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:177
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
上上签发布了新的文献求助10
3秒前
30040发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
核桃应助不想写sci的黄采纳,获得30
4秒前
4秒前
迅速茹嫣完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助上上签采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
roxy完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
情怀应助优雅的幻雪采纳,获得10
13秒前
Sun发布了新的文献求助10
13秒前
Ly发布了新的文献求助10
13秒前
芽芽发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
跳跃如风发布了新的文献求助10
14秒前
核桃应助初景采纳,获得30
15秒前
CHEN完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
Ferdinand_Foch完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
三冬四夏发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
24秒前
24秒前
24秒前
25秒前
26秒前
27秒前
山野下发布了新的文献求助10
27秒前
扎心发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
王一发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
demo1发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
高分求助中
(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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Reaction of 3-Methylenedihydro-(3H)furan-2-one with Diazoalkanes. Syntheses and Crystal Structures of Spiranic Cyclopropyl Compounds 400
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 7075203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8735532
关于积分的说明 18485559
捐赠科研通 6612063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3129772
关于科研通互助平台的介绍 2228899
邀请新用户注册赠送积分活动 2104811