Unfolding of a Single Polymer Chain from the Single Crystal by Air-Phase Single-Molecule Force Spectroscopy: Toward Better Force Precision and More Accurate Description of Molecular Behaviors
Unfolding of a Single Polymer Chain from the Single Crystal by Air-Phase Single-Molecule Force Spectroscopy: Toward Better Force Precision and More Accurate Description of Molecular Behaviors
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通过气相单分子力谱从单晶展开单聚合物链：实现更好的力精度和更准确的分子行为描述
DOI：
10.1021/acs.macromol.8b01544
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发表时间：
2018-09
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Zhang Wenke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Peng;Song Yu;Feng Wei;Zhang Wenke
在分子水平上理解层状晶体的机械变形机制对于合理设计先进的结晶聚合物材料具有重要意义。单分子力谱（SMFS）可以直接表征在系综测量中被掩盖的分子行为和动力学参数。然而，目前的SMFS方法不能在空气中充分操纵单个分子，而空气是大多数结晶聚合物材料的真实的工作条件。在这里，我们建立了一个空气相原子力显微镜（AFM）为基础的SMFS方法，允许一个单一的螺旋聚（环氧乙烷）（PEO）链从单晶在空气中展开。我们的结果表明，与液体中的情况相比，PEO茎在空气中的机械稳定性和展开潜力显着增强。在100 μm/s的快速拉伸速度下，空气相SMFS方法可以获得4pN的力精度。此外，一些中间状态（例如，运动
Understanding the mechanisms of the mechanical deformation of lamellar crystals at the molecular level is of prime importance to rational design of advanced crystalline polymer materials. Single-molecule force spectroscopy (SMFS) can directly characterize molecular behavior and kinetic parameters that are masked in ensemble measurements. However, current SMFS approach cannot sufficiently manipulate a single molecule in air, which is the real working condition for most crystalline polymer materials. Here, we establish an air-phase atomic force microscopy (AFM)-based SMFS method that allows the unfolding of a single helical poly(ethylene oxide) (PEO) chain from the single crystal in air. Our results show that the mechanostability of PEO stem and unfolding potential are significantly enhanced in air compared with the case in liquid. The air-phase SMFS method can achieve a much better force precision of 4 pN even at rapid stretching velocity of ∼100 μm/s. Moreover, some intermediate states (e.g., the movement...
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