《AFM單分子力譜研究聚合物單晶的熔融與結晶過程》是依託吉林大學，由張文科擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：AFM單分子力譜研究聚合物單晶的熔融與結晶過程
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張文科
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聚合物的結晶結構與形態對高分子材料的巨觀性能具有重要影響，聚合物結晶過程的分子機理、結晶熱力學、動力學等構成了高分子物理的重要研究內容。理解聚合物結晶與熔融過程的分子機理有利於實現對結晶及熔融過程的有效調控，從而為聚合物晶體工程及高性能高分子材料的設計奠定堅實基礎。基於AFM技術的單分子力譜以其高的力學靈敏度及空間解析度成為研究聚合物晶體中單個聚合物分子內、分子間相互作用的有效手段。本項目擬利用課題組前期建立的AFM成像及單分子力譜相結合研究PEO單晶的實驗方法，進一步從單個分子水平研究聚合物單晶的熔融與動態結晶過程，考察聚合物鏈結構（組成）等對晶體穩定性及結晶過程的影響、揭示聚合物鏈末端基團對晶體中摺疊鏈結構穩定性的影響以及不同大小的外力等對結晶過程的影響規律，進一步加深人們對聚合物結晶及熔融過程的認識。
結題摘要
本項目以聚合物單晶為模型體系，探索了受控分子動力學模擬和AFM單分子力譜在單分子水平研究聚合物結晶與熔融過程中的套用。我們系統地研究了晶區中鏈結構與構象對力誘導熔融過程中力學性質和鏈運動的影響規律，發現了螺旋鏈與鋸齒形鏈在力致熔融過程中運動模式的顯著差異；同時研究了末端基團、無定型鏈環和嵌段分子對晶體力誘導熔融的影響，揭示了基團尺寸、鏈內無定型鏈環傳遞和有限尺寸效應。相關信息被成功用於納米力學性質可控的聚合物晶體的設計和製備。為了更加精準地研究力誘導熔融解鏈過程我們發展了空氣相單分子力譜技術，顯著提升了力譜探測的拉伸速率及力學精度，並成功觀測到力致熔融過程的一些中間態。我們還建立了單分子水平監測聚合物結晶過程的實驗方法，揭示了力誘導結晶和次級成核等現象的分子機制。 本項目的開發的相關實驗方法，可用於其它聚合物體系的研究。
