ポリマーメカノクロミズム フォース・チューンド・エクサイテッド・ステート・プロトン・トランスファー
Huan Hu1, Xin Cheng1, Zhimin Ma2
1Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
研究者は,リアルタイムのポリマーストレインセンシングのための新しい刺激状態の分子内プロトン転送 (ESIPT) ベースのメカノクロミックメカノフォアを開発しました. この材料は,ストレスの下での可逆的な色変化を示し,正確な延長監視を可能にします.
科学分野:
- ポリマー科学
- 材料化学
- スペクトロスコーピー
背景:
- ポリマーのストレスをリアルタイムで監視することは依然として大きな課題です.
- メカノクロームのメカノフォアは視覚的ストレスの兆候となる可能性がある.
- 興奮状態のプロトン内移転 (ESIPT) は,分子環境に敏感な光物理的プロセスである.
研究 の 目的:
- ポリマーのリアルタイムストレスの検出のための新しいESIPTベースのメカノクロミックメカノフォア (MM) を開発する.
- 開発されたMMにおける機械的力と光変化の関係を調査する.
- 放出強度比とポリマーの延伸の量的な相関を確立する.
主な方法:
- 新しいESIPTベースのMM,PhMz-4OHの合成
- ポリウレタン (PU) チェーンにPhMz-4OHの共性結合 (PhMz-4OH@PU)
- PhMz-4OH@PUフィルムの機械的な試験 (ストレッチ) と光スペクトル解析
- フォースチューンされたESIPTプロセスをモデル化するための密度関数理論 (DFT) の計算.
主要な成果:
- PhMz-4OH@PUフィルムは,伸縮時に光色変化とスペクトル変化を示した.
- エノールとケトの放出強度比 (IE/IK) と延伸の量的な相関が確認された.
- 高濃度のメカノフォール (> 0. 36 mol %) は,2段階の力反応過程を示した.
- 制御実験で メカノクロミズムが チェイン・トランスデュース・フォースに由来することを確認しました
結論:
- PhMz-4OHはII型MMで,ストレス/ストレスの検出に高い感度と可逆性を示しています.
- 開発された材料は,光変化によるポリマーのストレスのリアルタイム検出を可能にします.
- この研究は,ストレス/ストレスのリアルタイムのモニタリングにおける実用的な応用のための基礎を提供します.
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