 |
|
| Publikasjonsliste |  |
Overflate- og kolloidkjemi - Hva er det? |  |
DROP -instrumentet |
| Gruppe for Polymerer og organiske materialer ved Universitetet i Oslo | ||||
 |
Lenker til partikkelfokuserte websider |  |
 |
Hvorfor og hvordan ting henger sammen |
Vi arbeider med adhesjonsforskning i forbindelse med bl.a. faststoff rakettmotorer. I disse er det flere kritiske kontaktflater der sterk og stabil adhesjon er svært viktig. En svikt i adhesive bindinger i raketter kan få (og har fått!) svært dramatiske konsekvenser. I forbindelse med polymer-polymer adhesjon undersøker vi diffusjonsprosessene av komponeneter over grenseflaten, noe som har betydning både for interpenetrering (ønsket diffusjon) og stabilitet av bindingene (uønsket diffusjon). Vi arbeider også med organiske adhesjonsforbedrende forbindelser i rakettdrivstoff. Vi foretar kjemisk og fysisk overflatemodifisering og overflateanalyse med elektronmikroskopi, kontakvinkler, XPS (elementanalyse), AFM osv. i tillegg til å måle bindingsstyrke. |
 |
Vi har utviklet DROP-instrumentet som kan måle overflatespenning og kontaktvinkler av hengende eller sittende dråper ved "akisymmetrisk dråpeform-analyse". Det benyttes et videokamera forbudet med en datamaskin slik at bilder av en dråpe kan digitaliseres og behandles matematisk. Et egenutviklet dataprogram, DROPimage®, kontrollerer insrumentet og gjør alle beregninger. Programmet er kommersielt tilgjengelig sammen med instrumenter fra ramé-hart instruments co. (se bildet). Det foregår hele tiden en videreutvikling av metodene, og vi kan nå måle på pulserende og oscillerende dråper. Dette er en metode for å bestemme overflatereologiske egenskaper for overflateaktive stoffer, noe som igjen har betydning for stabilisering av emulsjoner og skum. En ny oppgradering av instrumentet gir nå muligheten til å måle veldig raske prosesser (opptil 210 bilder/sek). |
 |
Jeg har et samarbeide med Førsteamanuansis Tore Hansen ved vårt institutt om å framstille organokatelysiske forbindelser som er festet til polymerpartikler. Dette har vært, og er, et svært vellykket prosjekt. Vi har lykkes med å feste organokatalytiske molekyler, som f.eks. prolin, til akrylmonomerer som deretter er polymerisert i suspensjon eller dispersjon til å gi store, delvis kryssbundne, polymerkuler. Disse sveller i ulike organiske løsningsmidler og katalyserer kirale organiske reaksjoner.Metoden gir både svært godt utbytte og kiralitet av produktene og gir mange fordeler med opparbeideing av produktene og regenerereing av katalysatorene. Arbeidet fortsetter med bruk av andre typer organokatalytiske forbindelser. |
 |
Både syntetiske og naturlige polymerer slik som proteiner og karbohydrater kan være overflateaktive og danne tynne filmer på faste og flytende grenseflater. Faste grenseflater kan vi undersøke ved adsorpsjon, mikroskopi og ulike spektroskopiske teknikker (lys, røntgen og ionestråling). Flytende grenseflater kan vi undersøke ved hjelp av bl.a. Langmuir overflatevekt og hengende dråpe- (DROP) instrumentet. Vi kan finne ut hvordan slike polymerer danner filmer og hva slags egenskaper disse filmene har. Faste filmer har mange envendelser innen det som nå populært kalles nanoteknologi, og innen medisinske analyseteknikker. Både filmenes evne til å binde molekyler og deres mekansike, optiske og elektriske egenskaper har mange nye spennende envendelser. For flytende filmer har egenskapene betydning for hvordan polymerer f.eks.kan stabilisere emulsjoner og skum. |
 |
Nanopartikler med størrelse under ca 100 nm (og større!) kan fremstilles med mange teknikker. Polymere nanopartikler fremstilles ofte ved emulsjonspolymerisasjon. Vi kan variere både sammesetningen og formen på partiklene ved å variere ulike tilsetningsstoffer og fremstillingsprosessen. Vi kan lage harde og myke partikler, hule partikler, svellbare partikler, hybridpartikler (partikler av både organisk og uorganisk materialer), partikler med ulike form (8-tall, pyramideform, mm) osv. Slike partikler har mange ulike anvendelser avhengig av sammensetning og størrelse, og det er mulig å spesialisere partiklenes egenskaper for avanserte anvendelser innen elektronikk og optikk, biologi/medisin, bindemidler o.a. Noen partikler går også under betegnelsen "smarte kollider". |
 |
Polymerer som
inneholder grupper av forskjellig vannløselighet kan ha spesielle
egenskaper som gjør dem egnet som stabilisatorer kollidale systemer og
kan danne s.k. assosiasjonsstrukturer i løsning, noe som gjør dem
egnet som fortykningsmidler og stabilisatorer.
I tillegg til å fremstille ulike polymerer, undersøker vi konformasjon, struktur, dynamikk og viskoelastiske egenskaper hos assosierende polymerer i løsninger. Sentrale eksperimentelle teknikker er statisk og dynamisk lysspredning, NMR-diffusjon og reologi. |
 |
En del overflateaktive stoffer, som f.eks. ikkeioniske pol(etylen oksid) baserte surfaktanter er løselige i både olje og vann. Dersom konsentrasjonene i de to fasene ikke er i likevekt, vil molekylene vandre gjennom grenseflaten, enten den ene eller den andre veien, fra den fasen der surfaktanten er i overskudd til der den er i underskudd. Denne endring av konsentrasjonene forårsaker også en endring i grenseflatespenningen, og vi kan derfor måle denne vandringen mellom vann og ulike "olje"-typer (organiske væsker) ved å måle denne spenningen med aksisymmertisk dråpeform-analyse (DROP-instrumentet). |
