当聚合物薄膜的厚度降低至纳米尺度时，聚合物薄膜的物理性质呈现出明显偏离本体的现象。究其原因，主要是因为膜厚的降低使表面效应和界面效应逐渐突显。由于基底支撑的聚合物薄膜始终存在自由表面效应，单纯地测量界面效应对纳米薄膜高分子链运动行为的影响是一个很大的挑战。
在课题组前期工作基础上(J. Chem. Phys. 2016, 144, 234902，Macromolecules, 2017, 50, 6804-6812.)，利用聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(PPO)覆盖聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜消除其自由表面效应，研究了界面效应对PPO覆盖的PET薄膜结晶行为的影响。得到了两个与分子运动能力相关的特征厚度(hs*和hn*)。当薄膜厚度h < hs* (18.3hads + 1.6Rg)，PET薄膜的bulk-like结晶温度的峰值开始上移，分子运动开始被抑制。当薄膜厚度h < hn* (4.2hads)薄膜无法结晶，分子结晶能力被完全抑制。我们发现hs*远远大于具有自由表面的PET膜的厚度，而hn*与自由表面无关。由于自由表面效应对分子运动能力的增强会抵消界面效应对运动能力的抑制，因此消除表面效应后，界面效应的传递更远。hn*值不变化可归因于该距离内的链构象采取基底界面处的链构象。链构象的改变使表面附近分子的自由体积减小，分子运动能力减弱，导致“自由表面”消失。这一结果表明，受基底影响的链构象可能是长程扰动的另一个原因，抑制作用通过长程扰动将吸附链构象产生的界面自由体积传递到薄膜内部。
该论文以“Interfacial Effect in Supported Thin PET Films Covered with a Thin PPO Layer”为题发表在Macromolecules上。论文第一作者为2017级硕士研究生吴小玲，通讯作者为王新平教授。该工作得到国家自然科学基金(No. 21873085和21674100)的大力资助。(二O二O年九月)
论文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00575
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