超分子聚合物的单链机械稳定性及弹性力学

The project is aimed to study the mechanical properties of supramolecular polymer at single-molecule level using single-molecule force spectroscopy, building a data base for the mechanical stability and the elasticity of single-chain supramolecular polymer, shedding light on the property and behavior of supramolecular polymer in solution. We will carry out single-molecule force spectroscopy experiment on a series of supramolecular polymers with different chemical structures, and compare the supramolecular polymer and traditional polymer on mechanical stability, stress-strain behavior and chain elasticity. The result of this project will give an insight into the mechanical properties and its influencing factors of supramolecular polymer, leading a way for the control and regulation of the mechanical properties of supramolecular polymer materials. An accumulation of data required by the characterization of the supramolecular polymer using single-molecule force spectroscopy will also be achieved through the works of this project.

本项目致力于用单分子力谱方法研究超分子聚合物的分子级力学性能，建立单分子力谱评价超分子聚合物链稳定性及链机械性能的数据体系，填补溶液中的超分子聚合物性质行为的研究空白。通过对一系列结构特点不同的超分子聚合物进行单分子力谱实验，从分子水平评价超分子聚合物的力学稳定性、应力应变机理及弹性力学特征，比较其与传统聚合物分子链的差别，分析化学结构、驱动力性质等因素对超分子聚合物链力学性能的影响，为认识超分子聚合物材料的力学性能及其影响因素、实现超分子材料力学性能调控提供必要的直观依据，同时为使单分子力谱真正成为表征超分子聚合物的有力手段提供更充足的数据积累。

超分子聚合物以其简单的构筑方法和独特的环境响应性能而引起人们的广泛关注。人们期待超分子聚合物可以提供接近传统高分子的力学性能，然而由于其聚合驱动力较弱，很难从宏观入手评价超分子聚合物的力学性能。本项目用单分子力谱方法研究超分子聚合物的分子级力学性能，得到了大量单分子力谱评价超分子聚合物链稳定性及链机械性能的数据，填补溶液中的超分子聚合物性质行为的研究空白。.项目构筑了三个不同的体系，分别是典型超分子聚合物、模拟超分子聚合物驱动力的三组分主客体复合物、含有链内主客体相互作用的传统高分子，并在这三个不同层面的体系中分别得到了断裂力值，全方位的评价了作为超分子聚合物驱动力的主客体相互作用的断裂力值，为超分子聚合物断裂力的指认和归属提供了大量数据，也为进一步从分子水平评价超分子聚合物的力学稳定性、应力应变机理及弹性力学特征，比较其与传统聚合物分子链的差别，分析化学结构、驱动力性质等因素对超分子聚合物链力学性能的影响提供了重要依据。项目取得的成果为认识超分子聚合物材料的力学性能及其影响因素、实现超分子材料力学性能调控提供必要的直观依据，同时为使单分子力谱真正成为表征超分子聚合物的有力手段提供更充足的数据积累。