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中科大李良彬教授團(tuán)隊(duì)Macromolecules:高分子結(jié)晶 - 克服分子鏈柔性和連結(jié)性的艱難過(guò)程
2019-05-29  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)

  高分子結(jié)晶理論是高分子科學(xué)的一大難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái),為了理解和解決高分子結(jié)晶的成核與生長(zhǎng)這一基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題,學(xué)者們提出了許多不同的理論模型。但受限于高分子體系本身的復(fù)雜與多樣性,目前為止,并沒(méi)有一套理論模型可以完整的描述高分子結(jié)晶的過(guò)程與特點(diǎn)。

  近日,中科大李良彬教授團(tuán)隊(duì)在Macromolecules上發(fā)表題為《高分子結(jié)晶:克服分子鏈柔性和連結(jié)性的艱難過(guò)程》(Tough Journey of Polymer Crystallization: Battling with Chain Flexibility and Connectivity)的展望文章,博士生唐孝良副研究員陳威為論文的共同第一作者。

  該展望以拋出問(wèn)題,激發(fā)討論為目的。首先追根溯源,介紹了經(jīng)典成核理論和非經(jīng)典成核理論,總結(jié)了這些重要理論模型的特點(diǎn),基本假設(shè)和不足之處。在此基礎(chǔ)上,該論文回顧高分子結(jié)晶的Hoffmann-Lauritzen模型和Strobl教授提出的Multi-stage模型,以及這兩種模型之間的爭(zhēng)議。 此外,該展望還介紹了近年來(lái)在蛋白質(zhì)、膠體粒子等領(lǐng)域中發(fā)展而來(lái)的“兩步成核”理論,借此強(qiáng)調(diào)了在高分子結(jié)晶中中間態(tài)的存在及其結(jié)晶中的重要作用。

  相比于小分子,高分子的主要特點(diǎn)是其長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)帶來(lái)的連結(jié)性(Connectivity)與柔性(Flexibility)。該展望就高分子這兩個(gè)特點(diǎn),建議了構(gòu)建高分子結(jié)晶理論需要考慮三個(gè)問(wèn)題:

  • 1、柔性鏈段如何轉(zhuǎn)變成為構(gòu)象有序的剛性鏈段?

  • 2、半晶聚合物中無(wú)定形部分是如何形成的?

  • 3、無(wú)定形鏈段是否會(huì)被晶區(qū)鏈段拉到生長(zhǎng)前端?

  基于對(duì)高分子結(jié)晶過(guò)程的理解,該論文用一幅生動(dòng)形象的卡通概括了高分子結(jié)晶的艱難過(guò)程。(圖1,Macromolecules封面圖片)

  李良彬教授帶領(lǐng)的軟物質(zhì)智能制造團(tuán)隊(duì)一直秉承著產(chǎn)學(xué)研三者相結(jié)合的發(fā)展思路,在始終堅(jiān)持培養(yǎng)軟物質(zhì)研究領(lǐng)域具有深厚理論基礎(chǔ)、優(yōu)秀動(dòng)手能力和獨(dú)立科研能力的碩士研究生和博士研究生的同時(shí),一方面致力于研究軟物質(zhì)材料在外場(chǎng)誘導(dǎo)下的有序過(guò)程,建立起軟物質(zhì)“加工-結(jié)構(gòu)-性能”三者之間的相互關(guān)系,用于指導(dǎo)高性能化和功能化材料的加工。發(fā)展基于同步輻射散射和譜學(xué)等先進(jìn)研究方法,原位跟蹤軟物質(zhì)材料在加工外場(chǎng)下從分子到毫米多尺度結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程,構(gòu)建指導(dǎo)加工的基礎(chǔ)理論模型。另一方面還不斷的尋求和高分子領(lǐng)域的企業(yè)進(jìn)行合作,給企業(yè)提供切實(shí)可行的產(chǎn)品解決方案,提高企業(yè)的技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

  原文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.macromol.8b02725

  李良彬教授團(tuán)隊(duì)主頁(yè):http://softmatter.ustc.edu.cn/

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