Functional materials based on self-assembled comb-shaped supramolecules

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Doctoral thesis (article-based)
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2006-12-08
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
46, [58]
Series
TKK dissertations, 52
Abstract
In this Thesis self-assembly of comb-shaped supramolecules, i.e., polymer-amphiphile complexes and hierarchical self-assembly of comb-coil supramolecules, i.e., block copolymer amphiphile complexes are studied. The comb-shaped architecture leads to stretching of chains and the amphiphilic side chains act as plastizicers providing better local structures even with high molecular weight samples. This enables to prepare photonic bandgap materials, which show a reversible and large bandgap switching in a narrow temperature range. In addition, the use of physical interactions instead of covalent enables the cleavage of entities once the structure is formed, leading to porous materials. In this Thesis two template-assisted approaches towards functional porous polymeric materials are described, i.e., selective extraction of coordinated amphiphiles and controlled pyrolysis of block copolymer in the presence of phenolic resin.

Tässä väitöskirjassa tutkitaan kampamaisten supramolekyylien itsejärjestymistä. Kampamainen rakenne aiheuttaa polymeeriketjujen venymistä ja samanaikaisesti amfifiiliset sivuketjut plastisoivat materiaalia mahdollistaen hyvin järjestyneiden polymeerirakenteiden aikaansaamisen jopa korkeilla molekyylipainoilla. Tätä voidaan hyödyntää valmistettaessa polymeerifotonikiteitä, joita tässä väitöskirjassa on tutkittu. Toisaalta fysikaaliset vuorovaikutukset polymeerin ja amfifiilin välillä mahdollistavat supramolekulaarisen templaatin poistamisen rakenteiden muodostumisen jälkeen, jolloin jäljelle jää huokoisia materiaaleja. Tässä väitöskirjassa on tutkittu kahta erilaista tapaa valmistaa huokoisia materiaaleja: koordinoitujen amfifiilien poistaminen selektiivisellä liuottimella ja lohkopolymeeri/fenolihartsikompleksien kontrolloitu pyrolysointi.
Description
Keywords
self-assembly, functional material, polymer, photonic bandgap, porous material, itsejärjestyminen, funktionaalinen materiaali, polymeeri, fotonikide, huokoinen materiaali
Other note
Parts
  • Sami Valkama, Teemu Ruotsalainen, Antti Nykänen, Ari Laiho, Harri Kosonen, Gerrit ten Brinke, Olli Ikkala, and Janne Ruokolainen. Self-Assembled Structures in Diblock Copolymers with Hydrogen-Bonded Amphiphilic Plasticizing Compounds, Macromolecules 2006, in press.
  • Sami Valkama, Olli Lehtonen, Kristian Lappalainen, Harri Kosonen, Pascal Castro, Timo Repo, Mika Torkkeli, Ritva Serimaa, Gerrit ten Brinke, Markku Leskelä, and Olli Ikkala. Multicomb Polymeric Supramolecules and Their Self-Organization: Combination of Coordination and Ionic Interactions, Macromolecular Rapid Communications 2003, 24, 556-560.
  • Harri Kosonen, Sami Valkama, Janne Ruokolainen, Mika Torkkeli, Ritva Serimaa, Gerrit ten Brinke, and Olli Ikkala. One-Dimensional Optical Reflectors Based on Self-Organization of Polymeric Comb-Shaped Supramolecules, The European Physical Journal E 2003, 10, 69-75. [article3.pdf] © 2003 EDP Sciences. By permission.
  • Harri Kosonen, Sami Valkama, Janne Ruokolainen, Gerrit ten Brinke, and Olli Ikkala. Polymeric One-Dimensional Reflectors Based on Self-Organization of Comb-Shaped Supramolecules, Materials Research Society Symposium Proceedings 2003, 775, P6.18.1-P6.18.6. [article4.pdf] © 2003 Materials Research Society. By permission.
  • Sami Valkama, Harri Kosonen, Janne Ruokolainen, Tomi Haatainen, Mika Torkkeli, Ritva Serimaa, Gerrit ten Brinke, and Olli Ikkala. Self-Assembled Polymeric Solid Films with Temperature-Induced Large and Reversible Photonic-Bandgap Switching, Nature Materials 2004, 3, 872-876. [article5.pdf] © 2004 by authors.
  • Sami Valkama, Teemu Ruotsalainen, Harri Kosonen, Janne Ruokolainen, Mika Torkkeli, Ritva Serimaa, Gerrit ten Brinke, and Olli Ikkala. Amphiphiles Coordinated to Block Copolymers as a Template for Mesoporous Materials, Macromolecules 2003, 36, 3986-3991.
  • Harri Kosonen, Sami Valkama, Antti Nykänen, Miika Toivanen, Gerrit ten Brinke, Janne Ruokolainen, and Olli Ikkala. Functional Porous Structures Based on the Pyrolysis of Cured Templates of Block Copolymer and Phenolic Resin, Advanced Materials 2006, 18, 201-205.
  • Sami Valkama, Antti Nykänen, Harri Kosonen, R. Ramani, Filip Tuomisto, Peter Engelhardt, Gerrit ten Brinke, Olli Ikkala, and Janne Ruokolainen. Hierarchical Porosity in Self-Assembled Polymers: Post-Modification of Block Copolymer - Phenolic Resin Complexes by Pyrolysis Allows the Control of Micro- and Mesoporosity, Advanced Functional Materials 2006, in press.
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/urn:nbn:fi:tkk-008530