毁肺脏、肝脏等重要器官,导致组织功能衰竭,造成病人死亡。对于已转移的肿瘤,目前医学界尚没有良好的治疗方法。化疗是一种最常规的治疗手段,但其治愈率普遍不高,并且往往…

    2016-03-20
  • 使用表面配位修饰调控金属催化剂的界面电子结构

    据厦门大学,该校化学化工学院、能源材料化学协同创新中心郑南峰、傅钢等课题组巧妙地运用了配位化学的概念,发展了利用表面配位修饰调控金属催化剂的界面电子结构的有效方法,大幅提高了铂催化剂的氢化催化选择性…

    2016-02-22