Новости химической науки > Роль полимерных линкеров для механохимической реакции

Самовосстанавливающиеся полимеры или материалы, которые начинают светиться или меняют свет в месте повреждения во многом стали благодаря прогрессу в изучении механохимических реакций – реакций, в которых состав и строение изменяются в результате механического воздействия.

Однако до настоящего времени в изучении механохимических процессов исследователи главным образом концентрировались на изучении групп-механофоров, которые, входя в состав таких интеллектуальных материалов, и изменяют свою структуру в результате натяжения или сжатия.

В новой работе исследователям из группы Стефана Крега (Stephen L. Craig) выяснили, что на реакционную способность этих материалов могут оказывать влияние и другие группы, те, которые ранее воспринимались исследователями как внешне не обладающие реакционной способностью «группы-свидетели».

Молекулярная силовая спектроскопия дала возможность исследователям подергать за нити полимеров, содержащих повторяющиеся гем-дигалогенпропановые группы, а также определить – что же происходит при размыкании циклопропановых колец.

Приложение механической силы к концевым группам цепи полимера, находящейся под напряжением, ускоряет раскрытие дигалогенциклопропанового цикла и образование соответствующего 2,3-дигалогеналкена. (Рисунок из Nat. Chem., DOI: 10.1038/nchem.1540)

Было обнаружено, что ряд молекулярных линкеров, которые размещались между циклопропановыми механофорами, способствует более эффективному раскрытию трехчленных циклов – полинорборненовые линкеры способствуют тому, что при приложении одного и того же механического воздействия раскрытие циклопропанового кольца происходит на три порядка быстрее, чем в случае полимера с полибутадиеновыми линкерами, связывающими механофоры.

Моделируя процессы, протекающие в полимере, Крег и исследователи из его группы опреелили, что полинорборненовые линкеры выступают в роли рычагов, позволяя полимерным нитям, в состав которых они входят, растягиваться в большей степени, чем нитям с полибутадиеновыми линкерами.

Крег отмечает, что результаты исследования позволят найти новые способы дизайна полимеров, оптимально реагирующих, залечивая свою структуру или визуализируя место повреждения при деформации.

Источник: Nat. Chem., DOI: 10.1038/nchem.1540

метки статьи: #физическая химия, #химия полимеров