科学:在粘性聚合物上开光

 作者:项曝萘     |      日期:2017-07-04 07:55:49
墨尔本的ANDREW WATSON可以粘附在表面上的聚合物分子在生物学和工业中很重要但没有人理解他们如何坚持现在,澳大利亚的数学家和化学家团队已经阐明了这个问题通过将光线穿过附着有聚合物的载玻片,并在光线出现时分析光谱,团队可以“观察”聚合物在将其自身附着到玻璃表面时经历扭曲墨尔本大学的Lee White,Michelle Gee和Mathias Trau一直在研究聚电解质 - 聚合物在其骨架上具有大量的电荷基团这些基团的存在和位置影响聚合物的形状以及它如何在溶液中卷曲电荷基团本身受环境影响,因此仅改变溶液的酸度或添加溶解的盐会改变聚电解质的形状采矿业对怀特及其同事来说不太可能是灵感在采矿中,操纵称为胶体的溶液,其中分散有许多微观颗粒,以使颗粒从液体中沉淀出来聚电解质在这里是有用的,因为大多数是“表面活性的”,因此如果将聚电解质加入到胶体中,它会粘附在胶体颗粒的表面上然后颗粒通过它们的聚电解质涂层相互作用,因此可以通过改变溶液的性质来控制它们在该过程中至关重要的是聚电解质粘附到表面的精确方式为了研究这个问题,怀特和他的同事设计了一种他们称之为可变角度渐逝波光谱或VIEWS的技术该技术利用全内反射现象,当光束照射到两种材料(例如空气和水或玻璃和空气)之间的界面时发生如果光束的角度足够浅,则光被完全反射通过以这种方式连续反射,光被限制在光纤内在全内反射中,尽管光不透过表面,但是其电场仍然延伸超出表面这种“渐逝波”从表面延伸约1000埃,随距离呈指数衰减此波在VIEWS中被利用怀特和他的同事将一束窄光引导到一个特制的玻璃片的斜边上光线通过全内反射从一个面反射到下一个面,最终从幻灯片的末端出现(见图)如果将载玻片浸入含有聚电解质的溶液中,聚合物会逐渐附着在玻璃表面上,并在它们这样做时慢慢解开 - 这个过程可能需要长达20个小时附着的聚合物形成约150埃厚的层聚合物的电荷基团浸没在消逝场中,因此从入射光中吸收能量因为不同的电荷基团以不同的量吸收不同的频率,所以从载玻片末端出射的光谱将与聚合物中的电荷基团相关允许从光谱中收集信息的数学是由数学家怀特设计的他的化学家同事Gee和Trau(后者现在在普林斯顿大学)将VIEWS技术应用于一种易于理解的聚合物通过改变光束的入射角,可以改变滑块内的反射角,改变渐逝波的强度和范围由此,即使发生散开,也可以推断出聚合物的结构并且通过改变入射光的波长,