【摘 要】
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碳碳双键是天然和合成高分子中非常常见,但因其键能较大通常被认为是力不敏感化学键,对高分子的伸长无贡献.我们采用基于原子力显微镜的单分子力谱,研究了一种含有碳碳双键的高分子的单链拉伸行为,发现当外力达到1.7 nN,可以实现在室温下毫秒时间量级下碳碳双键顺反异构反应,使得高分子链变长.我们进一步利用自由基捕获实验和量化计算,证明这一转变经历双自由基中间态.我由于我们所采用的高分子结构的特殊性,拉力的
【机 构】
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南京大学物理学院,江苏省南京市 210093
【出 处】
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中国化学会2017全国高分子学术论文报告会
论文部分内容阅读
碳碳双键是天然和合成高分子中非常常见,但因其键能较大通常被认为是力不敏感化学键,对高分子的伸长无贡献.我们采用基于原子力显微镜的单分子力谱,研究了一种含有碳碳双键的高分子的单链拉伸行为,发现当外力达到1.7 nN,可以实现在室温下毫秒时间量级下碳碳双键顺反异构反应,使得高分子链变长.我们进一步利用自由基捕获实验和量化计算,证明这一转变经历双自由基中间态.我由于我们所采用的高分子结构的特殊性,拉力的作用方向与高分子链中的碳碳双键之间不平行,拉伸高分子不仅会提供一个平行拉伸的分量来降低转变能量势垒,而且会产生一个垂直的分量导致双键的旋转,近一步促进碳碳双键发生顺反异构的发生.这一机理解释了我们在远低于碳碳双键断裂的力下观察到力促碳碳双键顺反异构的现象.这一发现丰富了人们对高分子主链的“力臂效应”的认识,启发了通过控制力的方向来操控力化学反应的方法,提供了设计力响应材料的新思路.
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