Mechanical Switching of Aromaticity and Homoaromaticity in Molecular Optical Force Sensors for Polymers.
Mechanical Switching of Aromaticity and Homoaromaticity in Molecular Optical Force Sensors for Polymers.
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聚合物分子光学力传感器中芳香性和同芳香性的机械转换
作者：
T. Stauch
聚合物中机械应力的传感对于研究导致材料失效的裂纹的起源和扩展以及设计机械响应聚合物是必不可少的。本文提出了利用分子光学力传感器中的力诱导芳香性和同芳香性的切换来真实的实时测量作用于拉伸聚合物中的机械力的独特方法。杜瓦瓶苯中芳香性的机械转换是一个不可逆转的事件，而同芳香化合物（如均托品）中的π轨道重叠程度可以在很大范围的力下逐渐调整。使用计算方法，它表明，这两种方法导致显着的变化，在可见光部分的UV/维斯光谱的力传感器时，应用弱力（pN-nN）。因此，结合了这种分子力传感器的聚合物在材料失效发生之前很好地改变了它们的颜色。
The sensing of mechanical stress in polymers is indispensable for investigating the origin and propagation of cracks that lead to material failure and for designing mechanically responsive polymers. Here the unique approaches of using the force‐induced switching of aromaticity and homoaromaticity in molecular optical force sensors for the real‐time measurement of mechanical forces acting in stretched polymers are suggested. The mechanical switching of aromaticity in Dewar benzene is an irreversible event, whereas the degree of π‐orbital overlap in homoaromatic compounds like homotropylium can be adjusted progressively over a wide range of forces. Using computational methods, it is demonstrated that both approaches lead to significant changes in the visible part of the UV/Vis spectra of the force sensors upon application of weak forces (pN–nN). Polymers that incorporate such molecular force sensors therefore change their color well before material failure occurs.
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