表面重構

表面重構(英文名稱:surface reconstruction)。是表述高分子聚合物表面分子性質的專用術語。高分子聚合物具有最典型的軟物質的特徵,其表面具有溫度和環境的回響性。當周圍環境改變時,高分子聚合物表面的分子鏈、鏈段或基團會進行重新排列,達到界面能最低的穩定狀態。高分子聚合物表面為適應環境,從一個狀態到另一個狀態的變化過程,就稱為高分子聚合物表面重構。通過以下概念,深入理解:

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高分子聚合物表面

高分子聚合物表面是指其固體表層一個或數個原子層的區域。由於表面粒子(分子或原子)沒有鄰居粒子,使其物理性和化學性質與固體內部的性質明顯不同。由於其表面上原子配位數減少,所以處於表面上的原子缺少相鄰的原子,會失去三維結構狀態下原子之間作用力的平衡。這樣,解理後那些處於表面上的原子,必然要發生馳豫,以尋求新的平衡位置,因而會發生重構(reconstruction)以降低表面的能量。所以弛豫和重構是高分子聚合物解理後普遍存在的一種表面現象。

影響表面重構的因素

高分子聚合物表面所以會發生重構,從熱力學的角度看,界面能最低是重構發生的主要動力。從動力學角度看,當環境變化時表面分子的運動能力也是重構能否發生的關鍵因素,因此高分子聚合物的結構影響其表面重構能力。研究表明高分子聚合物的極性基團,分子鏈間的交聯等都是影響其表面重構的重要因素。

表面重構研究的重要性

高分子聚合物表面重構現象在20世紀70年代後受到人們的關注和重視。通過一些近代分析測試技術,諸如X射線光電能譜、透射電鏡、原子力顯微鏡等套用,加深了對這一現象的認識。通過對表面重構的研究可以掌握表面重構的規律,對於高分子材料的表面設計,控制高分子材料表面性質,調控、最佳化高分子材料的使用性能,實現其表面智慧型化等都具有非常重要的意義

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