FSU 研究人员发现聚合物链之间的空间影响能量转换

由 FAMU-FSU 工程学院研究人员领导的团队对响应光而改变形状的分子有了新的见解。

研究偶氮苯类聚合物的研究人员发现，它们的自由体积——聚合物链之间空间的量度——与聚合物将可见光辐射转化为机械能的能力密切相关。

结果发表在《先进功能材料》上。

“如果你把一堆人放在电梯里，真的很难出去，”资深作者、康明斯公司机械工程教授比利奥茨说，他是 FAMU-FSU 工程学院的机械工程教授。“但如果你之间有足够的空间，你可以四处走动。这就是我们发现的，聚合物分子质量之间的空间会产生影响。”

偶氮苯是一种可光切换的化合物。这意味着电磁辐射——尤其是紫外线和可见光——可以改变分子的几何形状和化学性质。

偶氮苯聚合物网络看起来就像一堆面条串在一起。当光到达网络时，它会导致一些分子变短并从棒状变为回旋镖状。

以前的研究已经研究了偶氮苯的光机械性质，但这项工作是第一个在分子尺度上量化偶氮苯聚合物系统的体积能量转换的工作。研究人员发现，随着自由体积从 0.5% 增加到 12%，光机械能转换比增长了 10 倍。

作为这项工作的另一部分，研究人员还开发了一种新的粗粒度模型来解释偶氮苯聚合物如何相互作用。粗粒度模型是一种在信息损失最小的情况下简化大型复杂分子系统行为的方法，因此科学家们可以进行模拟，否则这些模拟是用精细的分子模型无法实现的。

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