慕尼黑技术大学 医生
莱斯特·巴恩斯利(Lester Barnsley)，福尔松森特勒姆·朱里奇(Forschungszentrum Juelich)的仪器科学家，德国慕尼黑技术大学亨氏迈耶-莱布尼茨研究中子源(FRM二号)的亨氏迈耶-莱布尼茨曾研究过瓶刷聚合物
信用:文泽尔·舒尔曼/东大 它们看起来像显微镜下的瓶刷:有主干和侧臂簇的聚合物
这种分子设计赋予它们不同寻常的能力:例如，它们可以结合活性剂，并在温度变化时再次释放它们
在中子的帮助下，慕尼黑技术大学的一个研究小组现在已经成功地揭示了这个过程中内部结构的变化
“瓶刷聚合物只有纳米大小，其结构无法用传统的光学方法来研究:可以看出，含有这些聚合物的水溶液在一定温度下会变得浑浊
但是为什么会出现这种情况，以及脊椎骨和侧臂是如何在水中伸展或收缩的，还没有弄清楚，”教授报告说
克里斯蒂娜·帕帕达吉斯
科学家想知道更多瓶刷聚合物内部生命的原因很简单:蓬松的分子由不同的聚合物链组成，在一定温度下突然改变其在水中的溶解度，有望用于各种应用
例如，它们可以用作加速化学反应的催化剂，作为打开或关闭微型阀门的分子开关，或者作为医用药物的运输介质——分子刷因此可以将药物带到炎症中心，并且由于那里的温度升高，可以在作用部位直接释放它们
然而，使用刷子分子的基本前提是它们的行为可以被编程:理论上，化学家可以使用水溶性和水不溶性构件的组合来精确确定聚合物在什么温度下凝结，以及它们刚刚溶解的液体在什么温度下变浑浊
“然而，在实践中，如果你想设计智能刷分子，你必须确切地知道聚合物的结构是如何以及在什么条件下发生变化的，”帕帕达吉斯解释说
中子揭示了它们的分子内部生命 与慕尼黑技术大学软物质物理小组的团队一起，她现在第一次能够想象当温度达到浊点时，带有由两种不同类型的构件组成的臂的瓶刷聚合物所经历的变化
在加热时，水溶液中带有环氧丙烷/环氧乙烷共聚物侧链的热响应分子刷分离出水分子
根据聚合物的结构，分子结构在浊点坍塌，产生不溶于水的聚合物线圈，根据残余水含量形成松散或紧密的簇
信用:赖纳·穆勒/TUM 科学家们利用研究中子源海因茨·迈尔-莱布尼茨(FRM二号)的中子辐射，在校园里用一种特殊的仪器进行小角度中子散射，该仪器由于利希研究中心操作 这种方法特别适合于研究，因为中子是电中性的，因此很容易穿透物质
在那里，它们被原子核散射，从而产生关于刷状分子的详细信息
结合现代低温电子显微镜，可以获得对这些分子的详细了解
当刷子粘在一起时 帕帕达吉斯团队研究的热响应刷分子分别由希腊国家希腊研究基金会和德累斯顿技术大学的化学家合成
第一步，将样品溶解在水中，然后逐渐加热到浊点，用中子照射
探测器监测散射的辐射
根据散射信号，研究人员能够推断出结构的变化
根据聚合物的结构，水分子在到达浊点之前就已经分裂了
在浊点本身，聚合物的分子结构坍塌了
剩下的是不溶于水的聚合物线圈，根据残余水含量形成松散或紧密的簇
这位物理学家确信，“研究结果将有助于开发适用于实际应用的瓶刷聚合物。”
“如果你确切知道聚合物在浊点时的变化，你就可以针对不同的应用优化它们的化学结构
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