封面故事 · Chem. Rev.设计作品解析 No.7

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本文撰稿：Rena

生活中你是否曾对这样家常便饭的小事感到头疼：用耳机的时候才发现耳机线又打成了结、电脑桌面被各种杂乱网线占满、桌下电线缠绕交错乱如麻……长期这样下去，既不美观，也不方便，还会积累很多灰尘。在这种情况下，运用“绕线器”对电线们进行一次恰当的归位整理就显得十分必要啦！

Multiscale and Multistep Ordering of Flow-Induced Nucleation of Polymers

Chemical Reviews

Vol. 118, No. 4

封面设计师：Error  学术支持：Magon 

项目编号：SD20171107f-3

本期的封面故事讲述的是中国科技大学李良彬教授、天津大学马哲副教授今年2月于著名期刊Chemical Reviews发表的有关流动场诱导高分子结晶的研究文章。

文章针对流动场诱导结晶中的成核，从历史的角度系统总结了该领域近十年在先进同步辐射X射线散射、毫秒级超快探测器、以及强拉伸流场装置等方法的推动下，所取得的精细和定量化结果；并以此为基础，对于流动诱导成核中有序化的多尺度和多步骤两个重要方面进行了深入的讨论。

图1.Chemical Reviews封面。

画面上分布着的众多圆润的长线模型，代表的是分子链在不同步骤下成核的几个演化过程。蓝色背景形似泛起波浪的水面涨落起伏，是为结构的转变提供环境的熔体，其形态是半固性的流体, 粘度比较大。流体在密度波动的整个背景上把分子链成核的过程逐步地体现出来。

图2.在拉伸场作用下的结晶过程的示意图。、

正如“绕线器”的工作原理是将耳机线等无序分布的电线归纳为有序一样，实际上我们可以从画面中自下而上地看出，高分子链条在熔体当中的四项转变也正如电线的整理过程。

在环境所提供的“看不见的绕线器”上面，它们由无序地平铺到单根打圈，再到分批次打圈，随着“绕线器”上线圈匝数的增加，螺旋的结构也变得越来越紧密，相互之间也因为个体间的分离而变得不再无序缠绕——最终，分别构成了一个个均匀、平滑、规整的螺旋链段。

图3 .分子链变化的示意图

图4：流动场诱导结晶的非平衡特性及其分子机制

高分子的成核这一过程，具有多尺度和多步骤的特性。结构有序多尺度包括构象，链段排列，整链形变，晶核聚集等；过程多步骤则涉及构象转变，无规-液晶转变，密度波动（或相分离），前驱体形成，以及取向核形成（串晶形成）等。在研究文章的最后，作者提出了对未来方向的展望，可能应用到高分子材料和高分子加工等领域。

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