Voorspellen van het effect van laserlicht op dynamische polymeren

Sinds de vorming van onze planeet hebben fotochemische reacties een cruciale rol gespeeld bij het in stand houden van het leven op aarde. Fotochemie is de tak van de chemie die zich bezighoudt met chemische reacties die licht nodig hebben om door te gaan. Bekende voorbeelden van dergelijke reacties zijn vroege fotografie op basis van zilver, vitamine D-synthese en fotosynthese in planten.

In haar doctoraat, dat past in een langdurige “joint PhD” samenwerking tussen onze Universiteit and Queensland University of Technology,  onderzoekt Anastasia Kislyak de kinetiek van één van dergelijke reacties, namelijk de omkeerbare anthraceen fotocycloadditiereactie. Anthraceen omkeerbare fotocycloadditiereactie kan worden gebruikt om dynamische polymeermaterialen te maken. Dit zijn materialen die hun mechanische eigenschappen veranderen onder externe stimuli, in dit geval (laser)licht.

Dynamische polymeermaterialen bieden een belangrijk potentieel op verschillende gebieden, bijvoorbeeld in de celbiologie. Celgedrag kan worden bestudeerd in fysieke omgevingen die zijn geconstrueerd met behulp van dynamische polymere materialen, waarvan de mechanische eigenschappen naar keuze kunnen worden aangepast met behulp van licht. Bovendien zouden de dynamische polymeermaterialen kunnen worden gebruikt in zelfherstellende en vormgeheugenmaterialen. Het is daarom belangrijk om veranderingen in de mechanische eigenschappen van dynamische polymeermaterialen te kunnen voorspellen en beheersen.

 "Het huidige proefschrift is bedoeld om de basis te leggen voor de ontwikkeling van een geavanceerd en gevalideerd model om dynamische veranderingen in polymeernetwerkstructuren te voorspellen onder een externe stimulus (d.w.z. licht)...", legt Anastasia uit.

Meer specifiek werd een model gepresenteerd voor het voorspellen van experimentele data tijdens de reversibele antraceen fotocycloadditie in oplossing. Het antraceen fotocycloadditiemodel werd vervolgens uitgebreid tot de intramoleculaire verknoping van enkele polymeerketens.

Dit model maakt het mogelijk om het reactieverloop en de gyratiestraal van de gevouwen polymeren te voorspellen door gebruik te maken van chemische reactiviteiten gecorrigeerd voor opsluitingseffecten.

Lees een uitgebreidere samenvatting of het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Diepgaand kinetisch begrip en ontwerp van [4+4] antraceenfotocyclodities

-

Contact: Anastasia Kislyak, Dagmar D'hooge, Paul Van Steenberge

Anastasia Kislyak is geboren in Novotroitsk (Rusland) in december 1994. Ze is in 2017 afgestudeerd aan University College London met een Master of Engineering in Chemical Engineering. Haar Master onderzoeksproject over "Gold Nanoparticle Assembly for Stretchable Plasmonic Mats" werd begeleid door A/Prof. Stefan Guldin (AdReNa). Tijdens haar studies bekleedde ze ook de functie van penningmeester bij UCL Student Society of Women Engineers.

In februari 2018 is Anastasia begonnen aan haar geassocieerd doctoraat aan Macroarc van Queensland University of Technology (Brisbane, Australië) en Laboratory for Chemical Technology (LCT) van de Universiteit Gent (Gent, België) onder supervisie van Prof Christopher Barner-Kowollik, Prof Dagmar D'hooge, Prof Paul Van Steenberge en Prof Leonie Barner. Haar onderzoekswerk heeft geleid tot twee publicaties van eerste auteur en een derde wordt binnenkort ingediend. Tijdens haar doctoraat heeft Anastasia ook demonstraties van laboratoriumpractica uitgevoerd. In augustus 2021 heeft Anastasia haar doctoraatsthesis ter beoordeling ingediend bij QUT en UGent.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae -  Illustrator: Roger Van Hecke