大家好,今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題,就是關(guān)于典型高分子材料形變過程的問題,于是小編就整理了1個相關(guān)介紹典型高分子材料形變過程的解答,讓我們一起看看吧。
光響應(yīng)高分子材料的基本結(jié)構(gòu)?
光響應(yīng)高分子材料是指吸收光能后,能夠在分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生化學(xué)或物理變化的一類功能高分子材料。伴隨著分子結(jié)構(gòu)與形態(tài)的改變,材料表現(xiàn)出某些宏觀性質(zhì)的變化,如在光刺激下發(fā)生形狀、顏色或者折射率的變化等。
光能具有環(huán)保性、遠(yuǎn)程可控性、瞬時性等優(yōu)異的特性,因此光響應(yīng)性高分子材料受到了越來越多的關(guān)注。通過合理的設(shè)計,光響應(yīng)高分子材料可以產(chǎn)生光致形變或具有形狀記憶功能,完成諸如伸縮、彎曲、爬行、轉(zhuǎn)動等一些復(fù)雜的運(yùn)動,并且可以制作成多種柔性智能執(zhí)行器,在人工肌肉、微型機(jī)器人、微泵、微閥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景
光響應(yīng)智能高分子是指經(jīng)紫外光、近紅等紫外光、近紅等的照射,其自身吸收一定量光能, 并發(fā)生明顯 、特定的物理或化學(xué)性質(zhì)變化的一類高分子。
光響應(yīng)智能高分子與其他環(huán)境響應(yīng)聚合物相比,有其獨(dú)特的優(yōu)勢:光源安全、清潔,并且在光響應(yīng)智能高分子的光反應(yīng)過程中,光控過程能達(dá)到定點(diǎn)時 、實(shí)時開啟和停止, 且不用加入其它試劑,整個過程中也不產(chǎn)生副產(chǎn)物 。
通過調(diào)節(jié)光波長和強(qiáng)度等參數(shù) ,能“定點(diǎn)、 定時 、調(diào)速、調(diào)量 ”地成功調(diào)控光響應(yīng)智能高分子的性質(zhì)。正是由于光響應(yīng)智能高分子具有的這些獨(dú)特優(yōu)勢,使其在 光響應(yīng)智能生物開關(guān) 、光響應(yīng)形狀記憶 、光響應(yīng)高分子凝膠 、光響應(yīng)生物傳感器 、光響應(yīng)機(jī)械執(zhí)行器 和光響應(yīng)藥物控釋等方面有著廣泛的應(yīng)用 。
光響應(yīng)高分子材料通常含有能吸收光能的分子或官能團(tuán),在光的作用下會發(fā)生某些化學(xué)或物理反應(yīng),產(chǎn)生一系列結(jié)構(gòu)和形態(tài)變化,從而表現(xiàn)出特定的功能。
在光參量的作用下產(chǎn)生光化學(xué)轉(zhuǎn)變的基團(tuán)主要包括偶氮苯基團(tuán)(偶極矩、尺寸和形狀的改變),苯并螺吡喃基團(tuán)(形成兩性離子),三苯基甲烷基團(tuán)(產(chǎn)生可逆離子解離)和肉桂酸基團(tuán)(光二聚反應(yīng)),這些光化學(xué)轉(zhuǎn)變可以進(jìn)一步誘導(dǎo)含有這些基團(tuán)體系的光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)的變化
偶氮苯類的衍生物是目前研究最為廣泛的一類光響應(yīng)基團(tuán),在光或熱的作用下,偶氮苯可以實(shí)現(xiàn)順反異構(gòu)化的改變,其反式構(gòu)象在熱力學(xué)上處于穩(wěn)定狀態(tài),在紫外光的照射下,反式的偶氮苯發(fā)生異構(gòu)反應(yīng),轉(zhuǎn)變成順式偶氮苯; 順式偶氮苯構(gòu)象熱力學(xué)上處于非穩(wěn)定狀態(tài),自然狀態(tài)下可逐漸恢復(fù)到反式構(gòu)象
光響應(yīng)高分子材料通常由以下基本結(jié)構(gòu)組成:
1. 光敏基團(tuán):包含能夠吸收光能的基團(tuán),如光聚合基團(tuán)或光電轉(zhuǎn)換基團(tuán)。這些基團(tuán)能夠在光照條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)改變或產(chǎn)生光電效應(yīng)。
2. 聚合物主鏈:光響應(yīng)高分子材料通常以聚合物主鏈為基礎(chǔ)。聚合物主鏈提供了材料的骨架,并且可以調(diào)整其物理和化學(xué)性質(zhì)。
3. 功能性側(cè)鏈:為了增強(qiáng)材料的光響應(yīng)性能,通常會引入具有特定功能的側(cè)鏈。這些側(cè)鏈可以包含光敏基團(tuán)、光電轉(zhuǎn)換基團(tuán)、能夠吸收特定波長的功能基團(tuán)等。
4. 背景基質(zhì):光響應(yīng)高分子材料的基本結(jié)構(gòu)通常是以一種背景基質(zhì)為基礎(chǔ)。這種基質(zhì)可以是無機(jī)材料、有機(jī)聚合物或共聚物等,用于提供材料的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
以上是光響應(yīng)高分子材料的一般基本結(jié)構(gòu),具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計會根據(jù)材料的用途和應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
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