2021年1月6日
在现代，制造商生产用于广泛用途的高度专业化材料，称为聚合物。聚合物因其多用途的特性而具有多种用途，从因其高抗拉强度和亚博网站下载抗张性而用于建筑，到制造需要更轻、更灵活的材料（如尼龙或聚乙烯）的塑料袋。
不同聚合物性能之间的差异源于其内部结构。聚合物是由称为“单体”的较小单元的长链组成的。结晶发生在结晶聚合物熔化后，然后缓慢冷却，这使链能够组织成整齐排列的板。
根据结晶的程度和位置，这一过程为聚合物提供了有价值的性能，包括柔韧性、导热性和强度。然而，如果控制不当，结晶也会削弱材料，给聚合物链带来过度应力。
当聚合物处于极端条件下，如冻结温度或高压时，这一问题尤其严重。
为了保证最佳性能，我们需要预测给定聚合物对机械应力的反应以及结晶对这种反应的影响程度。
然而，科学家们对结晶过程中复杂的作用力知之甚少，在不首先破坏物质的情况下，他们无法直接观察或精确测量这些作用力。
基于聚合物科学的最新进展，由东京理工大学大冢秀树教授领导的一个研究小组正在研究一亚博老虎机网登录种实时可视化聚合物结晶的方法。
在最近发表在自然传播他们在聚合物结构中使用了高度反应性的分子，称为自由基型“机械磷酸”。
自由基型机械力体对机械应力敏感，容易分解为两种等效的自由基，可以作为探针来了解何时以及如何施加应力。在这种情况下，为了检测结晶过程中起作用的机械力，他们使用了一种称为“TASN”的自由基型机械力体“，在受到机械应力时会分解并发出荧光。
研究小组此前已经使用过类似的分子，表明它们可以用于可视化和评估聚合物材料中的机械应力程度。在目前的研究中，他们使用了类似的方法来观察聚合物的结晶。
当晶体形成时，机械力导致其结构中的机械基分解成更小的粉红色自由基，带有特征性的黄色荧光，使研究人员能够直接观察这一过程。
由于荧光显示出很高的可见度，研究人员能够测量荧光的发射波长，以确定结晶的准确速率，以及结晶的程度和位置，即使在聚合物材料的三维空间中也是如此。
大冢教授解释了这一发现的意义，“聚合物结晶的直接可视化为晶体生长过程提供了前所未有的洞察力。”事实上，这种方法使制造商能够在结晶过程中测试聚合物材料的特定机械性能。亚博网站下载
研究人员相信，他们的研究将通过控制结晶过程来实现聚合物材料的工业优化，从而获得所需的性能。大冢教授的结论是，这最终可能是“一个错误”亚博网站下载引导先进聚合物材料的设计指南。亚博网站下载"
资料来源：https://www.titech.ac.jp/english/