Diverso dalle piccole molecole, i polimeri si piegheranno in cristalli lamellari durante la cristallizzazione e si assemblano ulteriormente in pile lamellari.

La diffusione di raggi X a piccolo angolo di sincrotrone (SAXS) è uno strumento importante per caratterizzare tale struttura su scala nanometrica e comprendere la cristallizzazione dei polimeri. Però, il suo meccanismo di diffusione nei polimeri semicristallini non è ancora del tutto chiarito.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Tian Xingyou dell'Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ha proposto una serie completa di nuovi metodi per caratterizzare i cristalli lamellari polimerici utilizzando SAXS.

"Abbiamo lavorato su questi nuovi modelli per quattro anni, dalla teoria all'applicazione, ", ha affermato Li Xiangyang dell'HFIPS.

Nel 2019, i ricercatori hanno scoperto per la prima volta che la dispersione indotta dalle onde evanescenti nella trasmissione SAXS era possibile. Inoltre, lo scattering indotto dall'onda evanescente era molto più forte dello scattering indotto direttamente dai raggi X incidenti, e la dispersione degli elettroni interfacciali all'interno era l'origine principale del segnale SAXS.

Utilizzando questi approcci, hanno ottenuto spessori lamellari, lungo periodo e dimensioni laterali. "Sulla base della nuova immagine SAXS, abbiamo isolato lo scattering indotto dall'onda evanescente dallo scattering reale e ridotto l'influenza dello scattering degli elettroni bulk, fattore di forma e scattering di Porod, ottenere le informazioni su spessore lamellare e lungo periodo, " disse Li.

Si presumeva che esistessero alcuni cristalli residui nella fusione strutturata, la cui dimensione laterale è maggiore della dimensione di nucleazione critica. Però, è difficile da confermare a causa della difficoltà di caratterizzazione. Con le nuove metodologie, i ricercatori hanno caratterizzato i cristalli residui, dimostrando la loro precedente congettura.