TOPICAL REVIEWPolydiacetylene films

TOPICAL REVIEW
Polydiacetylene films: a review of recent investigations into chromogenic transitions and nanomechanical properties
Robert W Carpick1, Darryl Y Sasaki2, Matthew S Marcus3, M A Eriksson3 and Alan R Burns2
Published 28 May 2004 • IOP Publishing Ltd
Journal of Physics: Condensed Matter, Volume 16, Number 23

2263 Total downloads

Cited by 95 articles

Export citation and abstract

BibTeX RIS
Hide share options

E-mail

Facebook

Twitter

Google+

CiteULike

Mendeley

Article information
Abstract
Polydiacetylenes (PDAs) form a unique class of polymeric materials that couple highly aligned and conjugated backbones with tailorable pendant side-groups and terminal functionalities. They can be structured in the form of bulk materials, multilayer and monolayer films, polymerized vesicles, and even incorporated into inorganic host matrices to form nanocomposites. The resulting materials exhibit an array of spectacular properties, beginning most notably with dramatic chromogenic transitions that can be activated optically, thermally, chemically, and mechanically. Recent studies have shown that these transitions can even be controlled and observed at the nanometre scale. These transitions have been harnessed for the purpose of chemical and biomolecular sensors, and on a more fundamental level have led to new insights regarding chromogenic phenomena in polymers. Other recent studies have explored how the strong structural anisotropy that these materials possess leads to anisotropic nanomechanical behaviour. These recent advances suggest that PDAs could be considered as a potential component in nanostructured devices due to the large number of tunable properties. In this paper, we provide a succinct review of the latest insights and applications involving PDA. We then focus in more detail on our work concerning ultrathin films, specifically structural properties, mechanochromism, thermochromism, and in-plane mechanical anisotropy of PDA monolayers. Atomic force microscopy (AFM) and fluorescence microscopy confirm that films 1–3 monolayers thick can be organized into highly ordered domains, with the conjugated backbones parallel to the substrate. The number of stable layers is controlled by the head-group functionality. Local mechanical stress applied by AFM and near-field optical probes induces the chromogenic transition in the film at the nanometre scale. The transition involves substantial optical and structural changes in a highly compressed form. Thermochromism is also studied using spectroscopic ellipsometry and fluorescence intensity measurements, and reveals that ultrathin films can reversibly attain an intermediate phase before irreversibly transforming to a final stable state. Further AFM studies also reveal the relation between the highly anisotropic film structure and its nanomechanical properties. In particular, friction at the nanometre scale depends dramatically upon the angle between the polymer backbone and the sliding direction, with the maximum found when sliding perpendicular to the backbones. The observed threefold anisotropy in mechanical dissipation also leads to contrast in the phase response of intermittent-contact AFM, indicating for the first time that in-plane anisotropy of polymeric systems in general can be investigated using this technique

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

รีวิวเฉพาะPolydiacetylene ฟิล์ม: ทบทวนสอบสวนล่าเปลี่ยน chromogenic และ nanomechanical คุณสมบัติโรเบิร์ต Carpick1 W, Darryl Y Sasaki2 แมทธิว Marcus3 S, M Eriksson3 และ Alan R Burns228 2547 พฤษภาคม• IOP ประกาศ จำกัดการเผยแพร่ สมุดรายวันของฟิสิกส์: แบบยเรื่อง เสียง 16 หมายเลข 23ดาวน์โหลดทั้งหมด 2263อ้างอิง โดยบทความที่ 95ส่งออกการอ้างอิงและนามธรรมBibTeX RISซ่อนตัวเลือกการใช้ร่วมกัน อีเมล Facebook ทวิตเตอร์ Google + CiteULike Mendeleyข้อมูลบทความบทคัดย่อPolydiacetylenes (Pda) รูปแบบเฉพาะของนิ่มว่า คู่สูงชิด และผัน backbones จี้ tailorable ข้างกลุ่มและฟังก์ชันนัล สามารถจัดโครงสร้างในรูปแบบของวัสดุจำนวนมาก หลายชั้นและ monolayer ฟิล์ม ถุง polymerized และแม้จะรวมอยู่ในโฮสต์อนินทรีย์เมทริกซ์การฟอร์มสิทเหล่านี้ วัสดุเป็นผลลัพธ์แสดงความงดงามคุณสมบัติ เริ่มต้น ด้วยการเปลี่ยน chromogenic น่าทึ่งที่สามารถใช้งานได้โดย ความร้อน สารเคมี และกลไก สะดุดตาที่สุด การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ช่วงการเปลี่ยนภาพเหล่านี้แม้จะควบคุม และสังเกตส่วนเมตร เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้รับการควบคุมเพื่อเซ็นเซอร์เคมีและ ๕๐๘ และในระดับพื้นฐานมากจะนำไปสู่ข้อมูลเกี่ยวกับปรากฏการณ์ chromogenic ในโพลิเมอร์ อื่น ๆ การศึกษาล่าสุดได้สำรวจวิธีแข็งแกร่งโครงสร้างดาวเทียมสำรวจคลื่นที่มีวัสดุเหล่านี้นำไปสู่พฤติกรรมศาตร์ nanomechanical ความก้าวหน้าล่าสุดแนะนำว่า Pda อาจถือเป็นส่วนประกอบอาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์ nanostructured เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ปรับแต่งได้ ในกระดาษนี้ เรามีรีวิวกระชับเข้าใจและประยุกต์ใช้งาน PDA ล่า เราแล้วโฟกัสบนงานเกี่ยวกับฟิล์มบางเฉียบ รายละเอียดโดยเฉพาะโครงสร้าง mechanochromism, thermochromism และดาวเทียมสำรวจคลื่นกลในระนาบของ PDA monolayers กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) และกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ยืนยันว่า หนา monolayers ฟิล์ม 1-3 สามารถแบ่งโดเมนสั่งซื้อสูง ด้วย backbones ผันรวมกันที่ขนานกับพื้นผิว จำนวนชั้นคงจะถูกควบคุม โดยการทำงานของหัวหน้ากลุ่ม ความเครียดเชิงกลในเครื่องใช้ โดยมีประสิทธิผลและวัดแสงระยะใกล้ให้เกิดการเปลี่ยน chromogenic ในภาพยนตร์ในระดับเมตร การเปลี่ยนแปลงเกี่ยวข้องกับการพบแสง และโครงสร้างการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบบีบอัดสูง Thermochromism ยังศึกษาใช้ ellipsometry สเปคตรัมและการวัดความเข้มของเรืองแสง และแสดงให้เห็นว่า ภาพยนตร์บางเฉียบสามารถบรรลุการระยะกลางก่อนเปลี่ยนไปเป็นสถานะเสถียรสุดท้ายเมืองกระแส reversibly เป็น ศึกษาที่มีประสิทธิผลต่อยังเผยให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างทางกายภาพสูงฟิล์มและคุณสมบัติของ nanomechanical โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แรงเสียดทานในระดับเมตรขึ้นอย่างมุมระหว่างแกนหลักของพอลิเมอร์และทิศทางการเลื่อน พบเมื่อเลื่อนตั้งฉากทาง backbones สูงสุด การสังเกตดาวเทียมสำรวจคลื่นสามด้านในกลกระจายยังนำไปสู่ความคมชัดในระยะการตอบสนองของ AFM เป็นระยะ ๆ ติดต่อ แสดงครั้งแรกที่ในระนาบดาวเทียมสำรวจคลื่นของระบบโพลีเมอร์โดยทั่วไป สามารถถูกตรวจสอบโดยใช้เทคนิคนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทา REVIEW
ภาพยนตร์ Polydiacetylene: การทบทวนของการสืบสวนที่ผ่านมาเข้าสู่การเปลี่ยนสีและให้คุณสมบัติ nanomechanical
โรเบิร์ต W Carpick1 ดาร์ริล Y Sasaki2 แมทธิว S Marcus3, MA Eriksson3 และอลันอาร์ Burns2
เผยแพร่ 28 พฤษภาคม 2004 • IOP Publishing จำกัด
วารสารฟิสิกส์: เรื่องย่อเล่ม 16 จำนวน 23 2263 ดาวน์โหลดทั้งหมดอ้างโดย 95 บทความส่งออกการอ้างอิงและนามธรรมBibTeX RIS ซ่อนตัวเลือกหุ้นE-mail Facebook Twitter Google+ CiteULike Mendeley ข้อมูลบทความบทคัดย่อPolydiacetylenes (พีดีเอ) ในรูปแบบการเรียนที่ไม่ซ้ำกันของวัสดุพอลิเมอว่าคู่ชิดสูงและกระดูกสันหลังผันกับ tailorable จี้ด้านกลุ่มและฟังก์ชันการทำงานที่สถานี พวกเขาจะมีโครงสร้างในรูปแบบของวัสดุที่เป็นกลุ่ม, และหลาย monolayer ภาพยนตร์ถุง polymerized และแม้กระทั่งการรวมอยู่ในการฝึกอบรมโฮสต์นินทรีย์ในรูปแบบนาโนคอมพอสิต วัสดุที่ทำให้เกิดการแสดงอาร์เรย์ของคุณสมบัติที่งดงามเป็นจุดเริ่มต้นที่สะดุดตาที่สุดที่มีการเปลี่ยนให้สีที่น่าทึ่งที่สามารถใช้งานแสง, ความร้อน, เคมีและกลไก การศึกษาล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นยังสามารถควบคุมและตั้งข้อสังเกตในระดับนาโนเมตร เปลี่ยนเหล่านี้ได้รับการควบคุมเพื่อวัตถุประสงค์ของสารเคมีและชีวโมเลกุลเซ็นเซอร์และในระดับพื้นฐานมากขึ้นได้นำไปสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับปรากฏการณ์วิทยาในโพลิเมอร์ การศึกษาล่าสุดอื่น ๆ มีการสำรวจวิธีการ anisotropy โครงสร้างที่แข็งแกร่งที่วัสดุเหล่านี้นำไปสู่การมีพฤติกรรม anisotropic nanomechanical ความก้าวหน้าล่าสุดเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าพีดีเออาจจะถือว่าเป็นองค์ประกอบที่มีศักยภาพในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์เนื่องจากการจำนวนมากของคุณสมบัติพริ้ง ในบทความนี้เราจะมีการตรวจสอบรวบรัดของข้อมูลเชิงลึกล่าสุดและการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ PDA จากนั้นเราจะมุ่งเน้นในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานที่เกี่ยวข้องกับภาพยนตร์บางเฉียบของเราคุณสมบัติโครงสร้างเฉพาะ mechanochromism, thermochromism และ In-Plane anisotropy กลของ monolayers PDA กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) และกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงยืนยันว่าภาพยนตร์ 1-3 monolayers หนาสามารถจัดเป็นโดเมนสั่งซื้อสูงที่มีกระดูกสันหลังผันขนานไปกับพื้นผิว จำนวนชั้นที่มีเสถียรภาพจะถูกควบคุมโดยการทำงานหัวกลุ่ม ความเครียดเชิงกลท้องถิ่นนำมาใช้โดย AFM และอยู่ใกล้กับสนาม probes แสงก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ให้สีในภาพยนตร์เรื่องนี้ในระดับนาโนเมตร การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงแสงและโครงสร้างที่สำคัญในรูปแบบการบีบอัดสูง Thermochromism นอกจากนี้ยังมีการศึกษาโดยใช้ ellipsometry สเปกโทรสโกและความรุนแรงเรืองแสงการวัดและแสดงให้เห็นว่าหนังบางเฉียบพลิกกลับสามารถบรรลุระยะกลางก่อนที่จะเปลี่ยนถาวรไปยังรัฐที่มั่นคงสุดท้าย การศึกษา AFM นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างฟิล์ม anisotropic สูงและคุณสมบัติ nanomechanical ของตน โดยเฉพาะอย่างยิ่งแรงเสียดทานในระดับนาโนเมตรขึ้นอย่างมากเมื่อมุมระหว่างกระดูกสันหลังลิเมอร์และทิศทางการเลื่อนที่มีสูงสุดที่พบเมื่อเลื่อนแนวตั้งฉากกับกระดูกสันหลัง anisotropy สามเท่าที่สังเกตในการกระจายกลยังนำไปสู่ความคมชัดในการตอบสนองขั้นตอนของการต่อเนื่องติดต่อ AFM แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าในระนาบ anisotropy ระบบพอลิเมอทั่วไปสามารถตรวจสอบการใช้เทคนิคนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตรวจสอบเฉพาะพอลิได เซทีลีนฟิล์ม : ทบทวนการตรวจสอบล่าสุดในการสนทนาผ่านข้อความโต้ตอบแบบทันทีและการเปลี่ยน nanomechanical คุณสมบัติโรเบิร์ต W carpick1 แดรี่ Y sasaki2 Matthew S marcus3 M เป็น eriksson3 และ Alan R burns2เผยแพร่ 28 พฤษภาคม 2004 - ความดันลูกตาพับลิชชิ่งจำกัดวารสารฟิสิกส์ : เรื่องย่อ , 16 เล่ม หมายเลข 23ดาวน์โหลดทั้งหมด 2263อ้างโดย 95 บทความการวิเคราะห์การส่งออกและบทคัดย่อเอกสาร BibTeXLanguage ซ.ซ่อนตัวเลือกแบ่งปันอีเมลFacebookที่ TwitterGoogle +citeulikemendeleyข้อมูลบทความบทคัดย่อพอลิไดอะเซทิลีน ( พีดีเอ ) รูปแบบชั้นเรียนเฉพาะของวัสดุพอลิเมอร์ที่คู่สูงสอดคล้องและ conjugated backbones กับกลุ่มข้างจี้ tailorable และอาคารฟังก์ชัน . พวกเขาสามารถมีโครงสร้างในรูปแบบของวัสดุที่เป็นกลุ่ม , หลายชั้นและชั้นที่ฟิล์มโพลิเมอร์ , เล็ก , และรวมอยู่ในรูปอนินทรีย์เมทริกซ์โฮสนาโนคอมโพสิต . ส่งผลให้วัสดุมี array คุณสมบัติงดงามสะดุดตามากที่สุดกับการเริ่มต้นการสนทนาผ่านข้อความโต้ตอบแบบทันทีที่น่าทึ่งที่สามารถใช้งาน optically แช , เคมี , และเครื่องเทศ การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยังสามารถควบคุมและตรวจสอบในระดับนาโนเมตร . ภาพเหล่านี้ได้ถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในทางเคมีและเซ็นเซอร์ชีวโมเลกุล และในระดับพื้นฐานมากขึ้น ทำให้ได้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการสนทนาผ่านข้อความโต้ตอบแบบทันทีปรากฏการณ์ในพอลิเมอร์ การศึกษาล่าสุดอื่น ๆ มีการสำรวจว่า แข็งแรง วัสดุเหล่านี้มีโครงสร้าง anisotropy ที่นำไปสู่ทิศทาง nanomechanical พฤติกรรม ความก้าวหน้าเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า พีดีเอ สามารถถือว่าเป็นส่วนประกอบที่อาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์ nanostructured เนื่องจากการจำนวนมากของคุณสมบัติ tunable . ในกระดาษนี้เราให้ทบทวนมาตรฐานของข้อมูลล่าสุดและการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ PDA เรานั้นเน้นในรายละเอียดเพิ่มเติมในการทำงานเกี่ยวกับ ultrathin ภาพยนตร์ โดยเฉพาะโครงสร้าง คุณสมบัติ mechanochromism thermochromism , และ , ในเครื่องกล anisotropy ของ PDA monolayers . กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม ( AFM ) และกล้องจุลทรรศน์เรืองแสงยืนยันว่าภาพยนตร์ที่ 1 – 3 monolayers หนาสามารถจัดลงอย่างมาก สั่งให้โดเมนกับ conjugated backbones ขนานกับพื้นผิว จํานวนชั้นมั่นคงควบคุมโดยหัวหน้ากลุ่มการทํางาน ความเครียดทางกลและท้องถิ่นที่ใช้โดย AFM ใกล้แสงจึงก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการสนทนาผ่านข้อความโต้ตอบแบบทันทีในภาพยนตร์ที่นาโนเมตรขนาด การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับแสงมากและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในรูปแบบบีบอัดสูง . thermochromism ยังศึกษาการใช้ลิปโซมิตรีทางวัดความเข้มแสง และพบว่า ฟิล์มสามารถ ultrathin ซึ่งพลิกกลับได้บรรลุขั้นกลางก่อนที่จะเสียหายเปลี่ยนไปสุดท้ายที่มั่นคงของรัฐ AFM ศึกษาต่อยังเปิดเผยความสัมพันธ์ระหว่างขออุบภาพยนตร์และโครงสร้าง nanomechanical คุณสมบัติ โดยเฉพาะ การเสียดสี ที่ระดับนาโนเมตรขึ้นอย่างมากเมื่อมุมระหว่างพอลิเมอร์และการเลื่อนทิศทาง กับ สูงสุด พบว่าเมื่อเลื่อนตั้งฉากกับโบน . และยังนำไปสู่การปฏิ anisotropy เครื่องกลเพื่อความคมชัดในการตอบสนองของเฟสต่อเนื่องติดต่อ AFM ระบุเป็นครั้งแรกว่า แอนไอโซทรอปีในระบบพอลิเมอร์ทั่วไป สามารถตรวจสอบได้โดยใช้เทคนิคนี้