近年来，科学家们开发了一系列被称为“机械响应材料”(MRM)的智能材料，它们在机械刺激下表现出荧光、着色、自我修复甚至自我强化。一类这样的材料是机械载体——在机械刺激下可以发生小规模化学反应的分子——由于它们在制造高功能化聚合物中的潜在应用而受到广泛的研究。

例如，自由基型机械载体(RM)可以经历机械刺激引起的均裂或中心碳-碳(C-C)键的断裂。研究表明，C-C键的性质往往决定耐热性、自愈性、化学反应性聚合物材料制备的

为了提高RM的可靠性，必须确保热刺激下的高稳定性，同时保持其机械响应能力。然而，新型RM的合成缺乏合理的设计策略。

最近发表在《化学科学》上的一项突破东京工业大学(TokyoTech)大冢英行教授领导的研究小组他们提出了一种新的设计策略，用于开发具有高耐热性和良好机械响应能力的RM。

当被问及热断裂和机械断裂之间的关系仍不清楚时，这限制了具有预定性能的RM的开发。因此，我们决定研究决定RM耐热行为的因素。他们学习背后的动机。

该团队选择了八个不同的激进骨架，每个骨架都被八个不同的官能团取代。理论和实验相结合的分析表明，对于具有相同自由基骨架的RM系列，耐热性可以通过两个主要因素来解释：自由基稳定能，代表自由基在反应过程中的热力学稳定性，以及哈米特和对位修正的Swain–Lupton常数(σp)，对应于芳香族化合物对位官能团的吸电子或供电子能力。

研究人员推测，RM的耐热性随着官能团的吸电子能力的提高而提高。他们通过合成基于双芳基氰乙酸酯骨架的RM，成功地通过实验验证了他们的假设。此外，该研究还揭示了基于共同骨架的RM系列中单独占据的分子轨道能级与σp值之间存在负相关性。

当前研究中提出的系统设计指南为开发具有预定功能的新型RM开辟了新途径，例如高耐热性和环境条件下的过氧化保护。

“除了功能材料的应用之外，RM还可以促进微观到宏观机械刺激、基于牺牲键的强化材料以及随后的聚合物传播的研究，”Otsuka教授说。他总结道：“我们相信，我们的新设计策略将鼓励科学家探索将RM用于实际和基础研究目的的不同方式。”

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