Mühendisler Polimerlerin Nano Ölçekte Görüntülenmesinde Antioksidanların Etkisini Araştırdı
Serbest radikaller gibi reaktif moleküller belirli ortamlara ve maddelere maruz kaldıktan sonra vücutta üretilebilir ve hücre hasarına neden olmaya devam edebilirler. Radikaller hücreleri etkilemeden önce, antioksidanlar radikallerle etkileşime girerek bu hasarı azaltabilirler.
Kimya mihendisliği ve malzeme bilimi mühendisliği profesörü Enrique Gomez liderliğindeki Penn State araştırmacıları organik güneş pilleri, organik transistörler, biyoelektronik cihazlar ve esnek elektronikler gibi yumuşak elektronik cihazları içeren iletken polimerlerde görüntüleme hasarını önlemek için bu konsepti uyguladılar. Araştırmacılar bulgularını Nature Communications’da yayınladılar.
Gomez’e göre iletken polimerlerin yapılarını görselleştirmek bu malzemeleri daha da geliştirmek ve yumuşak elektronik cihazların ticarileştirilmesini sağlamak için önemlidir. Ancak gerçek görüntüleme, araştırmacıların görebileceklerini ve anlayabileceklerini sınırlayan hasara neden olabilir.
Gomez, “Meyvelerde (berries) bulabileceğiniz antioksidanların sadece sizin için değil, polimer mikroskopi için de iyi olduğu ortaya çıktı.” dedi.
Polimerler ancak yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HRTEM) ile belirli bir noktaya kadar görüntülenebilir, çünkü görüntüleri oluşturmak için kullanılan elektron bombardımanı numuneyi parçalara ayırır. Araştırmacılar temel nedenini belirlemek amacıyla bu hasarı incelediler. HRTEM elektron demetinin numunenin moleküler yapısını bozan serbest radikaller ürettiğini buldular. Genellikle gıda katkı maddesi olarak kullanılan bir antioksidan olan bütillenmiş hidroksitoluenin polimer numunesine eklenmesi bu hasarı önledi ve görüntüleme koşullarındaki bir diğer kısıtlamayı ortadan kaldırdı. – sıcaklık.
Ağustos ayında Penn State College of Earth and Mineral Science’ da malzeme bilimi ve mühendisliği alanında doktorasını yapan yazar Brooke Kuei, “ Şimdiye kadar polimer hasarını en aza indirmek için ana strateji, çok düşük sıcaklıklarda görüntüleme yapmaktı” dedi. “Çalışmamız, oda sıcaklığında antioksidanların eklenmesiyle ışın hasarının en aza indirilebileceğini gösteriyor.”
Araştırmacılar bu yöntemden kaynaklanan çözünürlük sınırlarını kantitatif olarak test etmemiş olsalar da polimeri 3.6 angstromluk bir çözünürlükte görüntüleyebildiler. Önceki çalışmalarında elde ettikleri 16 angstromluk çözünürlüğe göre bu bir gelişmedir. Bir angstrom; bir insan saçının yaklaşık milyonda biri kadardır.
Polimerler üst üste uzanan moleküler zincirlerden oluşurlar. Daha önce görüntülenen 16 angstrom mesafesi zincirler arasındaki mesafeydi. Ancak 3.6 angstromdaki görüntüleme araştırmacıların polimer zincirleri boyunca yakın temas modellerini görselleştirmelerine olanak tanıdı. Bu çalışmada elektriksel iletken polimerler için araştırmacılar elektronların hareket ettiği yönü takip edebildiler. Gomez’e göre bu, polimerlerdeki iletken yapıları daha iyi anlamalarına olanak sağlıyor.
Gomez, “polimer mikroskopideki bu ilerlemenin kilit noktası, bu polimerlerdeki hasarın nasıl meydana geldiğinin temel sebeplerini anlamaktı” dedi. “Bu teknolojik ilerleme umuyoruz ki yeni nesil organik polimerlerin ortaya çıkmasına yardımcı olacaktır”.
The National Science Foundation (Ulusal Bilim Vakfı) ve U.S. Department of Energy Office of Science (ABD Enerji Bakanlığı Bilim Departmanı) aracılığıyla Kuei’ nin yüksek lisans bursu bu çalışmayı destekledi.
Kaynak: sciencedaily.com
