pH-Dependent Morphology and Photoresponse of Azopyridine-Terminated Poly(<i>N</i>-isopropylacrylamide) Nanoparticles in Water
Notice bibliographique
Résumé
A series of azopyridine-terminated poly(N-isopropylacrylamide)s (PNIPAM) (C12-PN-AzPy) (∼5000 < Mw < 20 000 g mol–1, polydispersity index 1.25 or less) were prepared by reversible addition–fragmentation chain-transfer polymerization of NIPAM in the presence of a chain-transfer agent that contains an AzPy group and an n-dodecyl chain. In cold water, the polymers form nanoparticles (5.9 nm < Rh < 10.9 nm) that were characterized by light scattering (LS), 1H NMR diffusion experiments, and high-resolution transmission electron microscopy. We monitored the pH-dependent photoisomerization of C12-PN-AzPy nanoparticles by steady-state and time-resolved UV–vis absorption spectroscopy. Azopyridine is known to undergo a very fast cis-to-trans thermal relaxation when the azopyridine nitrogen is quaternized or bound to a hydrogen bond donor. The cis-to-trans thermal relaxation of the AzPy chromophore in an acidic nanoparticle suspension is very fast with a half-life τ = 2.3 ms at pH 3.0. It slows down slightly for nanoparticles in neutral water (τ = 0.96 s, pH 7.0), and it is very slow for AzPy-PNIPAM particles in alkaline medium (τ > 3600 s, pH 10). The pH-dependent dynamics of the cis-to-trans dark relaxation, supported by Fourier transform infrared spectroscopy, 1H NMR spectroscopy, and LS analysis, suggest that in acidic medium, the nanoparticles consist of a core of assembled C12 chains surrounded by a shell of hydrated PNIPAM chains with the AzPy+ end groups preferentially located near the particle/water interface. In neutral medium, the shell surrounding the core contains AzPy groups H-bonded to the amide hydrogen of the PNIPAM chain repeat units. At pH 10.0, the amide hydrogen binds preferentially to the hydroxide anions. The AzPy groups reside preferentially in the vicinity of the C12 core of the nanoparticles. The morphology of the nanoparticles results from the competition between the segregation of the hydrophobic and hydrophilic components and weak attractive interactions, such as H-bonds between the AzPy groups and the amide hydrogen of the PNIPAM repeat units.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».