二维高分子单晶由于其独特的力学和光学等物理性质，正引起越来越多的关注。南京大学胡文兵教授课题组最近(2019年11月13日上线)在Physical Review Letters上发表了“Anomalous Ostwald Ripening enables 2D Polymer Crystal via Fast Evaporation”(Physical Review Letters,DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.207801)的合作研究论文。
通过动态蒙特卡洛分子模拟，作者预测了快速蒸发条件下，高分子溶液表面形成的二维高浓度表皮层（skin layer）可以在特定温度下表现出独特的结晶行为。模拟结果证实在合适链长、蒸发速率条件下，沿着溶液表面方向的晶核优先生长，而其他晶核则逐渐消失，最后形成大尺度二维高分子单晶。晶核生长动力学分析显示出异常的Ostwald熟化过程，可归因于热力学驱动的非晶组分扩散与非平衡态表皮层中浓度梯度驱动扩散的共同作用结果。这一异常熟化机制有望应用于界面制备大尺寸高分子单晶，并有助于理解单双轴拉伸条件下的聚合物结晶成型过程并达到调控合成纤维和塑料薄膜半结晶结构及其性能的目的。
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