基于X射线与中子衍射联用技术揭示尼龙6 α晶型统计无序结构的突破性研究

日本研究人员通过联合分析广角X射线衍射(WAXD)与首次获得的广角中子衍射(WAND)数据，对沿用70年的Bunn尼龙6α晶型模型进行修正。研究发现必须引入统计无序链堆积概念，并将空间群修正为更高对称性的P21/n，为材料结构-性能关系研究奠定新基础。

　　

这项研究颠覆了高分子材料科学界对尼龙6α晶型长达70年的认知。早先由Bunn提出的经典模型中，近乎完全伸展的平面锯齿形分子链通过氢键交替排列，在P2₁空间群下形成规整片层结构。然而，当研究者将广角X射线衍射(WAXD)与革命性的广角中子衍射(WAND)技术联用时，发现三个关键突破点：首先，更高对称性的P2₁/n空间群才能准确描述晶体结构；其次，传统规则模型无法完美解释实验数据；最重要的是，必须引入分子链上下取向的统计无序分布概念。

研究团队提出创新性的"微畴聚集"模型：每个微畴内部保持规则链排列，但大量微畴通过±a/2平移和微小c轴位移随机堆叠，最终形成具有统计无序特征的晶片。这种精修模型首次实现了对WAXD和WAND衍射数据的统一解释，为理解尼龙6α晶型的结构-性能关系提供了可靠的理论框架。该发现不仅修正了持续七十年的认知偏差，更为高分子结晶学领域建立了新的分析范式。