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深圳大学高等研究院是深圳大学于2014年成立的一个包含本科与研究生培养、侧重跨学科教学与学术研究的校内综合办学单位。作为深圳大学内部探索全面改革创新的学术特区,高等研究院与香港和海外著名高校合作,借鉴国内外研究型大学通行的管理模式,引进具有一流视野的资深教授和发展潜力的青年教师,营造与国际接轨的学术氛围和培养环境,开展卓越的教学、研究和管理工作。

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曹艳研究员课题组在国际晶体学联合会TOP期刊IUCrJ发表聚合物受限结晶的对称性研究论文

发布时间:2021-02-09 | 浏览次数:

高等研究院曹艳研究员课题组在国际晶体学联合会(International Union of Crystallography )Top期刊(中科院分区,一区)发表论文,题为“Coherent crystal branches: the impact of tetragonal symmetry on the 2D confined polymer nanostructure”(IUCrJ,2021, 8, 1-10)。论文链接为https://journals.iucr.org/m/issues/2021/02/00/fc5049/index.html。国际晶体学联合会创建于1948年,现有40个会员国和地区学会。IUCrJ为2014年为纪念国际晶体年创建的高水平期刊。


聚合物晶体的对称性极大地影响了材料的光学,导热性和机械性能。过去的研究表明,聚合物纳米棒在二维受限结晶可产生各向异性结构。但是,很少有研究者专注于从晶体对称性的角度理解受限的纳米结构。在这项研究中,我们首先探索了在二维受限下四方晶体的分子链自组装。我们特别选择具有41或72螺旋构象的聚(4-甲基-1-戊烯)(P4MP1)(通常以四方晶格结晶)作为模型聚合物。我们首先在P4MP1纳米棒中发现了四方晶格的协同晶体分支结构。不同寻常的45°和135°-{200}衍射点和子午线{220}衍射点(来自45°倾斜的晶体)已显示出沿着棒长轴上a1轴晶体和45°倾斜晶体之间的均匀晶体分支结构,其起源于与四方晶格对称性相关的结构缺陷。该项研究第一次揭示了利用二维受限控制四方晶格单元中的分子链堆积缺陷,使晶体分支结构在二维约束中沿着棒的长轴发展。

图1 P4MP1的晶体模型和模拟衍射([001]区)


   

图2 多孔阳极氧化铝模板和P4MP1纳米棒形态


图3 四方晶格聚合物的受限纳米棒X-射线衍射图


图4 X-射线衍射图解析和受限结晶中的晶体协同分支。


该工作由国家自然科学基金和深圳市重点学科建设项目资助。深圳大学高等研究院的硕士生梁梓颖同学为论文第一作者,硕士生赖紫薇同学为共同作者,曹艳研究员为唯一通讯作者,深圳大学为唯一通讯单位。