成千上萬個甚至上百萬個原子按照相似的方式結合成分子鏈，若干個分子鏈組成高分子聚合物。高分子聚合物材料充斥在我們日常生活的方方面面，從瓶子到輪胎、從飛機到醫療設備等。利用當前和未來的各種技術，探索聚合物性能的機理，有助于開發新的功能材料。一個跨國研究小組匯聚專業知識和實驗結果試圖揭示聚合物粘彈性變化強烈依賴于溫度的原因。這是科學界迄今為止未解的謎團。

    脆性指數反映了隨著溫度的增加，材料熔化的快慢。多年來，脆性指數高的高分子聚合物和相應小分子的脆性指數已經被測量記錄。到現在為止，還沒有理論能明確解釋為什么許多聚合物的脆性指數約是小分子液體的1.5倍。

    一個來自美國、意大利、中國的跨國研究小組利用大量的工具和技術找到了更完整的高分子聚合物玻璃化轉變過程圖片，并指出聚合物和小分子液體的不同。本周研究人員將研究成果發表在AIP的The Journal of Chemical Physics。

    來自橡樹嶺國家實驗室的科研工作者，同時也是田納西大學的化學與物理學教授的Alexei P. Sokolov說：“我與同事們共同研究了這個課題很久，盡管2007年我們發表了的具有相似題目的論文——Why many polymers are so fragile？——但那時我們只能提出問題，而無法進行解答。”多年來，我們通過許多不同的方法，得到了大量的實驗結果（這就是為什么有那么多的論文作者），最終提出了以聚苯乙烯為對象進行全面研究。聚苯乙烯開闊了實驗的視野。研究人員使用不同鏈長的聚苯乙烯探究熔化特性，發現：鏈長較短時，脆性指數與鏈長相關；隨著鏈長增加，相關性降低。我們的研究成果可能有助于解開這個謎團。

    研究人員意識到：對于高分子聚合物，節段性（也稱為結構）松弛只是一小部分分子的松弛；相比于鏈弛豫，完整的分子尺度弛豫需要相當長的時間；鏈弛豫而不是片段弛豫使非聚合系統具備相關性特征。

    這對我們的日常生活中高分子聚合物意味著什么呢？Sokolov說：“我們的工作有更廣泛的影響，因為類似的機制可能同樣存在于軟凝聚態等復雜系統中，這是否有助于獲得更好的聚合物仍有待觀察，但它應該有助于粘彈性性能良好的聚合物的設計。”

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