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  傳統顆粒材料是指一類以較大尺寸（通常 > 1 μm）的、離散的粒子作為構建單元堆積形成的聚集體。由于這類材料的結構松弛所需的能量遠大于室溫下的熱擾動（k_BT），因此結構單元被凍結。值得注意的是，當粒子的尺寸減小到納米尺度甚至亞納米尺度時，其擴散運動所需的能量與室溫下的熱擾動接近，結合精確的化學修飾手段，使得粒子材料的結構松弛能壘可以實現更廣泛地調節，由此展示出了更為豐富的力學特性——從脆性到粘彈性。然而由于缺乏結構明確的模型體系，關于這類材料可以在遠高于玻璃化轉變溫度下維持彈性的分子尺度作用機制尚未厘清。針對這個研究難題，華南理工大學殷盼超課題組提出，通過采用具有明確結構和化學活性位點的分子簇作為納米-亞納米級的結構單元，并成功制備了一系列具有相對明確結構的粒子模型材料，為揭示粒子材料獨特的構效關系提供了堅實的基礎。為了更好地區別于傳統顆粒材料，該類新型粒子材料被命名為分子顆粒材料（圖1）。

圖1. 宏觀顆粒材料與分子顆粒材料的對比

  近期，殷盼超課題組繼續以籠型寡聚倍半硅氧烷（POSS）為結構單元，制備了結構明確的分子顆粒材料PolyPOSSs。有意思的是，該材料在遠高于玻璃化轉變溫度（T –T_g > 150 ℃）下依舊表現出了明顯的彈性。進一步通過連接子工程策略實現了對該分子顆粒材料體系的力學性質從脆性到粘彈性的調控。結合小角X-ray/Neutron散射（SAXS/SANS）和寬頻介電譜（BDS）全面的揭示了該分子顆粒材料的多級結構的松弛過程，明確了其粘彈性受控于多個POSS微相區協同運動，從而揭示了PolyPOSSs的宏觀力學性能和T_g解耦的原因。

圖2.PolyPOSS-1的制備和結構表征

  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c03636

  相關綜述：Liu-Fu, W.; Zhou, X.; Chen, J.; Yin, J.-F.*; Yang, J.*; Yin, P.* Functional Molecular Granular Materials: Advances and Perspectives. Chem. Asian J. 2023, 18, e202300184. 

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202300184