在最近的一篇论文发表在开放获取期刊ACS聚合物非盟,研究人员使用粗粒度模型来研究网络架构中对机械力化学活化的影响自组装triblock共聚物。
研究:机械力化学活化的计算研究纳米Triblock共聚物。图片来源:爱员工/ Shutterstock.com
背景
能力诱导化学过程施加力量在化学键收集了研究人员的兴趣作为一个平台,自修复材料、化学催化和应变传感。欧洲杯足球竞彩聚合物网络拓扑结构和分子量,另一方面,有一个强大的连锁影响是否遇到足够的力量来启动force-responsive债券之前材料放松和均匀分布的力量在所有连锁店,也影响整个活动的效率。
嵌段共聚物(bcp)是一个有吸引力的选择管理大部分力量传输和网络拓扑在分子尺度,以及材料的整体力学特性。
尽管链构象的影响力学性能的交联网络和triblock曾被检查,这些构象的影响材料内的机械力化学活化的有效性尚不清楚。但是,需要做大量的工作来确定特定的意义网络拓扑属性在促进或抑制这些材料的机械力化学活化。欧洲杯足球竞彩理解形态对机械力化学活化的影响需要澄清的空间位置和特定的构象活性分子。
关于这项研究
在这项研究中,粗粒度的模拟ABA triblock共聚物进行了bead-spring模型的参数化非晶平均密度、玻璃化转变温度,库恩段分子量与聚(甲基丙烯酸甲酯)-block-poly(正丁基丙烯酸酯)-block-poly(甲基丙烯酸甲酯)-block-poly(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA-b-PbBA-b-PMMA) triblock共聚物。
PMMA-b-PnBA-b-PMMA系统被选中,因为它创建了适当的命令形态,可以通过减少激进的聚合反应生成适合与spiropyran mechanophore。三种聚合物组成样本准备,每个组合平衡和10个单独的副本。系统自组装到预测形态自洽场理论的相图(SCFT)。
圆柱形的应力-应变行为、层状和球形样品测量的函数变形他们正常的周期性微结构形态的固定的体积。mechanophore连杆长度的中心每个链进行分析计算每个样本的机械力化学活化在每个变形运行引起的应变。激活,如压力,研究了链的函数类型。每个系统进行了进一步的单轴变形测试与力的方向其他轴。
观察
有效地平衡triblock共聚物样品产生的平衡方法与网络结构。总之,应力-应变曲线表现出一个预测模式,随着压力增加的比例增加样本的玻璃组件。片状形态绝对压力最高,其次是圆柱形的形态,而球形形态最低压力。在相同压力下,圆柱形和球形形态显示活化能高于层状形态。
使用基于分子动力学模拟建模激活允许循环的反应,连接,和领带连锁店独立评估,高不可攀的实验系统。连接和领带链活性远比循环链,更有效地确认激活明显受到链构象,突出网络拓扑的重要性影响迫使传输每个聚合物链(激活)。研究结果表明,不同嵌段共聚物体系保证额外研究机械活化平台。
此外,球形形态能给激活效率和低模量的最优平衡activation-based应用程序在高压力和低压力,而一个层状形态将进一步激活低应变、高压力的理想选择。降低了应变率导致mechanophores激活早由于放松甚至力传播链的机械活动链接。此外,观察活化的点片状的扣雪佛龙模式样本。这一结果表明,晶界可能显示更明显激活,在不同的层状形态方向加入。
结论
总结,研究人员创建了一个基本模型mechanophore可以包含在粗粒度聚合物bead-spring模型,利用评估机械力化学活化秩序井然的triblock共聚物。决定,更大的玻璃块百分比在triblock共聚物所需的额外压力mechanophore单位激活的由褐沙石建造比triblocks组成的玻璃块的比例较低。
也是建立连接循环链有类似行为的系链,具有相同stress-activation曲线。此外,团队激活空间非均匀分布和证实,它依靠mechanophore的位置在自组装形态。此外,激活也依赖于变形形态由于拉伸变形。研究者称,这项研究表明这一领域可能是一个有前途的未来试验研究路径。
从AZoM: Biopolymer-Based水凝胶电解质?
源
霍,Z。、斯卡拉。Falck, L。Laaser, J。文化建设,。机械力化学活化的,计算研究纳米Triblock共聚物,ACS聚合物非盟。DOI:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acspolymersau.2c00031
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