Eigen RadarBilim
Analiz

Gerilen polimer zincirlerinin çekmeye yanıtında sürtünme de rol oynuyor

Hakemli bir benzetim çalışması, güçlü çekilme sırasında uzun polimer moleküllerinin hizalanıp dolaşıklıklarının önemli bölümünü kaybetmesini izledi. Büyük uzamalarda hesaplanan çekme gerilmesi, zincirlerin kendi biçimlerinin yanında aralarındaki sürtünmeye de bağlı çıktı. Bulgular, yaygın tüp modellerinin sınırlarını açıklamaya yardımcı oluyor. Sonuçların gerçek üretim süreçlerine uygulanması için ek sınamalar gerekiyor; çalışma, bilgisayarda incelenen zincirlerin davranışını ele alıyor.

Bilim··Gece
Polimer mekaniği laboratuvarında, bir çekme cihazının iki metal çenesi arasında gerilmiş yarı saydam polimer numunesinin yakın planı.

Uzun moleküller dolaşıklıkları azalırken hizalanıyor

Nature Communications’da yayımlanan hakemli moleküler dinamik çalışması, güçlü çekilme sırasında polimer zincirlerini izliyor. Polimerler, tekrarlanan birimlerden oluşan uzun moleküller. Komşu zincirler birbirlerinin hareketini kısıtlıyor. Benzetimlerde çekilme ilerledikçe zincirler aynı doğrultuda hizalanıyor ve dolaşıklıklarının önemli bölümünü kaybediyor. Bununla birlikte malzemenin moleküler ölçekteki düzeni değişiyor.[1]

Zincir biçiminin yanında sürtünme gerilmeye katkı veriyor

Tüp modelleri, çevredeki zincirleri bir molekülün hareketini sınırlayan kanal gibi temsil ediyor. Görece küçük biçim değişimlerinde zincirin şekli, hesaplanan çekme gerilmesini açıklıyor. Çok daha güçlü uzamada ise hizalanan zincirler birbirlerinden ayrılıyor. Zincirler arasındaki sürtünmenin, biçimlerinden gelen katkının yanında açıkça hesaba katılması gerekiyor. Güçlü biçimde hizalanmış kararlı durumda bile zincirlerin iç hareketleri ve dalgalanmaları sürüyor.[1]

Benzetimdeki düzenek gerçek malzemelerde sınanmalı

Deneysel çekme araştırmalarından esinlenen bu tek çalışma, temel kanıtını bilgisayar benzetimlerinden elde ediyor. Yaygın tüp betimlemesinin hangi koşullarda eksik kaldığına moleküler ölçekte açıklama getiriyor. Gerçek malzemelerde uzama eşit dağılmadığında boyun verme ve kopma da görülebiliyor. Moleküler dolaşıklığın bu kararsızlıklara nasıl nicel olarak bağlanacağı henüz çözülemedi. Bulguları ticari bir polimere veya üretim sürecine uygulamak için ek sınamalar gerekiyor.[1]

Kaynakça

  1. Haber kaynağıNature CommunicationsPolimerler güçlü çekilmede dolaşıklıktan hizalı bir yapıya geçiyor↩1↩2↩3