Studies on "Perfect" Hyperbranched Chains Free in Solution and Confined in a Cylindrical Pore

دکترای لیانوی لی پایان نامه یک مشکل طولانی مدت در فیزیک پلیمر را حل می کند: چگونه یک زنجیره پرشاخه از یک منافذ استوانه ای کوچکتر از اندازه آن تحت یک میدان جریان کششی عبور می کند؟ این سوال توسط برنده جایزه نوبل، پروفسور فقید دو ژن در دهه 70 مطرح شد، اما هرگز به طور جدی از طریق آزمایش های واقعی به آن پرداخته نشده است. این پایان نامه چگونگی توسعه یک استراتژی پلیمریزاسیون جدید را لیانوی لی با استفاده از یک ماکرومونومر نوع الاکلنگ ایجاد کرد تا مجموعه‌ای از چاجین‌های پرشاخه «بدون نقص» با جرم‌های مولی کلی مختلف و طول‌های زیر زنجیره یکنواخت قابل کنترل را تهیه کند. نویسنده سپس کشف کرد که چگونه نرخ جریان بحرانی (حداقل) که در آن یک زنجیره پرشاخه می تواند از منافذ عبور کند، به جرم مولی کلی و طول زیر زنجیره بستگی دارد. نتایج تجربی یک توصیف یکپارچه از زنجیره‌های پلیمری با توپولوژی‌های مختلف ارائه می‌دهد که از یک منفذ استوانه‌ای کوچک عبور می‌کنند، که ما را قادر می‌سازد تا زنجیره‌ها را با توپولوژی‌هایشان به جای اندازه‌هایشان در اولترافیلتراسیون جدا کنیم. علاوه بر این، این تحقیق همچنین نشان می‌دهد که چگونه ساختار زنجیره‌ای از بلوک‌های پرشاخه‌های آمفی‌فیلیک و کوپلیمرهای پیوندی بر خواص محلول آن‌ها تأثیر می‌گذارد، از جمله ایجاد چندین قانون پوسته‌گذاری کلاسیک که اندازه زنجیره و ویسکوزیته ذاتی را به جرم مولی کلی و طول زیر زنجیره مرتبط می‌کند. به ترتیب. این کار منجر به انتشارات متعددی در مجلات معتبر و معتبر شده است.

Lianwei Li's Ph.D. thesis solves a long-standing problem in polymer physics: how does a hyperbranched chain pass through a cylindrical pore smaller than its size under an elongational flow field? The question was asked by the Nobel Laureate, the late Professor de Gennes in the 70s but has never been seriously addressed through real experiments. This thesis outlines how Lianwei Li developed a novel polymerization strategy using a seesaw-type macromonomer to prepare a set of "defect-free" hyperbranched chagins with different overall molar masses and controllable uniform subchain lengths. The author then unearthed how the critical (minimum) flow rate at which a hyperbranched chain can pass through the pore, is dependent on the overall molar mass and the subchain length. The experimental results give a unified description of polymer chains with different topologies passing through a small cylindrical pore, which enables us to separate chains by their topologies instead of their sizes in ultrafiltration. In addition, this research also reveals how the chain structure of amphiphilic hyperbranched block and graft copolymers affect their solution properties, including the establishments of several classic scaling laws that relate the chain size and the intrinsic viscosity to the overall molar mass and the subchain length, respectively. This work has led to numerous publications in high-impact peer-reviewed journals.