布鲁塞尔自由大学 信用:CC0公共领域 在我们的日常生活中，在不同的状态下看到相同的材料并不罕见
以水为例:它在室温下是液体，当冷却到0℃以下时，我们可以把它变成冰，当加热到100℃以上时，它变成气体
这些不同物质状态之间的过渡称为相变
相变是材料内部分子和原子的组织和相互作用的表现，正因为如此，物理学家、化学家、生物学家和许多其他人对它们进行了大量的研究
有些相变，虽然理论上可以预测，但仍然难以捉摸，而且它们的存在无法通过实验来验证，因为它们发生的条件很苛刻
这就是聚合物吸附/解吸转变的情况
聚合物是由同一个称为单体的单元重复(通常超过一千次)而形成的长分子
这种特殊的结构带来了一系列有趣的特性
例如，即使单个单体和表面之间的相互作用非常弱，聚合物分子也能牢固地粘附在表面上:结合力
事实上，为了将整个分子从表面分离，人们必须一个接一个地除去所有弱连接的单体，这是非常不可能发生的
聚合物链是那些被认为是不可逆吸附的，也就是说，聚合物链应该粘在一个表面上，时间非常长，基本上是永远
理论家提出，吸附状态是短暂的，当加热到室温以上时，聚合物分子应该会脱附并离开表面
这将是吸附/解吸转变
然而，到目前为止，没有人能够证实这些想法，因为这种相变应该发生的温度非常高，并且材料在最终解吸之前会降解
现在，西蒙·纳波利塔诺(ULB聚合物和软物质动力学实验室)和他的合作者，多诺斯蒂亚国际物理中心和圣塞巴斯蒂安材料中心的泽维尔·蒙尼尔和丹尼尔·卡加罗西在《自然通讯》中写道，已经能够通过实验获得吸附/解吸转变
该团队结合了康加洛斯在相变方面的专业知识和纳波利塔诺在吸附方面的专业知识，使用了一种叫做快速扫描量热法的新技术，该技术允许在温度变化非常迅速的情况下测量材料的热交换
该技术可以在几分之一秒内将聚合物分子从室温升至400℃，在这一短时间内，材料没有时间降解
通过研究这一现象，Monnier和他的同事观察到，当聚合物链从表面脱附时，会从聚合物链中释放出非常少量的热量，这使得吸附/脱附被归类为一级相变
这类似于当我们把冰放在桌子上时会发生什么
在低温下，由于相互作用，分子保持在一起，使材料保持固态
加热到0℃以上，相互作用开始减弱，这相当于热交换
当聚合物链脱附时，也会发生同样的情况
高分子物理专家Emmanouil Glynos(研究和技术基金会-Hellas)评论说:“Monnier等人已经能够通过加热一个薄的聚合物层来观察解吸，这是一个以前没有达到的好结果
快速量热法使他们能够完全表征这种难以捉摸的相变，这是软物质物理学艺术的一个令人难以置信的进步
" 除了相变研究的巨大进步之外，这项研究为定制纳米材料作为智能涂层、柔性电子器件等的性能开辟了新的方法
事实上，这些创新系统的性能取决于吸附了多少分子，作者预计，通过充分掌握吸附/解吸转变，将有可能制造出性能更好、更耐用的材料
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