自中毒聚合物晶体

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聚合物结晶的过程对许多行业至关重要：这类材料含有由长碳基链组成的分子，常见于服装、汽车保险杠和其他常见产品中。在本周的《物理评论快报》中，谢菲尔德大学的一个团队描述了一种以不寻常方式结晶的相对简单的聚合物，这或许能阐明一般的反应。通过使用短聚合物，即n-烷烃 C₁₉₈ H₃₉₈(右图) 的200个碳链，作者避免了使用多分散样品（即具有多种不同长度分子的样品）带来的复杂性，并为结晶通过许多不同步骤发生这一观点找到了有力的证据。

Goran Ungar 和他的同事研究了浓度对结晶速率的影响。他们发现，在低浓度下，速率随着浓度的增加而增加，正如预期的那样。然而，在聚合物重量浓度为 1% 到 3% 之间时，速率几乎降至零。高于 3% 时，速率又开始回升。他们基于显微镜观察的解释如下：在浓度低于 3% 时，晶体由彼此排列的延伸链组成。但是，当浓度上升到 1% 到 3% 之间时，其中一些长而柔韧的链开始折叠，而这些曾经折叠的链会干扰其他与现有延伸链排列的链。只有当浓度升至 3% 以上时，才有足够多的折叠链相互粘连，从而开始主导晶体生长的模式。该小组早期的工作暗示了折叠链引起的干扰，他们称之为“自中毒”。现在他们有了证据。未来的研究应证明自中毒是否发生在所有聚合物结晶中。