Ứng dụng lưu biến kế ARES-G2 của TA Instruments trong nghiên cứu polymer được đăng trên tạp chí Nature Communications.

Các nhóm nghiên cứu của Đại học bang Pennsylvania (Hoa Kỳ) hợp tác với Đại học Công nghệ Chemnitz (Đức) bang California (Hoa Kỳ) sử dụng lưu biến kế ARES-G2 của TA Instruments vừa thành công trong việc công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications (chỉ số ảnh hướng IF=11.88) số tháng 2 năm 2020.
Nghiên cứu được công bố có tiêu đề là “Mối liên hệ giữa nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh và cấu trúc hóa học của các polymer liên hợp”.
Nghiên cứu này giúp chúng ta có một phương pháp tuyệt vời để dự đoán tương đối chính xác nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Tg) của một nhóm các loại polymer dựa trên cấu trúc hóa học của polymer đó.
Giáo sư Enrique Gomez (tác giả chịu trách nhiệm liên hệ của bài báo) cho hay: “Các nghiên cứu trước đó muốn dự đoán nhiệt độ Tg của polymer đều sử dụng các mô hình tính toán phức tạp với nhiều tham số mà chỉ có thể đưa ra kết quả với độ chính xác không cao”. Trước đó đã từng có nghiên cứu sử dụng mô hình tính toán phải sử dụng tới tận 69 tham số để có thể dự đoán Tg với sai số trung bình khoảng 24oC.

Hình 1. Công thức cấu tạo của các polymer được sử dụng trong nghiên cứu này (hình ảnh được sao chép và sửa đổi dựa theo Renxuan Xie et al., 2020).

Hình 2. Dự đoán nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh dựa trên giá trị di động hiệu quả. (a) Tương quan tuyến tính giữa Tg thực nghiệm và giá trị di động hiệu quả. Đường liền nét là đường hồi quy tuyến tính cùng với phương trình và hệ số R^2 tương ứng, 2 đường đứt là khoảng dự đoán với độ tin cậy 95%. Nhóm 1 (màu đỏ) là các polymer có mạch chính chứa nhiều thiophene, nhóm 2 (màu xanh) là các polymer có mạch chính chứa nhiều phenyl. (b) So sánh giá trị Tg thực nghiệm và giá trị được dự đoán từ phương trình hồi quy tuyến tính thu được kết quả sai số trung bình RMSE = 13oC. (hình ảnh được sao chép và sửa đổi dựa theo Renxuan Xie et al., 2020).

ARES-G2 của TA Instruments là lưu biến kế tiên tiến nhất dành cho nghiên cứu và phát triển vật liệu. ARES-G2 là lưu biến kế duy nhất trên thị trường có thiết kế chuyên biệt để kiểm soát biến dạng mẫu. Công nghệ đầu dò tái cân bằng lực và đầu dò tái cân bằng mô-men xoắn giúp đo lường ứng suất cắt và ứng suất pháp một cách độc lập với nhau. Do đó, cộng đồng về lưu biến học xem ARES-G2 như “tiêu chuẩn vàng” mà các lưu biến kế khác trong công nghiệp dùng để so sánh về độ chính xác.
Cấu hình ARES-G2 có các tính năng ưu việt sau:
- Kết quả chính xác không gì sánh kịp
- Khả năng kiểm soát biến dạng tuyệt vời cùng với khả năng kiếm soát ứng suất tốt.
- Tích hợp khả năng lấy mẫu nhanh.
- Bộ phận điện tử tách rời.
- Hệ thống môi trường Smart SwapTM.
- Bộ kiểm soát nhiệt độ chủ động được cấp bằng sáng chế.
- Các phụ kiện đầy đủ, đáp ứng mọi nhu cầu của người sử dụng.
- Sử dụng phần mềm chuyên dụng TRIOS đủ các tính năng test linh hoạt.
- Có các kỹ thuật biến dạng dao động biên độ lớn (LAOS), biến đổi Fourrier, chồng chất trực giao (OSP), biến dạng dao động biên độ nhỏ 2 chiều (2D-SAOS).
- Có thể thực hiện phân tích cơ động học (DMA) để đo lường tính gập, kéo, nén của chất rắn.
Một số thông số kỹ thuật của lưu biến kế ARES-G2:

Bài viết dựa trên bài báo gốc của tạp chí “Nature Communications”:
Xie, R., Weisen, A.R., Lee, Y. et al. Glass transition temperature from the chemical structure of conjugated polymers. Nat Commun 11, 893.
https://doi.org/10.1038/s41467-020-14656-8

Vũ Sỹ