实验室殷盼超教授团队：拉伸诱导分子颗粒材料结构取向

以具有极小尺寸的分子簇为基本构建单元，通过化学键合可以制备具有不同拓扑结构的分子颗粒材料，该类分子颗粒材料可以在远高于玻璃化转变的温度下保持弹性，但是这往往在合成上需要巨大的努力。同时对于分子颗粒材料的研究更多停留在准静态阶段，目前缺乏对其在形变过程中的结构演变的研究，不利于拓展其应用。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的殷盼超教授课题组利用超分子相互作用制备了具有多级结构的分子颗粒材料，实现了分子颗粒材料的动态结构监控，并指导了该分子颗料材料的多样性加工，有望拓展该类分子颗粒材料在光学领域的应用。

以尺寸约1nm的磷钨酸（PTA）和单端氨基功能化的笼状寡聚倍半硅氧烷（OPOSS-NH2）为基本构建单元，采用简单的物理共混代替繁杂的化学合成，一步法简便地制备了具有多级结构的分子颗粒材料。该分子颗粒材料具有出色加工性和具有类似聚合物的粘弹性。同时借助于同步辐射的高通量和高时间分辨率的特性，通过原位小角X光散射拉伸实验（in-situSAXS）研究了该材料的拉伸力场下的动态结构，揭示了该材料在拉伸诱导下可以高度结构取向，诱发相转变，形成堆积更加致密的六方相，赋予材料出色的力学性能。同时流变揭示了该材料在远高于玻璃化转变温度下保持弹性平台，相结构的存在抑制了应力松弛，所以该分子颗粒材料具有出色的拉伸性能。这些动态结构演变的认识和来源于流变和宽频介电的结构松弛行为的认识，成功指导了该分子颗粒材料被加工成具有光学异质性的高度取向的膜或者涂层，高度取向的膜和涂层都具有显著的双折射现象。灵活的加工方式和高度取向的结构，这些在纳米颗粒材料是罕见的，揭示了其未来在光学领域的应用前景。

相关研究成果以“Stretch-InducedStructural Ordering and Orientation for Tensile Yield Behavior and AnisotropicOptical Property of Molecular Granular Materials”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上，其中通讯作者为殷盼超教授，第一作者为刘付卫博士生。该研究工作得到了国家自然科学基金、粤港澳中子散射科学与技术联合实验室、中国散裂中子源松山湖科学城开放基金、TCL科技创新基金等科研项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202510392