ナノ構造界面を有するアルミナテンプレート内に閉じ込められたポリプロピレングリコールのユニークな挙動

Unique Behavior of Poly(propylene glycols) Confined within Alumina Templates Having a Nanostructured Interface.

• Magdalena Tarnacka
• Marcin Wojtyniak
• Agnieszka Brzózka
• Agnieszka Talik
• Barbara Hachuła
• Ewa Kamińska
• Grzegorz D Sulka
• Kamil Kaminski
• Marian Paluch

抄録

ここでは、細孔サイズの調節によって得られたナノ構造界面が、様々な分子量（＝4000 g/molおよび＝2000 g/mol）の2つのポリプロピレングリコール（PPG）誘導体のセグメントおよび鎖のダイナミクスに強い影響を与えていることを示します。実際、通常のアルミナテンプレート（= 36 nm）に浸潤したPPGの場合、ダイナミクスの大幅な加速が観察されたが、変調された直径（19 nm < < 28 nm）の膜に組み込まれたサンプルでは、バルク状の挙動が見られた。また、変調誘起の粗さは、通常のナノチャネルに吸着した高分子鎖と比較して、界面近傍での表面相互作用を減少させることを実証した。興味深いことに、後者の系ではPPGの濡れ性が向上しているにもかかわらず、この効果が認められた。その結果、H結合の表面相互作用が弱くなった結果、セグメントの構造は局所的にバルクの配列を模倣し、バルクのようなダイナミクスにつながるようであり、閉じ込められた物質の全体的な挙動に及ぼす界面の重要な影響が浮き彫りになった。

Herein we show that the nanostructured interface obtained via modulation of the pore size has a strong impact on the segmental and chain dynamics of two poly(propylene glycol) (PPG) derivatives with various molecular weights ( = 4000 g/mol and = 2000 g/mol). In fact, a significant acceleration of the dynamics was observed for PPG infiltrated into ordinary alumina templates ( = 36 nm), while bulklike behavior was found for samples incorporated into membranes of modulated diameter (19 nm < < 28 nm). We demostrated that the modulation-induced roughness reduces surface interactions of polymer chains near the interface with respect to the ones adsorbed to the ordinary nanochannels. Interestingly, this effect is noted despite the enhanced wettability of PPG in the latter system. Consequently, as a result of weaker H-bonding surface interactions, the conformation of segments seems to locally mimic the bulk arrangement, leading to bulklike dynamics, highlighting the crucial impact of the interface on the overall behavior of confined materials.