王越錢　張新酩

摘 要：對(duì)于高分子的研究是當(dāng)今目前研究的重點(diǎn)。高分子是以前沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的刺激源，在和傳統(tǒng)光和熱等等相比較之下，是有很多不同的特點(diǎn)的。機(jī)械刺激從來(lái)源上可以分為兩種，一種是宏觀的，另一種就是微觀的。其實(shí)在早期發(fā)展的時(shí)候，宏觀已經(jīng)被大范圍的應(yīng)用到處理高分子了。但是作為微觀方面，對(duì)于應(yīng)用高分子在近年以來(lái)才慢慢成為重點(diǎn)研究對(duì)象。本篇論文是從機(jī)械力與高分子之間的關(guān)系出發(fā)，分別敘述了不同種類的機(jī)械力系統(tǒng)。除此之外，本篇論文還進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)于現(xiàn)在已經(jīng)有了應(yīng)用，這些應(yīng)用包括了拆分、活化等。

關(guān)鍵詞：機(jī)械力 高分子 關(guān)系 材料

1.引言

近年以來(lái)，由于高分子的奇特功能被人發(fā)掘，再加上高分子的這些功能能夠大范圍地運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中，而由此受到大家的廣泛關(guān)注。對(duì)于刺激的來(lái)源主要分為三大類，第一類是物理來(lái)源，第二類是化學(xué)來(lái)源，第三類是生物來(lái)源。在高分子刺激回應(yīng)的材料中，機(jī)械力回應(yīng)的分子有其特有的功能。

應(yīng)用機(jī)械化學(xué)研究主要包括兩大類領(lǐng)域，一大類是宏觀，另一大類是化學(xué)，其實(shí)在兩千多年以前，當(dāng)時(shí)的人們就已認(rèn)識(shí)了破碎、研磨等等，這些被稱為現(xiàn)在稱為機(jī)械手段，在當(dāng)時(shí)這種可以加速化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。但是和物理原理控制的反應(yīng)有些不同，因?yàn)楹暧^方式并不能直接的操控原子，所以很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，機(jī)械力并沒(méi)有得到應(yīng)該有的重視。在1919年，奧斯瓦德第一次提出了一個(gè)機(jī)械力的新概念，就是機(jī)械力能夠引誘化學(xué)發(fā)生發(fā)硬，稱它為化學(xué)的機(jī)械力。在以后，化學(xué)的機(jī)械力在很多方面都得到了廣泛應(yīng)用，比如在無(wú)機(jī)合成方面，在對(duì)有機(jī)反應(yīng)方面，在合金材料的應(yīng)用上，納米材料的運(yùn)用上，還是在生物材料領(lǐng)域等，都得到了大范圍的應(yīng)用。

在化學(xué)領(lǐng)域方面，人們?cè)诤茉绲臅r(shí)候就已經(jīng)關(guān)注了材料的特性，在機(jī)械性能方面和效應(yīng)方面，比如在超聲方面，這種機(jī)械方法在很早就已經(jīng)唄應(yīng)用到分解聚合物的反應(yīng)內(nèi)。在已經(jīng)過(guò)去的二十年，合成高分子的被力學(xué)響應(yīng)，它的的理論和研究在這段時(shí)間內(nèi)有了極大的發(fā)展。利用原子顯微鏡來(lái)進(jìn)行微觀的觀察，觀察出來(lái)得到了不同的結(jié)果，由力學(xué)回應(yīng)的高分子是通過(guò)宏觀機(jī)械引導(dǎo)的方法來(lái)促進(jìn)了微觀化學(xué)反應(yīng)變化發(fā)生。所以本篇論文就以此來(lái)進(jìn)行研究分析和闡述。

2.機(jī)械力與高分子互相作用的原理

其實(shí)原則上，機(jī)械力回應(yīng)的高分子都可以對(duì)來(lái)自不同的類型的機(jī)械力都會(huì)發(fā)生回應(yīng)。對(duì)機(jī)械力作用到高分子上的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的的細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述，由此可以進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)新的力學(xué)體系進(jìn)行指導(dǎo)，這才是研究人員最為關(guān)注的問(wèn)題。但是因?yàn)楦叻肿觾?nèi)部構(gòu)造并沒(méi)有有序的取向，也沒(méi)有宏觀彈性的特點(diǎn)，所以怎么樣才能精確的描述宏觀機(jī)械反應(yīng)分子化學(xué)，并且如何進(jìn)行調(diào)控，仍然有著很大的難度。

從能量變化的角度對(duì)高分子的機(jī)械力變化進(jìn)行觀察，可以把這些反應(yīng)概括成把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成為化學(xué)能，并且最后的一部分能夠在化學(xué)鍵中儲(chǔ)存起來(lái)，但是另一部分則會(huì)因熱能或者其他形式散發(fā)消失。與其出現(xiàn)相反的是，化學(xué)鍵存儲(chǔ)的或者是張力能這些能夠進(jìn)行釋放并且能將其轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，這也是對(duì)機(jī)械力研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.對(duì)高分子的反應(yīng)進(jìn)行分類

3.1 響應(yīng)力學(xué)的共同體系

其實(shí)，在本文中，對(duì)于產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的主要對(duì)象就是共價(jià)鍵。根據(jù)前面所說(shuō)的化學(xué)理論，對(duì)力學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此需要在共價(jià)鍵中的高分子引進(jìn)弱化一些的化學(xué)鍵相比較共價(jià)鍵來(lái)說(shuō)。這些都可以進(jìn)行分類，比如按照從宏觀大范圍到微觀小范圍進(jìn)行分類，但是本篇論文并不是按照此種方法，而是根據(jù)化學(xué)內(nèi)部的構(gòu)造進(jìn)行分類，并且進(jìn)行綜合敘述。

3.2. 三個(gè)構(gòu)造的元形系統(tǒng)

因?yàn)樾⌒偷沫h(huán)狀系統(tǒng)自身有著比較高的張力，所以三形的環(huán)狀系統(tǒng)很容易因?yàn)橥膺厵C(jī)械力的作用而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。比如偕帶兩種的烷氣體，就是最為突出的例子。同時(shí)在應(yīng)受力量的作用下，偕帶二氟卻是得到不一樣的結(jié)果，出現(xiàn)這種情況后，通過(guò)理論進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行計(jì)算，在通過(guò)順磁試驗(yàn)，這三種試驗(yàn)過(guò)程，都由此證明了由于機(jī)械力的存在，環(huán)狀丙烷的兩個(gè)基本自由分子不能再自由了，而是逐漸變得穩(wěn)定，不再活躍。由此，研究者們通過(guò)更深一步的計(jì)算，得出了一個(gè)新的結(jié)論，就是對(duì)于相對(duì)應(yīng)的體系勢(shì)力動(dòng)能將會(huì)隨著外力發(fā)生變化，這一研究結(jié)論的得出，為更深入的研究引導(dǎo)出了一個(gè)新思路。

4.結(jié)果與冀望

因此對(duì)于具有刺激性的材料來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今為止，研究者們最大研究的范圍就是對(duì)于刺激性材料的研究。而且，由于機(jī)械應(yīng)受力量是一種突出的物理發(fā)現(xiàn)源而越來(lái)越受到研究者們的重視，由此一門新成立的學(xué)科被建立起來(lái)—機(jī)械化學(xué)，逐漸發(fā)展起來(lái)。對(duì)于機(jī)械化學(xué)來(lái)說(shuō)，在廣義上來(lái)說(shuō)，主要是對(duì)機(jī)械能如何與化學(xué)能進(jìn)行反應(yīng)轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，從能量上來(lái)說(shuō)，也可以看做是機(jī)械能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化是怎樣的一個(gè)過(guò)程。最主要研究的就是機(jī)械應(yīng)受力量是如何影響著化學(xué)反應(yīng)，也可以說(shuō)是化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)在大范圍內(nèi)或是小范圍內(nèi)有著機(jī)械的作用下才能產(chǎn)成反應(yīng)。

與其他處理機(jī)械力的作用不同，宏觀處理機(jī)械相比較于光熱對(duì)于能量的處理是不一樣的，例如在微觀方面，原子之間的相互作用在很多地方都有不同數(shù)量級(jí)別的能量，而且具有方向感，所以并不是很能控制好化學(xué)鍵。伴隨著機(jī)械力能夠影響化學(xué)反應(yīng)在小范圍內(nèi)也在不斷得到研究者們的重視，并且不斷發(fā)展，而且已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)生活中得到了廣泛應(yīng)用。因此對(duì)于已經(jīng)有進(jìn)一步發(fā)展的各類反應(yīng)來(lái)說(shuō)，高分子的回應(yīng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠有目的有選擇性的移除部分主要鏈接，對(duì)于正反交換的反應(yīng)基本團(tuán)體和保護(hù)基本來(lái)說(shuō)，這兩種一直是一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于將其合成生物學(xué)，假如能把設(shè)計(jì)高分子的鏈接能夠作為“力學(xué)保護(hù)”的基礎(chǔ)，那必將會(huì)與正常規(guī)定保護(hù)的自由基會(huì)有很好的正相交互性，能夠更深一步了掩護(hù)遮蔽蛋白質(zhì)，進(jìn)行定位，進(jìn)行研究標(biāo)注。此外，應(yīng)該考慮小范圍的力量的來(lái)源，因?yàn)榧词乖恿统暡軌虍a(chǎn)生力量，但是并不代表其他不能產(chǎn)生力量。

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