用比率型力探针桥接皮牛至纳牛尺度以监测损伤前纳米级聚合物物理
软凝聚态物质
2021-12-10 v3 材料科学
摘要
理解皮牛至纳牛范围内的纳米级力传递在聚合物物理中十分重要。虽然物理方法在分析凝聚环境中的局部力分布方面存在局限,但使用力探针的化学分析颇具前景。然而,探测结构损伤前产生的局部力有着严苛要求。这些力的大小对应于低于共价键断裂(从200 pN至数nN)且高于热涨落(数pN)的范围。在此,我们报道一种构象灵活的双荧光力探针,其理论估计阈值约为100 pN。该探针可对拉伸聚合物链网络中的局部力分布进行比率分析。在不改变聚合物本征性质的情况下,力分布被实时可逆监测。对探针位置的化学控制表明,局部应力集中交联点处偏置为主链处的两倍,尤其在应变硬化区域。由于高灵敏度,受力力探针的百分比估计比传统力色团活化率高1000倍以上。
引用
@article{arxiv.2011.00202,
title = {Bridging Pico-to-Nanonewtons with a Ratiometric Force Probe for Monitoring Nanoscale Polymer Physics Before Damage},
author = {Ryota Kotani and Soichi Yokoyama and Shunpei Nobusue and Shigehiro Yamaguchi and Atsuhiro Osuka and Hiroshi Yabu and Shohei Saito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00202},
year = {2021}
}
备注
21 pages and 5 figures in the main text, and 73 pages and 68 figures in the supplementary materials