Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Μελέτη της δομής αυτο-οργανούμενων συστημάτων με σκέδαση νετρονίων και ακτίνων Χ σε μικρές γωνίες
Other Titles: A study on the structures of self-assemblying systems using small angle neutron and X-ray scattering
Authors: Βασιλειάδη, Παναγιώτα
Keywords: Αυτοοργανούμενες δομές
Αποκρίσιμα συστήματα
Σκέδαση νετρονίων
Ακτίνες Χ
Keywords (translated): PNIPAM
Abstract: Στη παρούσα εργασία μελετήθηκαν δυο είδη αποκρίσιμων αυτοοργανούμενων υπερμοριακών δομών με την χρήση της τεχνικής σκέδασης νετρονίων και ακτίνων-Χ σε μικρές γωνίες. Το πρώτο είδος αποτελείται από αλυσιδωτές υπερμοριακές δομές που έχουν για συνδετικούς κρίκους το μόριο curcubituril((=C4H2N4O2=)8)το οποίο έχει σχήμα ανοιχτού βαρελιού. Σαν αλυσίδες που συνδέουν τα μόρια των curcubituril χρησιμοποιήθηκαν η ένωση JD305 που η στερεοχημική της δομή αλλάζει με την έκθεση του μορίου της στο υπεριώδες φώς και η ένωση JD259, της οποίας το μόριο υφίσταται αλλαγές ανάλογα με την συγκέντρωση άλατος που βρίσκεται. Το δεύτερο είδος δομής που μελετήθηκε είναι ένα θερμοαποκρίσιμο σύστημα το οποίο αποτελείται από νανοσωματίδια χρυσού στα οποία ήταν προσροφημένες αλυσίδες PNIPAM(Ν-Πολυισοπροπυλακρυλαμίδιο) πολυμερές το οποίο ως γνωστό καταρρέει για θερμοκρασίες άνω των 32 οC. Η μελέτη του συγκεκριμένου συστήματος πραγματοποιήθηκε για θερμοκρασίες 25 και 45 βαθμών κελσίου. Οι μετρήσεις για την μελέτη των παραπάνω συστημάτων πραγματοποιήθηκαν σε μεγάλες εγκαταστάσεις νετρονίων και ακτίνων-Χ. Συγκεκριμένα στο όργανο Pace,στο εργαστήριο LLB του ερευνητικού κέντρου Saclay και στο όργανο Swing του ερευνητικού κέντρου Soleil, και τα δύο βρίσκονται στην Γαλλία. Για την επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Sasfit το οποίο το προμηθευτήκαμε από το Ινστιτούτο Paul Scherrer της Ελβετίας. Στην αρχή η εργασία περιέχει θεωρητικά στοιχεία για τις πολυμερικές αλυσίδες, για την χημεία των μορίων curcubituril και για την σκέδαση σε μικρές γωνίες ακτίνων-Χ και νετρονίων από διάφορα είδη νανοδομών. Στην συνέχεια αναλύονται οι συνθήκες κάτω από τις οποίες διεξήχθησαν τα πειράματα αλλά και τα θεωρητικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από αυτά. Επίσης περιέχεται μια σύντομη γνωριμία με το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για τις προσεγγίσεις των πειραματικών αποτελεσμάτων. Στο τέλος παρουσιάζονται τα σημαντικότερα αποκρίσιμα δείγματα που επεξεργαστήκαμε(χημική δομή, μηχανισμός αυτοοργάνωσης κλπ), τα διαγράμματα σκέδασής τους(που αποκτήσαμε μέσω των πειραμάτων) καθώς και τα αποτελέσματα της προσέγγισης που έγινε ώστε να καταλήξουμε σε χαρακτηρισμό αυτών. Στο παράρτημα παρουσιάζονται οι οργανολογίες Σκέδασης Νετρονίων και Ακτίνων Χ σε μικρές γωνίες γενικά, ενώ προχωρώντας θα δώσουμε πληροφορίες ειδικότερα για τα όργανα στα οποία εργαστήκαμε για την εκπόνηση αυτής της ερευνητικής εργασίας(LLB, SOLEIL).
Abstract (translated): In the present study two kinds of responsive self-organized supramolecular structures were investigated using the technique of small angle neutron and X-ray scattering (SANS, SAXS respectively). The first type consists of a chain-like supramolecular structure that uses the curcubituril molecules ((= C4H2N4O2 =) 8) as connecting rings. Cucurbit[n]uril is shaped as an open barrel. As intermediate chains, linking the molecules of the compound curcubituril, molecules JD305 whose steric structure changes when the molecule is exposed to ultraviolet light and molecule JD259, which the molecule undergoes changes as the salt concentration of the solution rises, are used. The second kind of structure studied is a thermoresponsive system which consists of gold nanoparticles with PNIPAM chains grafted on the periphery. N-Polyisopropylacrylamide polymer collapses at temperatures above 32 ° C. The study of the system was conducted at temperatures of 25 and 45 degrees Celsius. The measurements for the study of the above systems were made in large neutron and X-ray facilities. Specifically in Pace, located at LLB Saclay laboratory research center and Swing, of Soleil research center, both located in France. For the processing of the experimental results Sasfit program was used. Sasfit was provided by Paul Scherrer Institute, Switzerland. Initially, the study contains theoretical data on the polymer chains, the chemistry of curcubituril molecules and the scattering at small angles of X-ray and neutron from various nanostructures. Subsequently the conditions under the experiments were conducted are analyzed and the theoretical models used for the analysis are presented. Also a brief introduction to the program used for the approaches of experimental results is included. In the end the results obtained from the characterization of the most interesting samples are included (chemical structure, mechanism of self-organization, etc.), scattering spectra (gained through experiments) as well as the results of the approach reached for each of the samples. Annex presents the instrumentation for small angle Scattering Neutron and X-ray generally, and specifically the instruments from which these spectra were measured at(LLB, SOLEIL).
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Basileiadi(phys).pdf4.23 MBAdobe PDFView/Open

This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons