分子编织聚合物：编织结构对材料性能的关键影响研究

《Matter》：Implications of weaving pattern on the material properties of two-dimensional molecularly woven fabrics

为探究编织模式对材料性能影响，研究人员通过模拟，揭示其与材料性能关系，意义重大。

　　与宏观机织织物类似，由相同分子链但不同编织结构构建的分子编织聚合物预计会展现出不同的物理和机械特性。然而，识别这些差异并理解其潜在机制是一项重大挑战。在此，研究人员通过系统的全原子模拟，评估了不同编织模式（平纹、混合和方平纹）对二维（2D）有机编织聚合物特性的影响。通过调整固有手性 2×2 交织网格的对映异构体连接，制备出由相同分子链组成的三种编织物。在测试的模式中，平纹编织物相比其他编织物表现出更高的稳定性、最小的结构变形和最一致的孔径。编织物能维持在动力学稳定的高能状态，这归因于经纱和纬纱之间的芳香堆积和氢键相互作用，而编织模式的改变会导致这些弱相互作用的类型和强度发生变化。尽管编织模式不同，但机械应力往往集中在接触区域。对耐冲击性和面内拉伸性的进一步分析突出了编织结构如何影响能量耗散途径，并增强单个分子链的机械性能。模拟结果清晰地展示了在分子层面将编织模式与材料性能联系起来的潜在机制。编织模式的变化改变了缠结的总数和密度，进而影响链间非共价相互作用，最终影响不同编织网络的动力学、动态特性和机械性能。这项研究强调了编织结构对分子交织材料性能的关键影响，为未来分子水平编织的发明和工程提供了有价值的见解。