Mikrojellerde katı-sıvı faz geçiş dinamiklerinin video mikroskop yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Mikrojel koloit parçacıklar, atomik veya moleküler sistemler için kristalizasyon ve camsı yapı oluşumu gibi fiziksel işlemleri incelemek için ideal bir deneysel model oluştururlar. Mikrojeller, çapraz bağlanmış polimerlerden oluşan su depolayabilen veya salabilen hidrojel kürelerdir. Bu çalışmada PNIPAM (Poli(N-izopropilakrilamid)) moleküllü mikrojel koloit parçacıklar kullanılarak koloit kristal oluşturulmuştur. Bu kristalin esneklik özelliği farklı sıcaklık değerlerinde ölçüm yapılarak incelenmiştir. Mikrojel parçacıklarının şişme ve büzülme dinamikleri kimyasal olarak farklı mekanizmalarla gerçekleşmektedir. Bu fark koloit kristallerinin elastik özelliklerini ve kristal tipleri arasındaki erime faz geçişini etkileyebilmektedir. Her sıcaklık değerinde mikrojel parçacıklarının konum ve titreşimlerinin değişimi video mikroskop yöntemi kullanılarak kristalin esneklik analizi yapılmıştır. Farklı sıcaklıklardaki kristalin esnekliği, parçacıkların ortalama titreşim miktarının parçacıklar arasındaki ortalama mesafeye oranlanmasıyla elde edilen Lindemann parametresi ile bulunmuştur. Aynı zamanda kristal düzeninden çift korelasyon fonksiyonu elde edilmiş ve bu dağılımın sıcaklık ile nasıl etkilendiği hesaplanmıştır. Her iki yöntemde de koloit kristalin sıcaklık artması ile esnekliğinin azalarak sıvı faza yaklaştığı bulunmuştur.