當代高分子網(wǎng)絡(luò)材料，如水凝膠和彈性體，不僅需要優(yōu)異的機械性能，還需要在使用過程中或使用后具備調(diào)整性以應(yīng)對各種不同應(yīng)用場景。高分子力化學(xué)，通過機械力觸發(fā)聚合物內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，近年來引起極大關(guān)注。高分子力化學(xué)不僅可以用于研究高分子材料中的基礎(chǔ)機理，更可調(diào)整材料的力學(xué)性能，并實現(xiàn)各種力響應(yīng)功能，如力致增強，力控降解等，為材料設(shè)計提供新思路。然而，作為一種高度涉及化學(xué)、材料、力學(xué)等多學(xué)科交叉策略，仍面臨許多挑戰(zhàn)與問題。
鑒于高分子力化學(xué)設(shè)計材料的極大潛力，北海道大學(xué)龔劍萍教授和王志健博士發(fā)表觀點性文章，概述了力化學(xué)按需設(shè)計高分子材料的策略。文章首先回顧了不同激活模式的力活性單元（mechanophores）如何影響單鏈的拉伸行為，從而改變高分子網(wǎng)絡(luò)整體的微觀斷裂路徑和宏觀機械性能。在此基礎(chǔ)上，討論了力引發(fā)的化學(xué)鍵斷裂如何觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)，自適應(yīng)地調(diào)整高分子結(jié)構(gòu)與機械性能，實現(xiàn)力響應(yīng)功能化。文章基于雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的力化學(xué)反應(yīng)體系，詳細討論了包括鍵斷裂與后續(xù)力化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)特性、變形效應(yīng)，宏觀力的時空分布等影響因素對材料設(shè)計的影響。最后，文章展望了高分子力化學(xué)在按需開發(fā)功能化高分子網(wǎng)絡(luò)材料方面的挑戰(zhàn)與機遇，并提出了一種未來愿景：開發(fā)類似“干細胞”概念的“干材料”，即能夠通過力誘導(dǎo)“生長”或“分化”成各種功能性材料的創(chuàng)新體系。
力化學(xué)賦予雙網(wǎng)絡(luò)凝膠自增強與塑形
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