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机械力化学反应是通过机械力的作用诱导发生的化学反应。由于反应活化能完全由机械能提供,因此具有清洁、高效、便捷的优势,适应当代化学学科的发展趋势,引起了日益广泛的重视。 本课题设计、试验并证明了由共价接枝于固体表面的弱聚电解质在电解质溶液中溶胀时链内的张力所诱导的两种机械力化学反应——金-硫键的断键和逆DA环己烯结构的开环。反应由石英晶体微天平实时监测,并经过了原子力显微镜、椭圆偏振光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等表面表征手段的充分验证。两个反应均可在常温下实现接近于100%的转化率,相对于加热诱导的相同反应而言具有明显的优势。 本课题进一步探索了两类机械力化学反应的机理。通过深入研究溶胀诱导的金-硫键断键,我们阐述了弱聚电解质的膜厚与拉力之间的关系,证明了诱导金-硫断键的临界湿膜厚为250 nm,并在此基础上实现了通过溶液中盐浓度对机械力化学反应的预测和调控。本课题证明了该方法广泛适用于多种化学组成和结构的弱聚电解质膜,还阐述了化学组成、接枝密度以及膜面积对溶胀诱导金-硫断键的影响。最后,本课题研究了盐浓度和温度对溶胀诱导逆DA反应的影响。本课题首次实现了表面接枝的弱聚电解质的溶胀对机械力化学反应的诱导。课题证明了溶胀体系高度的选择性和可调控性,证明其广阔的应用前景。