Se hvordan en kovalent polymer udvikler sig ved hjælp af scanning tunneling mikroskop

Scanning tunneling mikroskopi (STM) er en kraftfuld billeddannelsesteknik, der gør det muligt for forskere at visualisere overfladen af ​​materialer på atomniveau. Det kan bruges til at studere dannelsen og væksten af ​​kovalente polymerer, som er kæder af atomer, der holdes sammen af ​​kovalente bindinger.

I et typisk STM-eksperiment bringes en skarp metalspids meget tæt på overfladen af ​​en prøve. En spænding påføres mellem spidsen og prøven, og en strøm løber mellem dem. Denne strøm er meget følsom over for afstanden mellem spidsen og prøven, så ved at scanne spidsen hen over overfladen kan der skabes et tredimensionelt billede af overfladen.

STM er blevet brugt til at studere væksten af ​​en række forskellige kovalente polymerer, herunder polyethylen, polypropylen og polystyren. Disse polymerer er alle dannet ved polymerisation af monomerer, som er små molekyler, der indeholder en dobbeltbinding. Når disse monomerer opvarmes eller udsættes for en katalysator, reagerer de med hinanden og danner en kæde af atomer.

STM-billederne af disse polymerer viser, at kæderne vokser på en meget regelmæssig måde. Monomererne tilføjes til kæden en ad gangen, og kæderne vokser i en lige linje. Det skyldes, at de kovalente bindinger mellem atomerne er meget stærke, og de forhindrer kæderne i at forgrene sig eller folde sig.

STM er også blevet brugt til at studere defekterne i kovalente polymerer. Disse defekter kan være forårsaget af en række faktorer, såsom urenheder i udgangsmaterialerne, eller af reaktionsbetingelserne. STM-billederne af disse defekter kan hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvordan de dannes, og hvordan de påvirker polymerernes egenskaber.

Sammenfattende er STM et kraftfuldt værktøj til at studere dannelsen og væksten af ​​kovalente polymerer. Det giver forskerne mulighed for at visualisere polymererne på atomniveau og forstå, hvordan de dannes, og hvordan de påvirkes af defekter.