고분자 전해질은 반복되는 하전 유닛을 갖는 길고 체인 같은 분자이다. 이 분자는 생물 의학 및 에너지 산업을 포함한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 고분자 전해질의 자기 조립 거동은 응용 분야에 중요합니다.
고전 이론에 따르면, 수성 환경의 고분자 전해질은 하전 된 단위 사이의 정전기 상호 작용을 통해 고분자 전해질 복합체 (PEC)라고하는 복합체를 형성한다. PEC의 크기, 구조 및 특성은 전하 밀도 및 고분자 전해질의 농도를 포함한 다양한 인자에 의존한다.
이 팀은 David Morse 교수 인 Jean-Francois Joanny 교수가 이끄는 팀과 Nathalie Duru 교수 가이 고전적인 견해에 도전하는 새로운 이론적 틀을 개발했습니다. 주요 통찰력은 고분자 전해질 자기 조립이 정전기 상호 작용뿐만 아니라 제외 된 부피 효과에 의해 구동된다는 것입니다.
배제 된 볼륨 효과는 두 객체가 동시에 동일한 공간을 차지할 수 없다는 사실을 말합니다. 고분자 전해질의 경우, 배제 된 부피 효과는 분자가 길고 유연하다는 사실로부터 발생한다.
팀은 배제 된 부피 효과가 고분자 전해질의 자기 조립 거동에 크게 영향을 미칠 수 있으며, 전통적인 PEC가 아닌 클러스터 및 네트워크와 같은 다양한 유형의 구조물을 형성하게한다는 것을 보여 주었다.
이 이론은 최근의 실험 관찰과 일치하며 고분자 전해질 자기 조립에 대한보다 완전한 이해를 제공합니다. 이 결과는 다양한 응용 분야에 맞춤형 특성을 갖는 새로운 재료의 개발로 이어질 수 있습니다.
