Un equipo de investigadores, afiliado a UNIST, descubrió los principios fundamentales de la manipulación de polímeros, que constituyen la base de materiales hechos por el hombre, como plásticos, pinturas e incluso materiales compuestos.
En este trabajo, el profesor Chunggi Baig de Energía e Ingeniería Química y su equipo presentaron, por primera vez, los mecanismos moleculares detallados y la dinámica subyacente a los fenómenos de deslizamiento, que aún no se han establecido en la reología de polímeros interfaciales.
Presentaron las características moleculares intrínsecas de los fenómenos de deslizamiento mediante el uso de simulaciones atomísticas de dinámica molecular sin equilibrio de fundiciones de polietileno bajo flujo de cizalla. Las fundiciones de polímeros son polímeros con un peso molecular promedio numérico total de 10,000 en estado de fusión líquido sin solvente.
Este fenómeno de deslizamiento interfacial, que ocurre en la interfaz con otros objetos, se ha señalado como la principal causa de inestabilidad de la masa fundida, lo que degrada la calidad de los plásticos. Por lo tanto, en un sistema que tiene una interfaz, como biomembranas y polímero delgadopelículas, el fenómeno de deslizamiento interfacial es definitivamente una de las variables más importantes para determinar las propiedades de los materiales poliméricos.
Por lo tanto, la información en profundidad de los mecanismos moleculares y la dinámica detrás, tales propiedades interfaciales es esencial para producir plásticos de alta calidad, así como para predecir y controlar comportamientos intrigantes de varios sistemas confinados.
"Un ejemplo de este fenómeno de deslizamiento interfacial es cuando el polímero se derrite en el límite del molde y causa rugosidad o grietas en la superficie", dice Sohdam Jeong de Energy and Chemical Engineering en UNIST, el primer autor del estudio. "A través de este estudio, Quería resolver los principios fundamentales de este fenómeno de deslizamiento a nivel molecular "
En sus esfuerzos por revelar los orígenes moleculares subyacentes al deslizamiento interfacial, el equipo de investigación analizó los fenómenos de deslizamiento en detalle, con respecto a los mecanismos moleculares y la dinámica de las cadenas interfaciales y sus características reológicas al rastrear directamente el movimiento de la cadena individual cerca de la interfaz.
En el estudio, el equipo de investigación identificó tres regímenes característicos distintivos con respecto al grado de deslizamiento en la interfaz y reveló los mecanismos moleculares subyacentes para cada régimen: i el mecanismo de rotación de la cadena z-a-x en el plano de vorticidaden el régimen de flujo débil, que disminuye eficazmente la fricción de la pared contra el movimiento de la cadena a lo largo de la dirección del flujo, ii el mecanismo repetitivo de separación de la cadena movimiento fuera del plano y el mecanismo de desenredado en el régimen intermedio, y iii irregularCaótica rotación de la cadena y mecanismos de volteo en el régimen de flujo fuerte.
"Dependiendo de los tipos de materiales poliméricos y la estructura límite de la interfaz, el deslizamiento de la interfaz puede ser ligeramente diferente", dice Sohdam.
"Los hallazgos de este estudio nos ayudan a comprender las características fundamentales del deslizamiento interfacial y a comprender varios fenómenos reológicos y propiedades exhibidas por los sistemas poliméricos interfaciales", dice el profesor Baig.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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