塑料Q橡胶和许多其他有用的材料都是由聚合物——即镉K布置在交联网l中 制成的。在分子水^上，q些聚合物网l包含削弱它们的l构~陷?
几年前，ȝ理工学院的研Ih员首先对某些cd的这cȝ陯行了量Q这cȝL为“环路”，是当聚合物网l中的一个链与自w而不是另一个链l合时引L。现在，研究人员已经扑ֈ了一U减聚合物|络中环路数量的单方法，从而增Zp合物制成的材料?
Z实现q一点，研究人员聚合物|络的一个组分缓慢的d到大量的W二l分中。用这U方法，他们能够形成多种不同的聚合物|络l构Q同时可环路数量减一半。这可以为工业上有用的材料，如塑料或凝胶的制造商提供一U简单的Ҏ来增强其产品?
Firmenich职业发展副研I员ȝ理工学院化学pd教授Jeremiah A. Johnson表示Q“只要改变你一个组分添加到另一个组分的速度Q你可以改善聚合物的力学性能。?
ȝ理工学院研究生Yuwei Gu是本文的W一作者，论文发表??4日所在当周的国家U学院院刊上?
其他作者包括麻省理工学院化学工E副教授Bradley OlsenQ麻省理工学院研I生Ken KawamotoQ前ȝ理工学院博士后Mingjiang Zhong和Mao ChenQ凯斯西储大学助理教授Michael HoreQCase Western Reserve研究生Alex Jordan和前ȝ理工学院客教授、Case Western Reserve副教授LaShanda Korley?
控制“环路?/strong>
2012q_U翰逊的团队设计了第一U测量聚合物|络中环路数量的ҎQƈ通过奥尔的理论预测验证了这些结果。研Ih员发玎ͼҎ起始物料中的聚合物链的浓度和其他因素Q环路可以在聚合物网状结构中占比U?%-100%?
几年后，U翰逊和奥尔开发了一U计这些环路可以削弱材料多力学性能的方法。在最新的工作中，他们着力在不改变材料组成的情况下，实现减少环\形成?
“我们ؓ自己讑֮的目标是Q在不改变材料中通常使用的前w体的情况下Q在相同的条件和相同的浓度下Q用完全相同的前躯体制备具有更环路的材料。”约逊表C?
在这片论文中Q研Ih员首先重点关注了一U称为星形聚合物|络的聚合物l构。这U材料有两个不同的结构组分：一个具有四个相同的短臂的星形结构，被称为“B4”，另一U则UCؓ“A2”。A2的每个分子会与B4的其中一个短臂的末端相连。然而，在常见的合成q程中，当所有的l分都被立即混合在一hQ一些A2链会最l会l合C个B4臂中QŞ成一个环路?
研究人员发现Q如果将B4~慢d到A2的溶液中Q则B4中的每一个短臂将与单个A2分子快速反应，因此A2的Ş成环路的Z较少?
在缓慢加入一半的B4溶液几个时后，他们一ơ性加入了剩下的一半溶Ԍ星Şl构q接在一起Ş成交联网l。研Ih员发玎ͼq种材料与用传l合成工艺生产的相同材料相比Q环路减了近一半?
U翰逊表C，Ҏ材料中有多少环\Q这U“先慢后快”的工艺{略可以材料的强度提高高达600Q?
更好的?/strong>
研究人员q尝试了采用q种合成Ҏ与四U其他类型的聚合物网l进行合成反应。他们虽然无法测量所有这些类型的聚合物内部的环\数量Q但是它们在材料的强度方面也发现了类似的改进?
q种Ҏ有潜力提高由凝胶或其他交联聚合物制成的Q何材料的强度Q包括塑料，水净化膜Q环氧树脂粘合剂或水凝胶如隐形眼镜等?
U翰逊实验室目前正在这U制造方法应用于各种材料中，包括用于生长l织工程l胞的凝胶中。（中国航空工业发展研究中心 陈济桁）
