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Nature Chem:機械切斷打結聚合物
納米技術 納米 2024-04-22

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在生物聚合物、合成聚合物的分子鏈中,分子結(molecule knot)和分子纏繞(molecule entanglement)是常見的結構。人們知道打結能夠導致繩索等宏觀材料的強度顯著減弱,但是人們對于分子級別是否存在這種現象并不清楚。

有鑒于此,曼徹斯特大學/華東師范大學David A. Leigh、曼徹斯特大學Guillaume De Bo報道聚合物分子鏈中的單結(overhand knot)結構能夠顯著增加溶液中的聚合物在受到張力作用下的斷裂速度,斷裂的速度提高≥2.6倍,這項研究說明分子纏繞導致聚合物分子鏈的碎裂情況發生改變,有助于設計和調節機械力學碎裂功能的聚合物。

本文要點

(1)

斷裂速度增加的現象是因為打結的結構能夠導致聚合物骨架結構變形,并且提高共價鍵的反應性。當聚合物分子鏈存在打結結構,聚合物分子鏈破碎的情況與沒有打結的聚合物不同。

(2)

作者的這項研究從實驗中說明打結的結構導致聚合物具有更快的機械力切斷速率,而且說明設計分子纏繞結構能夠形成具有反應性達到最優范圍的機械基團,從而有可能提高惰性官能團的反應性。

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參考文獻

Zhang, M., Nixon, R., Schaufelberger, F. et al. Mechanical scission of a knotted polymer. Nat. Chem. (2024). 

DOI: 10.1038/s41557-024-01510-3

https://www.nature.com/articles/s41557-024-01510-3


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