LCSTpolümeerist

LCST-polümeer on vees lahustuv polümeer, mille lahustuvus on temperatuurist sõltuv. LCST (lower critical solution temperature) on piirtemperatuur, mille kohal lahustumine vees väheneb ja lahus võib muutuda häguseks või polümeer sade tekkida. Allpool LCSTi on polümeer tavaliselt vees lahustuv; ületamisel lahustuvus väheneb ning süsteem võib muutuda kahefaasiliseks. Protsessis on sageli tegemist pöörduva termilise vastusega.

Mehhanism tugineb vesiniksidemete ja hüdrofoobsete interaktsioonide tasakaalust polümeer-vee süsteemis. Madalatel temperatuuridel on polümeer hästi hüdreeritud ja vees lahustuv; kõrgemal temperatuuril hüdreerimine taandub ning polümeer koondub või eraldub veest. See coil-to-globule üleminek on tavaliselt reversibel ning põhjustab märgatavat muutust nähtavuses ja tiheduses.

LCST-i temperatuur on sõltuv mitmest tegurist. Polümeeri koostis (hüdrofiilsus vs hüdrofoobia), monomeeride sisaldus, molekulmass ja arhitektuur ning lahuse tingimused nagu soolade kontsentratsioon ja pH mõjutavad seda. Soolad ja lisandid võivad LCSTi alandada või tõsta, sõltuvalt süsteemist.

Kõige tuntum LCST-polümeer on PNIPAM (poly-N-isopropylacrylamide), mille vees olev LCST on ligikaudu 32 °C. Teised näited hõlmavad PVCL (polyvinüülkaprolaktooni derivaat) ja teisi termoreaktiivseid polümeere. Rakendused hõlmavad kontrollitud ravimite vabanemist, termiliselt reageerivaid geeli, biomaterjalide kujundamist ja sensorite ning kattealade arendust, kus temperatuur muutab materjali omadusi või lahustuvust. LCST-polümeerid pakuvad seetõttu paindlikku viisi materjalide ja süsteemide temperatuuri suhtes reageerimiseks.