“道生一，一生二，二生三，三生萬物”。?這一來自《道德經(jīng)》的古典哲學思想對高分子領(lǐng)域的學者仍有啟發(fā)：高分子單鏈可視為“一”，高分子材料則是由無數(shù)個“一”堆積和組裝而來。高分子單鏈性質(zhì)與其宏觀材料性質(zhì)之間應存在直接的關(guān)聯(lián)。雖然目前仍難以建立這一關(guān)聯(lián)，但我們相信，對高分子單鏈的深入研究必然會促進高分子科學與工程領(lǐng)域的發(fā)展。
基于原子力顯微鏡的單分子力譜（AFM-SMFS）由于其可在液體、空氣及真空環(huán)境下工作等優(yōu)點，已發(fā)展成為研究高分子單鏈彈性的一種重要實驗方法。最近，西南交通大學崔樹勛教授研究團隊系統(tǒng)評述了近年來各研究組在研究高分子單鏈彈性的環(huán)境響應方面的進展。
綜述首先簡要介紹了AFM-SMFS的工作原理以及單鏈力譜的判定標準；其次介紹了高分子單鏈理論模型的發(fā)展歷程；介紹了高分子單鏈本征彈性的概念（高分子主鏈結(jié)構(gòu)的固有焓彈性），并匯總了若干高分子主鏈結(jié)構(gòu)的本征彈性數(shù)據(jù)。
作者隨后回顧了外界環(huán)境（如溫度、pH、離子、水）對常見合成高分子和生物大分子單鏈彈性的影響及相關(guān)機理。以本征彈性為基準，可定量地估算外界環(huán)境對高分子單鏈彈性的影響。綜述了高分子單鏈彈性的環(huán)境響應在構(gòu)造能量轉(zhuǎn)換分子器件以及環(huán)境響應材料的設計等方面的應用。最后，作者展望了這一領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機遇，并提出了一些可能的研究方向。
該綜述以“Environment-dependent single-chain mechanics of synthetic polymers and biomacromolecules by atomic force microscopy-based single-molecule force spectroscopy and?the implications on advanced polymer materials”為題發(fā)表于Chemical Society Reviews?2020, DOI: 10.1039/c9cs00855a。
文章的第一作者為鮑雨博士，通訊作者為崔樹勛教授。
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