表面重构

更新时间:2022-10-24 23:58

表面重构(英文名称:surface reconstruction)。是表述高分子聚合物表面分子性质的专用术语。高分子聚合物具有最典型的软物质的特征,其表面具有温度和环境的响应性。当周围环境改变时,高分子聚合物表面的分子链、链段或基团会进行重新排列,达到界面能最低的稳定状态。高分子聚合物表面为适应环境,从一个状态到另一个状态的变化过程,就称为高分子聚合物表面重构。通过以下概念,深入理解:

高分子聚合物表面

高分子聚合物表面是指其固体表层一个或数个原子层的区域。由于表面粒子(分子或原子)没有邻居粒子,使其物理性和化学性质与固体内部的性质明显不同。由于其表面上原子配位数减少,所以处于表面上的原子缺少相邻的原子,会失去三维结构状态下原子之间作用力的平衡。这样,解理后那些处于表面上的原子,必然要发生驰豫,以寻求新的平衡位置,因而会发生重构(reconstruction)以降低表面的能量。所以弛豫和重构是高分子聚合物解理后普遍存在的一种表面现象。

影响表面重构的因素

高分子聚合物表面所以会发生重构,从热力学的角度看,界面能最低是重构发生的主要动力。从动力学角度看,当环境变化时表面分子的运动能力也是重构能否发生的关键因素,因此高分子聚合物的结构影响其表面重构能力。研究表明高分子聚合物的极性基团,分子链间的交联等都是影响其表面重构的重要因素。

表面重构研究的重要性

高分子聚合物表面重构现象在20世纪70年代后受到人们的关注和重视。通过一些近代分析测试技术,诸如X射线光电能谱、透射电镜、原子力显微镜等应用,加深了对这一现象的认识。通过对表面重构的研究可以掌握表面重构的规律,对于高分子材料的表面设计,控制高分子材料表面性质,调控、优化高分子材料的使用性能,实现其表面智能化等都具有非常重要的意义

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