
【化】 mechanochemistry
mechanization
【化】 mechanization
【经】 mechanisation
imitate; knowledge; learn; mimic; school; study; subject of study
机械化学(Mechanochemistry)是一门研究机械力驱动下物质发生物理化学变化的交叉学科,其核心在于通过研磨、压缩、剪切等机械作用直接诱发分子间化学键断裂与重组。该概念最早可追溯至古希腊时期对矿物研磨现象的观察,现代定义由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)确立为"通过机械能输入引发的化学转化过程"(来源:IUPAC术语数据库)。
从作用机制分析,机械化学包含两大路径:① 摩擦电子效应,指固体接触时表面电荷转移引发的氧化还原反应,如金属有机框架材料的合成;② 应力活化机制,通过局部高压(可达GPa级)降低反应活化能,这一特性使室温合成硅酸盐材料成为可能(来源:Nature Reviews Chemistry, 2021)。
在工业应用领域,机械化学已形成三大技术体系:
当前研究热点聚焦于机械力开关分子(mechanophores)的设计,这类智能材料在航空航天复合材料的损伤自诊断领域展现独特价值。剑桥大学研究团队通过机械化学策略开发的环氧树脂基复合材料,已实现1mm级微裂纹的实时可视化监测(来源:Science Advances)。
机械化学(Mechanochemistry)是化学与机械工程交叉的学科,主要研究机械力对物质化学性质及反应过程的影响。以下从定义、作用机制、特点和应用等方面进行详细解释:
机械力通过以下方式影响物质:
该学科起源于19世纪末,早期研究集中在矿物加工领域,20世纪中期随材料科学兴起得到快速发展。当前已成为绿色化学和可持续制造的重要研究方向。
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