古天乐澳门太阳集团城app 从“弹性晶体”开启材料化学新领域
- 有机材料通常在结晶度和柔韧性之间具有权衡关系。换句话说，众所周知，晶体材料不具有柔韧性。 Hayashi 讲师想知道是否有可能颠覆这一传统观点，并重点关注了 π 共轭分子晶体结构的轻微变化，这些分子因其表现出独特的古天乐澳门太阳集团城app和光学特性而被用作有机古天乐澳门太阳集团城app材料。利用独特的π共轭分子设计和合成策略，我们开发了一种称为“弹性晶体”的柔性单晶，并创造了一种具有“发光特性”的新材料。这一结果预计将带来聚合物以外的新材料创新。
创建由π共轭分子制成的可弯曲晶体材料
近年来，“π共轭分子”作为有机古天乐澳门太阳集团城app领域的基础材料而受到关注。由于它具有相对自由运动的古天乐澳门太阳集团城app，因此具有半导体性、导电性、发光性等独特的性质。 Hayashi讲师的目标是通过以这些π共轭分子为关键的有机/聚合物合成和分子组装化学来创造超越聚合物的新材料。
有机古天乐澳门太阳集团城app材料大致分为低分子单晶和高分子树脂。低分子单晶具有由分子组成的致密且各向异性的结构，因此可以期望具有高性能，但由于它们缺乏柔韧性，所以它们很脆并且容易断裂。另一方面，聚合物树脂具有与单晶完全相反的性能，尽管它们具有柔性，但其多孔结构使其难以获得足够的性能。这样，众所周知，在分子组装中，“结晶度和柔性是一种权衡关系。”
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当施加力时，晶体内的分子平面朝一个方向移动、弯曲，然后恢复到原来的状态。由于这种特性会导致颜色反复变化，因此该公司还致力于将其应用于具有高无线电波效率和结构的光纤中使用的“发光波导”。
Hayashi 讲师说：“研究背后的驱动力是能够见证新现象和材料的发展。”我们相信晶体获得柔韧性的新想法可能会彻底改变材料化学。 “创造新材料来弥合具有完全不同特性的单晶和聚合物之间的差距，模糊了材料科学的界限。我相信这正是创新所在。”
通过以自由的思维对待高分子材料和结晶材料，我们不仅希望创造新材料，而且希望开拓新领域。
致力于开发完全可回收的功能性纤维材料
作为弹性晶体的应用，林讲师正在致力于开发完全可回收的功能性纤维材料。
工业上使用的纤维材料一般由高分子量聚合物制成。然而，原料合成会产生大量废物，即使回收和再利用产品，清洁和加工成本也很高。此外，涉及分子水平分解和回收的化学回收在方法和成本方面并不容易，并且传统的合成化学纤维回收系统存在局限性。另一方面，低分子量单体具有可溶性，容易溶解在有机溶剂中，并且可以完全分解并回收至分子水平，但它们很脆，难以作为纤维材料进行处理。
为了解决这些问题，开发在减量化和回收方面均优异的新型纤维材料非常重要。因此，Hayashi讲师提出了利用弹性晶体的柔韧性，创造一种由低分子单体单元制成的功能性纤维的想法。这个想法是利用聚合物纤维材料无法实现的完整回收过程以及单晶纤维的独特功能。 “在合成弹性晶体的过程中，我们发现可以制造出又长又细的晶体，每个晶体的行为都像纤维。我们认为，如果我们能充分利用这一点，我们就可以制造出纤维。”
弹性晶体是通过有意创造细晶体而制成纤维的，这种晶体会产生缠结，使它们像聚合物纤维一样轻盈蓬松。利用弹性晶体有效吸收光的能力，它可以用作阻挡紫外线的功能性纤维材料。 “通过与感兴趣的公司进行联合研究，我们希望更接近实际应用。”
在开始晶体工程研究之前，Hayashi 讲师专门研究聚合物科学。 “我对纺织材料非常感兴趣有一段时间了，”他说。
“很多研究人员都在考虑有机单晶在器件上的应用，所以我想抛开这一点，从一个完全不同的角度提出应用。对于弹性晶体的工业应用来说，纤维材料最有潜力，也最接近实际应用。我相信我能够充分利用我在聚合物方面的专业经验，将其应用到纤维材料上。”
发布日期：2021 年 4 月