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  α_c弛豫是一種與半結晶聚合物材料的機械和鐵電性能有關的次級弛豫現象，可以被分離出多個獨立的弛豫過程，包括α₁弛豫（折疊區的鏈環和晶區表面的鏈尾的運動）和α₂松弛（晶區內部沿c軸的旋轉或擴散運動）。量化鏈旋轉和鏈擴散的動態分布將為開發具有特定功能的材料奠定基礎。然而，受空間分辨率的限制，傳統研究方法很難準確區分二者并量化其動態分布情況。

圖1.聚乙烯單晶的SMFS實驗。（A）PE單晶中力誘導熔融的示意圖。插圖為PE單晶的AFM高度圖。（B）PE單晶在39℃時獲得的典型的力-拉伸（F-E）曲線。（C）類型Ⅰ和類型Ⅱ曲線的峰間距ΔL₁和ΔL₂的統計圖。（D）三種類型曲線的解折疊力值統計圖。

圖2.PE單晶的解折疊路徑。（A）三種類型力曲線的放大觀察和相應的運動轉變示意圖。（B）解折疊事件的示意圖。（C）中間態的穩定性和壽命對比。

圖5. α_c弛豫對PE的納米力學性能的影響。（A）解折疊力值隨溫度變化圖。（B）三種類型的力曲線的能量耗散對比。

  綜上所述，該研究工作中提出了一種新型單分子研究方法，可以用于探測晶桿水平的α_c弛豫過程，準確區分并量化鏈翻轉和鏈擴散在不同溫度和拉伸速度下的動態分布情況。由于破譯了解折疊路徑背后的鏈動力學，并且不受傳統方法中同位素標記的限制，這種單分子力學方法原則上適用于廣泛的半結晶聚合物體系的鏈動力學研究。相關研究結果對開發具有優良力學性能的半結晶聚合物材料具有重要意義。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00561