推薦東京工業大學大冢秀行研究團隊的研究成果：微小力可以使聚合物顯色。

（一） 東京工業大學研究人員開發了一種多功能聚合物材料，該材料可以透過顏色和熒光顯示接收到的力，並同時在該位置形成新的交聯鍵以增加強度。研究人員設計併合成了主鏈上帶有DFSN（二芴基丁二腈）骨架，側鏈上帶有可聚合烯基基團的聚氨酯，進行壓縮試驗以研究所得彈性體在力下的反應。DFSN骨架在室溫下是穩定的，但是當施加力時，中心碳-碳鍵斷裂，生成具有反應性的自由基，並且材料會顯示紅色，也可以顯黃色熒光。

圖1。DFSN骨架的屬性（左）和本研究中的設計（右）

在自由基作用下，還可以與聚合物鏈上的可聚合基團發生交聯反應提高強度和提高耐溶劑性。接下來，當用紫外線（365nm）照射壓縮膜時，顯示黃色熒光。該熒光發射是由在交聯反應期間自由基的運動產生的熒光自由基引起的。由於熒光的變化比顏色的變化更敏感，因此從損傷檢測的角度來看，它被認為更有用。

圖2。聚合物受壓效果 另外，透過測量機械效能和電子狀態，計算化學等，對力引起的化學反應進行多方面的評估。透過此方法還可以設計聚合物材料，以透過響應力載荷來防止意外破壞。

（二） 上述這種方法，可以用於研究聚合物結晶的視覺化：

將TASN骨架引入了透過機械刺激裂解產生穩定的熒光自由基的結晶聚酯分子鏈的中心，成功地直接視覺化和量化了聚酯結晶過程中產生的穩定基團，透過共聚焦熒光顯微鏡可以進行三維觀察。具體地，作為結晶聚合物，合成了在分子鏈的中心具有TASN骨架的線性和星形的聚己內酯。在等溫結晶過程中，TASN骨架因上面產生的微小應力而解離，並且可以檢測到發射黃色熒光的自由基。

參考文獻：

1、Segmented Polyurethane Elastomers with Mechanochromic and SelfStrengthening Functions，DOI：10。1002/anie。202015196

2、A Diarylacetonitrile as a Molecular Probe for the Detection of Polymeric Mechanoradicals in the Bulk State through a Radical ChainTransfer Mechanism，DOI：10。1002/anie。202013180

3、Crystallization-induced mechanofluorescence for visualization of polymer crystallization，DOI：10。1038/s41467-020-20366-y

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