Флуоресцентна техніка виявляє старіння полімерів

Сучасне суспільство покладається на полімери, такі як поліпропілен або поліетиленовий пластик, для широкого спектра застосування, від контейнерів для їжі до автомобільних деталей та медичних виробів. Однак, як і люди, полімери старіють, і коли вони старіють, матеріали стають схильними до розтріскування або руйнування. Зараз дослідники, що звітують в ACS Central Science, розробили метод візуалізації змін у полімерах, що виникають із віком.

Тепло, сонячне світло, кисень і вологість можуть спричинити деградацію полімерів з часом. На ранніх стадіях полімерні ланцюги розриваються, утворюючи функціональні групи, такі як гідроксильні групи, і утворюючи вільні радикали, які прискорюють процес старіння. Вчені розробили методи вивчення більш досконалих ознак старіння полімерів, але ці методи не дають мікроскопічної 3D-картини, і більшість з них недостатньо чутливі для виявлення раннього старіння. Руй Тянь, Чао Лу та його колеги хотіли знайти спосіб візуалізації процесу старіння поліпропілену та поліетиленових полімерів у 3D. Така техніка може бути використана для виявлення застарілих полімерів, щоб їх можна було відремонтувати або замінити новими деталями до їх виходу з ладу.

Дослідники засновували свій метод на комерційно доступному флуоресцентному барвнику, який називається DBPA, який може спеціально приєднуватися до гідроксильних груп у полімерах, коли ланцюги розриваються. Команда нагріла тонкий лист поліпропілену або поліетилену при 140 F, а потім змочила пластик у розчині DPBA для фарбування застарілих ділянок гідроксильними групами. Коли дослідники спостерігали аркуші під конфокальним мікроскопом, вони виявили, що застарілі ділянки в полімерах - як виявляють флуоресцентно позначені гідроксильні групи - з часом ставали глибшими, ширшими та частішими. Метод виявив більш швидке старіння полімеру, коли листи піддавалися дії більш високих температур. На думку дослідників, флуоресцентна техніка є першою, яка може чутливо контролювати старіння полімерів у 3D, що допоможе виявити погіршувальні полімери на самих ранніх стадіях.