我近来曾经感觉cyclic polymer将来会火。所谓cyclic polymer,我的理解是线形聚合物的常见分子量,头尾交接成环,分子量是比所谓macrocyclic molecules高得多的。cyclic polymer的有趣之处是没有链端效应,而线性聚合物的链端拓补学效应赋予了其很多独特的性能。很难想象分子量相当的cyclic polymer,只有线团,没有线端,会出现何种性质。大家都很乐观,觉得性质会奇怪得不得了。所以拼命找出好的合成方法。其实合成cyclic polymer的难点主要在产物分离上,因为始终会有大量线形副产物。去年Adv. Polym. Sci.的一篇cyclic polymer的Review也几乎通篇是在讲合成方法,只有最后一小段讲了些物理性质。
不过从初步研究到的物理性质来看,好像环状和线形的区别小得可怜。从这些基本物理性质的结果看来,cyclic polymer可能也不怎么神奇,再花这么大的力气去合成和分离可能意义不大。
@ Kan 王十庆,我当然知道他,呵呵。事实上我的课题和他目前做的十分相近。
至于说环状聚合物与线型的区别,我在没具体看paper之前是这么设想的,高分子物理的很多理论都是考虑“足够长”的链,链端效应本来就忽略的。而cyclic的链性质想要拿来有所比较,也应该是足够长。因此在高分子物理研究中的区别会小。我怀疑只是一些scaling exponent有所不同。不过我还是自己先看看paper再说话吧。
2002年的Science上有一篇诺贝尔奖得主RH Grubbs的文章,报导合成高产率易分离提纯的cyclic polymer,并且做了一些初步的物理研究。看上去跟线性高分子差别还是很大的。我没看你说的那篇review,但如果是在2002年之后发表的就肯定会引用我提到的Science那篇,所以就是说并不是所有的cyclic polymer都那么难合成了。
另外,流变学研究者,UAkron的Shiqing Wang也算是一位吧。
我知道什么是knot。这类问题应该是在合成环状聚合物的时候的很基本的问题,我所讲的方法,不是对此问题的解释,那只是很原始的方法。
现在应该有很多很聪明的方法。我相信在我文中讲的那篇Review里会有很多解释,你可以自己看一下。
谢谢Andrew的回复。你的解释是cyclic polymer在极稀溶液中合成,以单链线团存在,不会形成多链linking。但是单链自缠结,也就是knot还是有可能发生的吧。knot 和link不一样。当然,我不知道怎么合成的,或许他们合成的是trivial knot的环形链。
BTW,你的Notes很不错,我也是高分子专业的,订阅了你的blog,但是你的blog RSS输出似乎只有一部分摘要,希望能全文输出,方便大家订阅浏览。
Cyclic polymer的合成方法在我文中给出的Review里面已经总结得很详细了。其实knot之类的问题,应该是任何试图合成cyclic polymer之前就考虑到的问题,因此很多已经publish的方法都是较好地避免了这类情况的。我所知道的一种最早的合成cyclic polymer的方法,就是在极稀的溶液中发生反应的,在极稀溶液中高分子链以单链线团形式存在,同一条链链端的碰撞机率要比异链链端大得多。当然,无论合成手段如何高超,还是需要分离。
至于尺寸标度和排斥体积等物理研究,我估计在合成以前就有人建模计算过了,我所知道的信息是跟线形聚合物差别不大。但是实际做成材料之后是否会有新性质,还是需要合成出来才知道,因此还是有很多人想合成。
你讲的cyclic polymer 是ring polymer吗?合成好像有一些,我不了解。物理性能应该有很多研究吧,尺寸标度关系,排斥体积效应,粘度等等。此外,knot, linking 现象也会伴随发生吗?合成,分离,得到单一的或者可控的聚合物,我不知道在合成方面有什么样的进展。