В общем случае разные полимерные ответы показывают, что протекает структурное нарушение, таким образом сигнализируя, что необходим ремонт, для того, чтобы предотвратить полное разрушение материала. Изменение цвета полимера под воздействием механической силы может быть полезно, как сенсор повреждения для визуального определения воздействия. В то время как химикаты идентичны, межмолекулярные взаимодействия или ориентация хромофоров изменяет использование механического воздействия, присутствие или изменение цвета может быть использовано для определения напряженного или поврежденного полимера. Это определение важно для любых материалов, основанных на полимерах, подвергающихся механическому разрушению. Механическое воздействие так же может приводить к самовосстановлению с помощью формирования новых межцепных взаимодействий или новых ковалентных связей. Эти ответы могут увеличить время жизни пластиков и композитов и могут ремонтировать полимерные покрытия.
1.3 Методы исследования
В то время как было продемонстрировано, что механическая сила способствует химическим реакциям, не существует основательного фундаментального понимания природы механохимическое передачи и это понимание будет благотворно для создания новых механохимичесски-стимулированных материалов. Продукты механически-индуцированных реакций могут отличаться от тех, которые получаются в результате активации термическим или электромагнитным излучением. Таким образом, химический анализ является необходимым для развития этой области. Это проблема особенно остра для объемных полимеров, где применение силы перемещает атомы с их положения равновесия, создавая большие локальные растяжения. Вместе с этими большими растяжениями существуют большие локализованные силы, которые могут уменьшать или увеличивать энергию активации разных путей реакции. Больше исследований, как экспериментальных, так и вычислительных, необходимо для лучшего понимания основ механихомической передачи. Рис. 4 объединяет ряд экспериментальных методов, которые были использованы для характеризации механохимических изменений через ряд напряжений и шкалы размеров. Given the experimental challenges of the analytical
Chemistry, большие усилия были отданы на теорию и симуляции. Силовой Разрыв связей был обсужден в ряде статей, включающих в себя изменение в координатах реакции в поле энергии при введении внешней силы. Теория Kramer была использована для получения аналитического решения для величины, при которой связи рвутся, когда они подвергнуты постоянному внешнему воздействию и сила-разрыв распределения при постоянных значениях нагрузки, как описано Hummer, Szabo, and Dudko. В дополнение к постоянным силам, эти исследования утверждали, что вероятность выживания связей была предположена как дифференциальное уравнения первого порядка. Совсем недавно Freund использовал концепцию внешних координат Гиббса для того, чтобы обеспечить разносторонний анализ разрыва связи под действием силы. Freund заключил, что эти два аспекта общего линейного поля энергии являются существенными для разрыва связи: 1. внешнее детерминированное принуждение, которое старается вызвать разделение связи и 2 поле энергии, которое позволяет рассчитать силу переданную на связь. Freund проанализировал параметры, намереваясь характеризовать сопротивление молекулярной связи при внешней механической силе, которое привело к выражению вероятности выживания связи (рис. 5) так же как к выражению временной зависимости значения расщепления связи при постоянной силе. Как указывали оба Freund and Dudko, в то время как их результаты достаточно полезны, эти вычисления упрощают поле потенциальной энергии до одномерного описания, индуцированного силой разрыва и далеки от потенциала молекулярного взаимодействия, который включает в себя коэффициенты глубины, ширины и нормальный коэффициент. Продолжающиеся усовершенствования должны позволить более улучшенную реконструкцию полей энергии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.