Linking Molecular Behavior to Macroscopic Properties in Ideal Dynamic Covalent Networks

流变仪 化学 共价键 粘弹性 自愈水凝胶 三联烯 纳米技术 化学物理 动态力学分析 合理设计 分子 聚合物 动态共价化学 计算化学 超分子化学 高分子化学 有机化学 热力学 材料科学 物理
作者
Bruno Marco‐Dufort,Ramon Iten,Mark W. Tibbitt
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (36): 15371-15385 被引量:206
标识
DOI:10.1021/jacs.0c06192
摘要

Dynamic covalent networks (DCvNs) are increasingly used in advanced materials design with applications ranging from recyclable thermosets to self-healing hydrogels. However, the relationship between the underlying chemistry at the junctions of DCvNs and their macroscopic properties is still not fully understood. In this work, we constructed a robust framework to predict how complex network behavior in DCvNs emerges from the chemical landscape of the dynamic chemistry at the junction. Ideal dynamic covalent boronic ester-based hydrogels were used as model DCvNs. We developed physical models that describe how viscoelastic properties, as measured by shear rheometry, are linked to the molecular behavior of the dynamic junction, quantified via fluorescence and NMR spectroscopy and DFT calculations. Additionally, shear rheometry was combined with Transition State Theory to quantify the kinetics and thermodynamics of network rearrangements, enabling a mechanistic understanding including preferred reaction pathways for dynamic covalent chemistries. We applied this approach to corroborate the "loose-bolt" postulate for the reaction mechanism in Wulff-type boronic acids. These findings, grounded in molecular principles, advance our understanding and rational design of dynamic polymer networks, improving our ability to predict, design, and leverage their unique properties for future applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助粗心的从露采纳,获得10
1秒前
GeGe完成签到,获得积分10
3秒前
Ascmo发布了新的文献求助10
4秒前
yangyang发布了新的文献求助20
4秒前
嘻嘻哈哈应助Tetrahydron采纳,获得10
5秒前
dde发布了新的文献求助10
5秒前
lanming完成签到,获得积分10
6秒前
12完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
ijie完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
殷勤的紫槐给dolabmu的求助进行了留言
9秒前
17835152738完成签到,获得积分10
9秒前
8R60d8应助开朗世立采纳,获得10
10秒前
12秒前
秉烛游应助真实的飞柏采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
田様应助www采纳,获得10
13秒前
14秒前
ldxghh发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
大方的笑萍完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
科研通AI6.2应助yangyang采纳,获得10
15秒前
天天快乐应助一曲红绡采纳,获得10
15秒前
15秒前
dawnstar发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
小村发布了新的文献求助10
18秒前
深情安青应助史淼荷采纳,获得30
18秒前
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7534927
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9120142
关于积分的说明 19483384
捐赠科研通 7134044
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3257310
关于科研通互助平台的介绍 2424516
邀请新用户注册赠送积分活动 2245104