机械保护基团保护分子免受应力和应变的影响

英国化学家发现，一种机械连锁分子可以保护力激活的官能团(称为机械团)免受压力和应变的影响。该机械保护组可用于自修复或损伤检测材料。

与机械反应性聚合物不同，机械反应性聚合物的行为是由非共价相互作用扩散到整个结构上造成的，机械团是一种小分子单位，其共价键在压力下会断裂。例如，当被高强度超声激活时，一些Diels-Alder加合物会发生反向Diels-Alder反应。

每个机械团都是由其分子结构固有的一定数量的力触发的。机械化学专家说:“想象一下，你有一个你喜欢的特定功能，它在一定的力下被激活，但你不希望它在这么低的力下被触发。查尔斯Diesendruck他没有参与这项研究。“这种(机械保护组)可以解决这个问题，因为你可以在不改变化学成分的情况下改变机械激活。”

机械保护基团是链状烷——由两个机械上互锁的环组成的分子。纪尧姆·德波和曼彻斯特大学的张敏(Min Zhang)发现，构建在链状环中的机械团在可能使其破裂的条件下仍然完好无损。

该团队设计了一种含有连环烷的聚丙烯酸酯，将相同的呋喃-马来酰亚胺机械团放入大环中，并将连环烷连接到聚合物的其余部分。当高强度超声拉伸聚合物链时，连接器机械团断裂，而链烯结合的机械团保持完整。

德波解释说:“因为链状环的两个环可以在张力下自由滑动，当张力在两个环上完全平衡时，它们会自动达到一个点。”这种均衡将力分散到整个链状结构上，将应力从机械团转移。

“我认为这项研究巧妙地强调了一种调节化学物质机械激活的新方法，”他说尼娅福克斯他是英国剑桥大学机械化学过程方面的专家。“作为机械激活工具箱的补充，它牢固地巩固了机械连接。”迪森德鲁克对此表示赞同:“这是我近年来在这一领域看到的最有创意的作品之一。”

机械水母可以自修复聚合物或者带有内置损坏报告系统的材料。Diesendruck说:“机械反应剂的优点是它们可以用于任何聚合物，包括聚乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯，而其他机械反应性材料必须从头合成。”Fox解释说，链状烷可以在加工过程中保护机械团，确保它只在需要时被激活。

De Bo认为机械保护组也可以用于力激活分子机器基于连锁分子。他说:“机械键和机械力的结合实际上可以导致意想不到的化学转变。”“与已知的热反应性相比，我们只触及了皮毛。”