国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  本研究結(jié)合二維X射線纖維衍射與密度泛函理論(DFT)計(jì)算，揭示了新型含雙鍵側(cè)基可持續(xù)聚酯——聚(α-亞甲基-δ-戊內(nèi)酯)（P(MVL)_ROP）的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，P(MVL)_ROP屬三斜晶系（空間群），晶胞參數(shù)為a = 7.26 ?,  b = 6.86 ?, c = 7.39 ?, α= 122.09°, β= 89.14°, γ= 104.88°，分子鏈為全反式(all-trans)平面構(gòu)象。通過基于Hirshfeld劃分的獨(dú)立梯度模型（IGMH）方法首次在聚合物晶體中明確C-H……O=C非共價(jià)相互作用是穩(wěn)定其晶胞堆砌的主要作用力位點(diǎn)。

  可控解聚高分子材料是塑料可持續(xù)發(fā)展的重要方向。P(MVL)_ROP是一種可通過開環(huán)聚合制備，并能高效解聚回單體的新型聚酯，具有較好的應(yīng)用潛力。理解其晶體結(jié)構(gòu)是闡明其熱性能、力學(xué)性能及挖掘材料潛在應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而，高分子材料結(jié)晶不完善、衍射點(diǎn)重疊嚴(yán)重且數(shù)量少，晶體結(jié)構(gòu)解析尚無標(biāo)準(zhǔn)化程序和高效方法。

圖1. P(MVL)_ROP的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

  近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所劉國明研究員團(tuán)隊(duì)與浙江大學(xué)李志波教授團(tuán)隊(duì)合作，成功解析了該課題組合成的P(MVL)_ROP的晶體結(jié)構(gòu)。首先制備了高度取向的P(MVL)_ROP纖維樣品，并利用實(shí)驗(yàn)室光源和同步輻射光源采集了高質(zhì)量的二維X射線衍射圖。衍射圖指標(biāo)化應(yīng)用了他們近期開發(fā)的PolymCrystIndex 程序（Journal of Applied Crystallography 2025, 58 (3), 759-767）。該程序基于遺傳算法和梯度優(yōu)化的方法，能夠自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地對(duì)聚合物纖維衍射圖進(jìn)行最優(yōu)指標(biāo)化。對(duì)于P(MVL)_ROP這種三斜晶系、衍射點(diǎn)位置不規(guī)整、重疊嚴(yán)重的復(fù)雜圖案，PolymCrystIndex發(fā)揮了其自動(dòng)化、高效率、高精度定位的優(yōu)勢。

圖2. P(MVL)_ROP晶體結(jié)構(gòu)：(a) 沿a軸視角, (b) 沿b軸視角, (c) 沿c軸視角, and (d) 沿a* 視角

圖3. 同步輻射光源和實(shí)驗(yàn)室光源采集到的二維纖維衍射圖，以及基于數(shù)據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的模擬衍射圖。

  晶胞獲取參數(shù)后，團(tuán)隊(duì)結(jié)合自編程序和DFT計(jì)算對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精修和能量優(yōu)化。結(jié)果表明，P(MVL)_ROP鏈采取全反式構(gòu)象，兩條分子鏈以反平行方式堆砌在三斜晶胞中。通過溫度變量紅外光譜和拉曼光譜證實(shí)了羰基等官能團(tuán)處于較強(qiáng)相互作用環(huán)境。基于IGMH分析方法，該方法首次在聚合物晶體中直觀地“看到”并定位了驅(qū)動(dòng)分子鏈堆砌的關(guān)鍵相互作用位點(diǎn)——即平行和反平行鏈之間的一系列C-H……O=C強(qiáng)相互作用。本工作系IGMH方法首次在高分子晶體結(jié)構(gòu)解析中的運(yùn)用。

圖4. IGMH方法計(jì)算P(MVL)_ROP晶體中分子鏈相互作用位點(diǎn)。

  該工作報(bào)道了一種新型聚酯材料的晶體結(jié)構(gòu)，為將來研究其結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系打下基礎(chǔ)。研究過程中PolymCrystIndex程序的高效表現(xiàn)證明了其在低對(duì)稱性晶體指標(biāo)化中的強(qiáng)大能力，有望成為高分子晶體學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)工具。另外，本文首次將IGMH方法成功應(yīng)用于高分子晶體，為理解和可視化高分子中分子鏈間相互作用提供了新思路。

  該工作以“Crystal Structure of Poly(α-methylene-δ-valerolactone)”為題發(fā)表于Macromolecules，論文第一作者為化學(xué)所博士生馬天怡，通訊作者為劉國明研究員。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c03417