PEO單晶的納米力學研究

《PEO單晶的納米力學研究》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：PEO單晶的納米力學研究
• 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

高分子的結晶結構與形態對高分子材料的巨觀機械性能具有重要影響，高分子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。由於檢測手段的限制，人們只能通過解析高分子結晶的結構/形態得出高分子鏈在晶體中的取向等信息，由此來推演聚合物在分子水平的結晶過程/機理。直接在單個高分子水平研究高分子晶體中鏈段的摺疊與解摺疊過程，是許多科研工作者夢寐以求的事情，該研究對於揭示結晶過程的分子機理具有重要意義。本項目擬利用單分子力譜，並結合AFM的成像功能，從單分子水平研究PEO單晶中高分子鏈的解摺疊過程以及嘗試利用單分子力譜的力鉗模式跟蹤PEO鏈的摺疊（重新結晶）過程，可以深入直接的研究PEO鏈摺疊/解摺疊動力學。同時這些信息可以用於直接驗證一些關於高分子晶體的經典理論模型。另外,擬利用單分子力譜直接研究PEO單晶的亞微觀力學性能,比如楊氏模量等，考察其與單分子水平實驗結果的關聯。

結題摘要

本項目成功建立了利用AFM單分子力譜並結合AFM成像研究PEO單晶中單個高分子鏈間相互作用的實驗方法，並進一步利用此方法揭示了高分子鏈從晶體中解摺疊的本質及溶劑對該過程的影響。結合受控分子動力學模擬，對比研究了溶液相單晶與熔融相單晶中高分子鏈的不同摺疊規律。通過對比單分子拉伸與介觀擠壓實驗，從能量消耗角度建立了單分子與介觀實驗的聯繫。除此之外，本項目還在螺旋晶中高分子鏈摺疊模式的研究，球晶生長面上高分子鏈解摺疊過程的研究以及從晶體中部分解摺疊的PEO鏈向晶體中的重新摺疊（結晶）過程等研究方面也取得了積極的進展。通過此項目的開展，我們進一步發展了AFM單分子力譜方法，拓展了其在高分子結晶及高分子凝聚態等研究中的套用，為進一步從單分子水平認識其它結晶過程奠定了堅實基礎。