8月25日消息，一篇提交至arXiv的研究（编号2608.24378）由Jie Zhu与Laurence Brassart（牛津大学等）发展了预测拉伸载荷下聚合物链断裂动力学的统计力学框架，首次系统纳入三维（3D）构象涨落效应。

链断裂是聚合物网络损伤与断裂背后的关键分子过程。该研究在过渡态理论框架内，将断链表述为多通道首断（multichannel first-rupture）问题，各键的断裂速率主要由自洽平均力势决定。

核心发现包括：在自由关节链极限下，额外的三维构象自由度相对一维共线参考情形增强了断裂；而有限的弯曲刚度引入取向关联，可逆转这一增强效应——在高刚度时断裂速率可被降低数个数量级。这些取向关联还使断裂速率依赖于键在链上的位置：靠近链端的键断裂速率更高，链内部则呈现共同的速率平台。对足够长的链，内部贡献占主导，链断裂速率随链长呈线性标度。

这些分子分辨的速率参数为未来网络尺度的聚合物损伤与断裂模型提供了物理基础输入。对材料设计而言，该理论提示通过调控主链刚度（如引入刚性序列或氢键缔合）可显著抑制超声降解、疲劳等场景下的键断裂，为延长聚合物材料寿命的分子设计提供了定量依据，也与水性凝胶、弹性体及复合材料界面的强度设计直接相关。 （来源：arXiv）