การประกอบเฟสตามลำดับชั้นที่เกิดขึ้นเอง

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

คำมั่นสัญญาอันยิ่งใหญ่ของการประกอบตัวเองคือการสร้างโครงสร้างนาโนเป้าหมายผ่านการจัดระเบียบโมเลกุลที่เกิดขึ้นเอง ซึ่งเป็นกระบวนการตามหลักการที่ง่ายกว่าและปรับขนาดได้ดีกว่าวิธีการสร้างนาโนจากบนลงล่างที่ลำบาก¹. แต่การประกอบตัวเองต้องเผชิญกับความท้าทายขั้นพื้นฐาน: โครงสร้างที่ก่อตัวทางอุณหพลศาสตร์มีแนวโน้มที่จะลดพื้นที่ผิวให้เหลือน้อยที่สุดและเพิ่มสมมาตรให้สูงสุด โครงสร้างที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดจึงค่อนข้างเรียบง่าย ตัวอย่างเช่น การประกอบบล็อกโคโพลีเมอร์ (BCP) ด้วยตนเอง ใช้ประโยชน์จากความไม่เข้ากันทางเคมีของแกนหลักโพลีเมอร์เพื่อขับเคลื่อนการแยกเฟสเฉพาะที่ การประกอบที่หงุดหงิดนำไปสู่สัณฐานวิทยาระดับนาโนซึ่งเซลล์หน่วยถูกกำหนดโดยสถาปัตยกรรมลูกโซ่². Canonical BCP (โซ่เชิงเส้นที่มีสองบล็อก) สร้างแผ่นสลับและกระบอกสูบบรรจุหกเหลี่ยมในลักษณะตรงไปตรงมา แต่ขั้นตอนที่แปลกใหม่กว่านั้นจำเป็นต้องมีการควบคุมเพิ่มเติม เช่น การควบคุมการประกอบโดยใช้แรงภายนอก เช่น แรงเฉือนหรือแม่แบบทางเคมี³. ทางเลือกที่หรูหราคือการใช้วิธีการสังเคราะห์ในการออกแบบสถาปัตยกรรมลูกโซ่ที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งอาจก่อให้เกิดสัณฐานวิทยาใหม่ๆ⁴. ความท้าทายที่โดดเด่นคือการบรรลุการควบคุมทางสัณฐานวิทยาโดยไม่มีภาระสังเคราะห์มากเกินไป ซัน และคณะ ตอนนี้รายงานเข้ามาแล้ว นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ การออกแบบและการสังเคราะห์ไตรบล็อกโคโพลีเมอร์แบบใหม่ที่ก่อให้เกิดลำดับโครงสร้างในระดับความยาวหลายระดับ ทำให้เกิดเฟสระดับนาโนที่ซับซ้อนและเป็นลำดับชั้น⁵.