高分子与机械力之间的关系

王越钱　张新酩

摘 要：对于高分子的研究是当今目前研究的重点。高分子是以前没有被发现的刺激源，在和传统光和热等等相比较之下，是有很多不同的特点的。机械刺激从来源上可以分为两种，一种是宏观的，另一种就是微观的。其实在早期发展的时候，宏观已经被大范围的应用到处理高分子了。但是作为微观方面，对于应用高分子在近年以来才慢慢成为重点研究对象。本篇论文是从机械力与高分子之间的关系出发，分别叙述了不同种类的机械力系统。除此之外，本篇论文还进行了总结，对于现在已经有了应用，这些应用包括了拆分、活化等。

关键词：机械力 高分子 关系 材料

1.引言

近年以来，由于高分子的奇特功能被人发掘，再加上高分子的这些功能能够大范围地运用到现实生活中，而由此受到大家的广泛关注。对于刺激的来源主要分为三大类，第一类是物理来源，第二类是化学来源，第三类是生物来源。在高分子刺激回应的材料中，机械力回应的分子有其特有的功能。

应用机械化学研究主要包括两大类领域，一大类是宏观，另一大类是化学，其实在两千多年以前，当时的人们就已认识了破碎、研磨等等，这些被称为现在称为机械手段，在当时这种可以加速化学反应的发生。但是和物理原理控制的反应有些不同，因为宏观方式并不能直接的操控原子，所以很长时间以来，机械力并没有得到应该有的重视。在1919年，奥斯瓦德第一次提出了一个机械力的新概念，就是机械力能够引诱化学发生发硬，称它为化学的机械力。在以后，化学的机械力在很多方面都得到了广泛应用，比如在无机合成方面，在对有机反应方面，在合金材料的应用上，纳米材料的运用上，还是在生物材料领域等，都得到了大范围的应用。

在化学领域方面，人们在很早的时候就已经关注了材料的特性，在机械性能方面和效应方面，比如在超声方面，这种机械方法在很早就已经呗应用到分解聚合物的反应内。在已经过去的二十年，合成高分子的被力学响应，它的的理论和研究在这段时间内有了极大的发展。利用原子显微镜来进行微观的观察，观察出来得到了不同的结果，由力学回应的高分子是通过宏观机械引导的方法来促进了微观化学反应变化发生。所以本篇论文就以此来进行研究分析和阐述。

2.机械力与高分子互相作用的原理

其实原则上，机械力回应的高分子都可以对来自不同的类型的机械力都会发生回应。对机械力作用到高分子上的发生化学反应的的细节进行阐述，由此可以进一步对设计新的力学体系进行指导，这才是研究人员最为关注的问题。但是因为高分子内部构造并没有有序的取向，也没有宏观弹性的特点，所以怎么样才能精确的描述宏观机械反应分子化学，并且如何进行调控，仍然有着很大的难度。

从能量变化的角度对高分子的机械力变化进行观察，可以把这些反应概括成把机械能转化成为化学能，并且最后的一部分能够在化学键中储存起来，但是另一部分则会因热能或者其他形式散发消失。与其出现相反的是，化学键存储的或者是张力能这些能够进行释放并且能将其转化成了机械能，这也是对机械力研究的重点内容。

3.对高分子的反应进行分类

3.1 响应力学的共同体系

其实，在本文中，对于产生化学反应的主要对象就是共价键。根据前面所说的化学理论，对力学进行设计，因此需要在共价键中的高分子引进弱化一些的化学键相比较共价键来说。这些都可以進行分类，比如按照从宏观大范围到微观小范围进行分类，但是本篇论文并不是按照此种方法，而是根据化学内部的构造进行分类，并且进行综合叙述。

3.2. 三个构造的元形系统

因为小型的环状系统自身有着比较高的张力，所以三形的环状系统很容易因为外边机械力的作用而发生化学反应。比如偕带两种的烷气体，就是最为突出的例子。同时在应受力量的作用下，偕带二氟却是得到不一样的结果，出现这种情况后，通过理论进行分析，然后再进行计算，在通过顺磁试验，这三种试验过程，都由此证明了由于机械力的存在，环状丙烷的两个基本自由分子不能再自由了，而是逐渐变得稳定，不再活跃。由此，研究者们通过更深一步的计算，得出了一个新的结论，就是对于相对应的体系势力动能将会随着外力发生变化，这一研究结论的得出，为更深入的研究引导出了一个新思路。

4.结果与冀望

因此对于具有刺激性的材料来说，现今为止，研究者们最大研究的范围就是对于刺激性材料的研究。而且，由于机械应受力量是一种突出的物理发现源而越来越受到研究者们的重视，由此一门新成立的学科被建立起来—机械化学，逐渐发展起来。对于机械化学来说，在广义上来说，主要是对机械能如何与化学能进行反应转化进行研究，从能量上来说，也可以看做是机械能和化学能相互转化是怎样的一个过程。最主要研究的就是机械应受力量是如何影响着化学反应，也可以说是化学反应为什么会在大范围内或是小范围内有着机械的作用下才能产成反应。

与其他处理机械力的作用不同，宏观处理机械相比较于光热对于能量的处理是不一样的，例如在微观方面，原子之间的相互作用在很多地方都有不同数量级别的能量，而且具有方向感，所以并不是很能控制好化学键。伴随着机械力能够影响化学反应在小范围内也在不断得到研究者们的重视，并且不断发展，而且已经在现实生活中得到了广泛应用。因此对于已经有进一步发展的各类反应来说，高分子的回应的主要优点是能够有目的有选择性的移除部分主要链接，对于正反交换的反应基本团体和保护基本来说，这两种一直是一个问题，对于将其合成生物学，假如能把设计高分子的链接能够作为“力学保护”的基础，那必将会与正常规定保护的自由基会有很好的正相交互性，能够更深一步了掩护遮蔽蛋白质，进行定位，进行研究标注。此外，应该考虑小范围的力量的来源，因为即使原子力和超声波能够产生力量，但是并不代表其他不能产生力量。

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