原子力显微镜针尖诱导聚氧乙烯熔体结晶的研究

原子力显微镜(AFM)是研究高分子结晶行为的一种重要实验手段.在使用AFM原位观察高分子结晶时,为保证能真实地反映结晶过程,一个必须注意的问题是要避免AFM针尖的影响.与此同时,人们考察了在AFM扫描时针尖诱导高分子结晶成核的情况.若使用AFM接触模式(contactmode),扫描时容易造     

巨型表面活性剂的本体自组装研究和分子拓扑结构效应

嵌段共聚物通过本体自组装可在纳米尺度上形成多样化的有序结构,并有望为下一代微纳加工技术的发展提供平台.近十年来,以具有三维刚性结构的笼簇状分子作为结构基元,研究者们发展了一类独特的两亲性巨型表面活性剂体系.本文系统总结了近年来巨型表面活性剂本体自组装方向的研究进展,并特别强调了其中广泛存在的分子拓扑结构效应.实验结果表明,巨型表面活性剂可在10 nm乃至5 nm以下的特征尺寸上形成高度有序的自组装结构.更加重要的是,通过精心设计的分子拓扑结构的变化,逐步揭示了若干种由分子拓扑结构主导的非常规自组装结构的形成机理,包括多尾链巨型表面活性剂中的非常规球状相以及多头基巨型表面活性剂中的高度不对称的层状相等.这些结果推进了对两亲性大分子本体自组装中的分子拓扑结构效应的理解,并为开发基于嵌段聚合物微纳加工技术提供了重要的实验基础.     

聚亚苯基苯并二噻唑与聚亚苯基苯并二噁唑的热分解

用高分辨裂解气相色谱 质谱（ＨＲＰｙＧＣ ＭＳ）研究了聚亚苯基苯并二噻唑、聚亚苯基苯并二唑的热分解行为,鉴定了相应裂解产物的组成、分布及其与高分子结构的关系,并用热重法（ＴＧ）测定了它们的热分解反应动力学参数,提出了其热分解反应机理     

Toward rational and modular molecular design in soft matter engineering

This essay discusses some preliminary thoughts on the development of a rational and modular approach for molecular design in soft matter engineering and proposes ideas of structural and functional synthons for advanced functional materials. It echoes the Materials Genome Initiative by practicing a tentative retro-functional analysis(RFA) scheme. The importance of hierarchical structures in transferring and amplifying molecular functions into macroscopic properties is recognized and emphasized. According to the role of molecular segments in final materials, there are two types of building blocks: structural synthon and functional synthon. Guided by a specific structure for a desired function, these synthons can be modularly combined in various ways to construct molecular scaffolds. Detailed molecular structures are then deduced, designed and synthesized precisely and modularly. While the assembled structure and property may deviate from the original design, the study may allow further refinement of the molecular design toward the target function. The strategy has been used in the development of soft fullerene materials and other giant molecules. There are a few aspects that are not yet well addressed:(1) function and structure are not fully decoupled and(2) the assembled hierarchical structures are sensitive to secondary interactions and molecular geometries across different length scales. Nevertheless, the RFA approach provides a starting point and an alternative thinking pathway by provoking creativity with considerations from both chemistry and physics. This is particularly useful for engineering soft matters with supramolecular lattice formation, as in giant molecules, where the synthons are relatively independent of each other.     

·前言·庆祝王佛松院士80华诞专刊

<正>王佛松教授1933年5月23日生于广东兴宁.1955年毕业于武汉大学化学系1960年获前苏联科学院高分子化学研究所(原列宁格勒,现圣彼得堡)化学科学副博士学位.回国后加入中国科学院长春应用化学研究所至今,1985～1988年担任中国科学院长春应用化学研究所所长,1988～1994年担任中国科学院副院长,1991年当选为中国科学院学部委员(院士),2002年当选为发展中国家科学院院士.     

杂化材料在能源和光电领域中的应用

材料中粒子的结构、分散性及其化学功能对其性质起着决定性的作用。采用C60和POSS等粒子自组装成新型高功能材料,致力于该领域的科学和基础研究,包括发展新的合成技术,以及有效和精确地控制材料中粒子的结构与分散程度。现已用C60和POSS纳米颗粒制得聚合物和卟啉杂合物。这些聚合物能够在溶液中组装成聚合物单晶或胶柬。同时,卟啉复合物可自组装成圆盘柱状结构。最后,C60-POSS聚合分子结晶形成导电和绝缘层交互的结构。因此,将颗粒有机地整合在材料中对推动技术进步具有重要的意义。     

高分子链构象的数学模型及其应用

本文运用随机过程的理论,以六维布朗运动数学模型来描述具有近程相互作用的高分子链构象,以n维布朗运动数学模型来模拟具有远程相互作用的高分子链构象,维数n的值是分子链刚柔性的一个重要表征,在分子链始末状态差矢量模为定值的条件下,推导出了分子链从柔性向刚性连续过渡的概率表达式。上述模型在考虑排斥体积效应时仍然有效,运用首中时的概念,本文还得到了部分转移函数密度qB(n,x;y)的解析形式及排斥体积效应参数的计算公式。     

云母表面上低分子量聚氧乙烯熔体的“假不浸润”行为

在固体基底表面上,液体可以表现出不同的浸润性.若完全浸润,液体会铺展成膜;若部分浸润或不浸润,液体则会聚集成团.和上述经典的浸润行为不同,“假不浸润”(pseudo-dewetting)是一种比较特殊的现象,引起了人们的广泛关注.1955年Hare和Zisman[1]发现,将许多极性、两亲性和不稳定     

基于分子纳米粒子的巨型分子

本文聚焦于一类非传统的高分子结构,也即基于分子纳米粒子(或称纳米原子,nano-atoms)的巨型分子(giant molecules)。分子纳米粒子是具有确定化学组成、分子对称性和表面官能团的三维刚性笼状骨架结构。巨型分子是利用分子纳米粒子基元构筑的具有精确结构的高分子。受到蛋白质中结构域概念的启发,我们提出经过表面官能化修饰的分子纳米粒子可以作为合成高分子的结构域和功能域,通过逆功能分析,结合包括点击化学在内的高效化学反应,来实现巨型分子的快速模块化合成、可控组装和功能评估,并利用其中得到的构效关系,更为系统地理解材料的性质和指导材料的进一步优化设计。同时,这种新型高分子也可被看成是尺寸放大的小分子。它的许多有趣的自组装行为和相应小分子既有相似之处,又有截然不同之处。比如,巨型表面活性剂在溶液中能像小分子表面活性剂一样组装成为尾链被拉伸的胶束,在本体中则像嵌段聚合物一样形成纳米相分离的结构。这些组装展现出对于一级化学结构不同寻常的敏感性,并容易形成一些非传统的罕见相态,包括Frank-Kasper相态、在低分子量层状晶体PEO中出现的非整数折叠以及在溶液组装中出现的多级结构。因此,我们认为巨型分子作为功能材料在将来的技术领域中将具有广阔的应用前景。     

MATHEMATICAL MODELS OF MACROMOLECULAR CONFORMATIONS AND THEIR APPLICATION

In this paper we suggest that the mathematical model of 6-dimensional (or more generally, n-dimensional) Brownian motion can be used to simulate the conformations of a macromolecular chain with the short (or long) range interaction. The dimensional value n is a significant characteristic of the flexibility-stiffness of the polymer chain. Under the condition of the constant module of the end-to-end state vector, we derived the probabilistic expression for the continuous transition of polymer chains from flexibility to stiffness.These models are still valid if the excluded volume effect is considered. By using the concept of the first hitting-time, we obtained the analytical expression of the partial transfer probability density function q_B(n,x;y) and the formula for calculating the parameter of the excluded volume effect.