一种研究共轭聚合物的新方法使研究人员首次能够测量聚合反应中单个分子的力学和动力学性质。

一种新的方法使测定聚合反应中单个分子的力学和动力学性质成为可能。(美国康奈尔大学,Udit Chakraborty)

共轭聚合物本质上是沿着主干排列的分子簇,可以导电和吸收光。这使得它们非常适合创造软光电子产品,如可穿戴电子设备;然而,由于这些聚合物具有柔韧性,它们很难批量研究,因为它们会聚集并从溶液中脱落。

这种被称为磁性镊子的方法允许研究人员拉伸和扭曲共轭聚合物聚乙炔的单个分子。以往的方法依赖于化学衍生化,其中结构被原子官能团修饰;然而,这种方法会影响聚合物的固有性质。

这一过程是通过将聚合物链的一端固定在玻璃盖上,另一端固定在一个微小的磁性颗粒上来完成的。然后,研究人员利用磁场操纵共轭聚合物,拉伸或扭曲它,并测量单个聚合物链生长的反应。它们的数量如此之少,在溶液中保持溶解性,而在正常情况下,大量的物质是无法溶解的。

研究小组实时测量了由数十万个单体组成的共轭聚合物链的长度。他们发现聚合物每秒钟添加一个新的单体,比它们的非共轭类似物的生长速度快得多。通过拉伸单个共轭聚合物,即所谓的力延伸测量,研究人员能够评估它们的刚性,并更好地理解它们如何在保持共轭和保持电子导电性的同时向不同方向弯曲。

他们还发现聚合物表现出不同的力学行为,从一个单独的链到下一个-行为已经被理论预测,但从未观察到实验。这些发现突出了共轭聚合物在一系列应用中的独特性,以及在合成材料上使用单分子操作和成像技术的优势。

欲了解更多信息,请联系陆军研究实验室公共事务办公室此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。;301-394-3590。


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本文首次发表于2021年9月号yabovip16.com杂志。

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