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“蝌蚪的头尾”:形状非常独特的聚合物的动芹泽明日香力学

化学 2021-12-03 00:02:13

国际高级研究学院(SISSA) 它们由一个圆形部件和一个线性部件结合而成,具有非常特殊的物理特性

事实上,在特殊条件下,这些分子的溶液呈现出高粘性

信用:安吉洛罗莎,SISSA 它们是蝌蚪的形状,通过鱼叉在头和尾之间相互作用,从而呈现出有趣和意想不到的物理特性

蝌蚪是刚刚发表在《美国化学学会宏观快报》杂志上的新研究的中心大分子,是SISSA和维也纳大学、华威大学和爱丁堡大学国际合作的结果

在这项研究中,研究人员描述了这些特殊的结构是如何在稠密的溶液中呈现出比组成它的两个部分记录的“慢得多”的分子动力学的,科学家们认为这些结构是圆形和线性聚合物的结合

这是因为“头”和“尾”在级联过程中倾向于“捕捉”彼此

结果如何呢?流动性小得多,粘性大得多的产品

这项研究的开展得益于计算机模拟,它使得以非常精细的方式分析分子的动力学成为可能,其分辨率是在实验室中无法复制的

像这样的研究,揭示了特定条件下大分子的物理行为,对于聚合物未来可能的技术应用是必不可少的,从材料工程到药物

在物理学中,1+1不一定等于2 “我们有多少次听到自己说1+1总是等于2?研究人员解释说:“虽然在数学上通常是这样,但在物理上就不一样了:特别是,由两个或更多更简单的部分结合而成的复杂物体的物理性质,在不同部分的物理性质上并不总是可以解释为中间物。”

“一个重要的例子是聚合物,由几个部分结合而成的大分子,可以根据不同的结构进行总结:线性聚合物、圆形聚合物和我们称之为‘嵌合’的聚合物

e

由更多不同类型的架构联合而成

“就像这项研究中使用的那些

蝌蚪就是这样鱼叉的 “通过数值模拟来探索各种大小的头/尾,我们已经展示了这些物体在溶液中的行为是如何不同于人们在考虑组成它们的两种聚合物(圆形和线性)的行为时所假设的

" 研究人员解释说,这种减速是因为每个“蝌蚪”的尾巴都倾向于“鱼叉”靠近它的蝌蚪的头部,而后者在级联过程中对其他蝌蚪也是如此

结果得到一种化合物,其特性非常接近于高粘性流体的特性,但可以用相对较小的聚合物实现

这项研究的重要性首先在于探索和设计具有新物理性质的所谓“软”材料的可能性——所有这些材料都基于相对小的分子,它们的相互作用极大地影响了化合物的结构和动力学

继模拟研究之后,该研究目前正在等待实验证实

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