MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798384455318
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31491350
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a660
■1001  ▼aSeidler,  Morgan  Elizabeth.
■24510▼aAtomic-Scale  Cryogenic  Electron  Microscopy  Imaging  of  Synthetic  Polymers
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  California,  Berkeley▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a90  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Balsara,  Nitash.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2024.
■520    ▼aMaterials  engineering  depends  on  a  thorough  understanding  of  the  structure-property  relationships  in  order  to  rationally  design  better  materials.  In  polymer  science,  information  about  the  structure  of  the  material  generally  comes  from  scattering  techniques,  such  as  wide  angle  X-ray  scattering  or  neutron  scattering.  These  scattering  experiments  produce  information  about  the  material's  structure  in  reciprocal  space,  so  there  can  at  times  be  ambiguity  in  the  results  when  transitioning  to  real  space.  Transmission  electron  microscopy  (TEM)  is  widely  used  in  the  materials  science  community  to  produce  direct,  atomic-scale  images  of  hard  materials.  However,  special  techniques  are  needed  to  image  polymeric  materials  with  TEM  due  to  the  inherent  radiation  sensitivity  in  these  soft  materials.  A  series  of  techniques  termed  cryo-EM  have  been  developed  by  the  structural  biology  community  to  produce  atomic-resolution  images  of  proteins.  Cryo-EM  has  only  sparingly  been  applied  to  synthetic  polymers,  yet  it  is  a  promising  tool  to  advance  polymer  science.This  dissertation  focuses  on  the  application  of  cryo-EM  techniques  to  study  the  atomic  structure  of  synthetic  polymers.  The  atomic-scale  images  of  the  polymers  are  combined  with  other  material  characterization  data,  molecular  dynamics  simulations,  and  TEM  image  simulations  in  order  to  understand  the  governing  interactions  that  control  self-assembly  at  the  atomic  level.  The  direct,  atomic-scale  imaging  of  synthetic  polymer  materials  serves  to  advance  material  engineering  by  uncovering  the  structure-property  relationships  starting  at  the  atomic  scale.Chapters  2,  3,  and  4  provide  detailed  studies  in  using  polypeptoids,  which  are  synthetic  polymers  with  a  monomer  unit  similar  to  peptides,  to  uncover  the  effect  of  single  atom  substitutions,  ionic  interactions,  and  fixed  charges  on  the  self-assembly  of  these  materials.  Polypeptoids  are  a  great  model  system  to  study  self-assembly  because  their  unique  submonomer  synthesis  method  grants  the  ability  to  precisely  vary  single  atoms  within  the  polymer  structure.  Chapter  2  starts  with  using  this  ability  to  study  the  effect  of  halogen  substitutions  on  the  self-assembly  and  crystal  motifs  of  polypeptoid  nanosheets.  Chapter  3  investigates  the  effect  of  fixed  charges  and  condensed  counterions  in  polypeptoid  nanofibers.  Chapter  4  details  an  investigation  into  the  effect  of  fixed  charges  and  charge  density  on  polypeptoid  self-assembly.Chapter  5  applies  the  same  cryo-EM  techniques  to  a  conventional  diblock  copolymer  in  poly(ethylene  oxide)-b-polystyrene  (SEO).  New  synthetic  routes  were  established  to  create  single  crystals  of  SEO  with  a  lithium  salt  whereby  the  lithium  salt  was  fully  incorporated  in  the  crystal.  The  single  crystals  of  SEO  were  imaged  with  atomic-scale  resolution  to  study  how  the  arrangement  of  polymer  chains  changes  in  response  to  different  amounts  of  lithium  salt.  Image  simulation  based  on  known  crystal  structures  was  used  to  bring  greater  understanding  to  the  atomic-scale  images.
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aChemical  engineering
■650  4▼aPolymer  chemistry
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aPhysical  chemistry
■653    ▼aElectron  microscopy
■653    ▼aPolymer  electrolyte
■653    ▼aPolymers
■653    ▼aPolypeptoids
■653    ▼aSelf-assembly
■690    ▼a0542
■690    ▼a0794
■690    ▼a0495
■690    ▼a0494
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bChemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03B.
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17163645▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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