崔樹勛教授利用單分子力譜研究高分子單鏈彈性的環境響應

“道生一,一生二,二生三,三生萬物”。 這一來自《道德經》的古典哲學思想對高分子領域的學者仍有啟發:高分子單鏈可視為“一”,高分子材料則是由無數個“一”堆積和組裝而來。高分子單鏈性質與其宏觀材料性質之間應存在直接的關聯。雖然目前仍難以建立這一關聯,但我們相信,對高分子單鏈的深入研究必然會促進高分子科學與工程領域的發展。

基於原子力顯微鏡的單分子力譜(AFM-SMFS)由於其可在液體、空氣及真空環境下工作等優點,已發展成為研究高分子單鏈彈性的一種重要實驗方法。最近,西南交通大學崔樹勛教授研究團隊系統評述瞭近年來各研究組在研究高分子單鏈彈性的環境響應方面的進展。

綜述首先簡要介紹瞭AFM-SMFS的工作原理以及單鏈力譜的判定標準;其次介紹瞭高分子單鏈理論模型的發展歷程;介紹瞭高分子單鏈本征彈性的概念(高分子主鏈結構的固有焓彈性),並匯總瞭若幹高分子主鏈結構的本征彈性數據。

作者隨後回顧瞭外界環境(如溫度、pH、離子、水)對常見合成高分子和生物大分子單鏈彈性的影響及相關機理。以本征彈性為基準,可定量地估算外界環境對高分子單鏈彈性的影響。綜述瞭高分子單鏈彈性的環境響應在構造能量轉換分子器件以及環境響應材料的設計等方面的應用。最後,作者展望瞭這一領域的挑戰和機遇,並提出瞭一些可能的研究方向。

崔樹勛教授利用單分子力譜研究高分子單鏈彈性的環境響應

該綜述以“Environment-dependent single-chain mechanics of synthetic polymers and biomacromolecules by atomic force microscopy-based single-molecule force spectroscopy and the implications on advanced polymer materials”為題發表於Chemical Society Reviews 2020, DOI: 10.1039/c9cs00855a。

文章的第一作者為鮑雨博士,通訊作者為崔樹勛教授

文章瞭鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cs/c9cs00855a/unauth

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