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本论文以基于原子力显微镜技术的单分子力谱方法为主要表征手段,在单分子水平上研宄了树形大分子和金属有机聚合物的单链性质,总结影响单链弹性以及界面吸附性质的因素:Ⅰ、主链为聚对苯的两种侧链树枝化聚合物在不同有机溶剂中的单链弹性由于其亲疏水性不同而产生差异。由于溶剂化效应,两亲性的aPPP在四氢呋喃中的单链刚性大于在二氯甲烷中,而疏水的}LPPI,在两种溶剂中的单链刚性相同。在相同溶剂中aPPP的单链刚性都比hPPP大。两种聚合物在水中都以“平躺”型构象吸附在石英基底上,脱附力随着疏水相互作用的减弱而减小。Ⅱ、研宄了聚醚树枝状分子与马来酸酐交替共聚的侧链树枝化聚合物在不同树枝代数、不同溶剂的影响下其单链弹性的变化。调节聚合物侧链树枝的代数可以增大聚合物单链刚性,同时溶剂化效应对聚合物的单链弹性也有不同程度影响。Ⅲ、聚醚树枝状分子之间的相互作用随着树枝代数的增加而增大,一代树枝状分子之间的相互作用在力加载速率为40 nN,s时为235 pN。二代与一代树枝状分子之间的相互作用在相同速率范围内增大到315 pN。并且树枝状分子的相互作用力具有一定的速率依赖性。Ⅳ、两种带有不同侧基的聚硅烷二茂铁在四氢呋喃中的单链刚性相同,氧化后由于高分子链上正电荷之间的排斥作用导致它们的单链刚性都大于氧化前。侧基带有苯环的聚二茂铁分子氧化后的单链刚性比侧基只有甲基的单链刚性更大。Ⅴ研究了利用电化学氧化还原反应操控聚硅烷二茂铁单分子将电能转化为机械能的运作过程以及能量转化的工作效率。电能转化为机械能的效率在己完成的实验中最高可以达到26%。