一、Adsorption of Diblock Copolymers from Non-selective Solvent: Comparison Between Scheutjens-Fleer Theory and Monte Carlo Simulation（论文文献综述）
张惠[1]（2021）在《嵌段共聚物共混体系的相行为》文中提出近几十年来,嵌段共聚物选择性溶液的胶束行为因具有基础研究和应用的双重价值而受到学者们的广泛关注,尤其是动力学过程成为关注的热点。由于非平衡动力学并没有给出真实动力学图像,特别是对于平衡状态下行为。因此,需要有效地探测和量化体系中处于平衡状态聚集行为的动态过程,即平衡态动理行为。但是现在对于平衡态的动理性质还缺乏认识。因此,本文采用格子自洽场方法,研究两亲性嵌段共聚物溶液和均聚物与嵌段共聚物共混体系的平衡聚集行为。本文的主要研究内容如下:1.研究了两亲性AB二嵌段和BAB三嵌段共聚物溶液的平衡聚集行为。首先,通过计算体系相图和热容量,发现随着高分子浓度的增加,胶束结构出现时所需的温度升高。不可直接回折的随机行走聚合物链增加了体积排斥效应,为胶束结构的出现提供了更有利的条件,但也在一定程度上限制了胶束聚集程度的增加;其次,研究疏水嵌段比例对BAB三嵌段共聚物溶液体系平衡聚集行为的影响。对于疏水嵌段比例较小时,在较大浓度范围内胶束的形成过程都存在明显整体调整行为。在低浓度体系,胶束聚集的调整基本通过体系胶束核心的相对体积增加实现的。浓度的增加为体系通过平均聚集程度的调整提供了机会,在较高浓度体系,通过胶束聚集程度和体系胶束核心的相对体积的协同变化,胶束形成经历了相对平滑聚集过程。其本质是浓度的增加使破碎/融合机制在较大温度范围内产生影响;对于疏水嵌段较大的情况,在较低浓度时仅观察到聚集体融合现象。随着浓度的增加,破碎/融合机制主导了胶束的形成过程。因此,疏水嵌段比例是影响胶束动理行为的重要因素,与相关的实验结论一致。2.研究了均聚物长度对两亲性嵌段共聚物胶束行为的影响。与嵌段共聚物溶液体系不同的是,在该共混体系中增加了一个可以调控的参数,即均聚物的链长（溶剂尺寸）。研究表明,溶剂尺寸的改变对胶束聚集的影响与嵌段共聚物的分子链结构和体系浓度有关。在均聚物/二嵌段共聚物共混体系:在低浓度时溶剂尺寸的增加使转变宽度增加,在中等浓度能够促进胶束融合形成更大的胶束结构,在高浓度溶剂尺寸的影响逐渐减弱。另外,在低浓度溶剂尺寸延迟了胶束的聚集,有利于胶束聚集状态的提升,但限制了体系胶束核心的相对体积的增加;在均聚物/三嵌段共聚物共混体系:溶剂尺寸的增加使三嵌段共聚物的热容曲线比热峰数目减少,这类似于浓度或者疏水嵌段比例的影响。与疏水嵌段比例影响相比,溶剂尺寸的影响相对较小。溶剂尺寸影响的聚集平衡行为的本质与破碎/融合机制有关。研究结果证实,破碎/融合机制是两亲性嵌段共聚物溶液胶束动理行为的主要机制,这与分子动力学模拟方法得到的结论一致。
耿科颖[2]（2021）在《聚合物刷接枝二嵌段共聚物链构象转变的理论研究》文中研究说明刺激响应型聚合物能够对环境温度、p H值、电场等的变化产生强烈的构象或化学反应。这些聚合物材料在生物医学和材料工程领域有广泛应用,例如智能表面、纳米材料和细胞免疫等。聚合物刷被认为是用于设计刺激响应表面极具前景的材料。本文以高分子刷为研究对象,通过自洽场理论计算得到平均高度、概率分布和密度分布等参数,进而考察高分子刷上接枝二嵌段共聚物单链的末端的构象变化和连接点的构象变化等相关信息。在研究中,以自洽场理论为原理计算了共聚物单链的密度分布函数,进一步结合吸附强度的变化得到平均高度与吸附强度的函数以及过渡跃迁时的概率分布函数。在此基础上,集中讨论了二嵌段共聚物单链活性嵌段和惰性嵌段长度对相变点、相变宽度和相变位垒的影响,重点分析多分散性对共聚物链末端的构象变化的影响以及单分散刷下共聚物链惰性嵌段长度足够长时对连接点处的构象变化的影响。研究结果旨在为深入探究以高分子刷为基础设计开关传感器提供有力的理论线索。全文分为四部分,主要内容如下:第一章:绪论。首先介绍了高分子刷的简介、高分子刷的分类以及高分子刷的应用。其次,回顾并总结了高分子刷在实验、理论和模拟三个方面的研究现状。最后,详细说明了本文的主要研究内容。第二章:在高分子刷中,接枝二嵌段共聚物链末端构象变化的研究。本章给出在不同分散性高分子刷下,接枝二嵌段共聚物链的理论模型和计算方法。通过计算嵌段链末端的平均高度来测量共聚物单链的尺寸,并讨论了在吸附跃迁时嵌段链末端的概率分布。在此基础上,重点比较单分散刷与多分散刷下的相图情况,得到一阶相变和连续相变占据的空间大小。考察了多分散性对相变点、相变宽度和相变位垒的影响,进一步分析多分散性对于开关传感器设计的意义。第三章:在单分散刷中,接枝二嵌段共聚物链连接点构象变化的研究。本章以单分散高分子刷为理论模型,通过改变二嵌段共聚物链活性嵌段和惰性嵌段的长度,重点分析了活性嵌段链长度较长时,增加惰性嵌段长度时对相变点、相变宽度和相变位垒的影响,进一步分析了当惰性嵌段足够长的情况下,有利于设计出更加高效且快速的开关传感器。第四章:结论与展望。归纳和总结了本文的研究内容及结果,并对后续工作内容进行了说明及其在相关领域的发展前景进行了展望。
李柄谕[3]（2020）在《两亲性聚合物自组装体系的粗粒化模拟研究》文中进行了进一步梳理自组装是指无序体系中的基本单元（分子、纳米粒子、嵌段共聚物等）自发地形成有序结构的过程。自组装生成的胶束、双层膜、囊泡或其他结构,被广泛用于生物、医药、催化等领域。计算机模拟研究领域中也建立了从量子化学计算到粗粒化模拟方法的贯通策略,用来研究自组装结构及其形成机理。虽然目前通过实验手段,研究人员已经取得了许多有重要意义的自组装研究成果,但是由于测量仪器条件有限,单纯利用实验手段还难以解决部分关键问题,例如:1)探究实验条件对制备自组装材料的微观结构的影响;2)观测自组装过程中溶剂的动态分布;3)明晰自组装过程中聚集体的形成机理。系统地解决这些问题,可以更好地认识自组装机理、控制自组装过程、制备自组装结构。在本论文中,我们使用耗散粒子动力学模拟方法,详细分析了聚合物自组装微观结构对混合溶剂相容性的依赖关系,研究了溶液相界面等实验条件对利用聚合物接枝方式构造两面神纳米粒子结构的影响规律,并探究了两面神纳米粒子自组装形成“莫尔花纹”的可能性。本论文主要包括三部分工作:（1）研究了助溶剂对嵌段共聚物自组装结构与机理的影响。在自组装过程中常常需要用到两种溶剂,一种是选择性溶剂（通常为水）,另一种则是可以溶解嵌段共聚物的助溶剂。在之前的一些实验中已经发现,助溶剂的选择对观察到的自组装结构有着重要的影响。在本论文中,我们用耗散粒子动力学模拟方法研究了两亲性二嵌段共聚物的自组装过程,发现助溶剂不只是起到溶解嵌段共聚物的作用,而是会在自组装过程中选择性地分布在共聚物附近并且参与共聚物的自组装。当助溶剂的浓度或种类改变时,助溶剂在共聚物周围“吸附”的效果也会发生变化,进而影响最终的自组装结构。另外,当助溶剂浓度发生改变时,嵌段共聚物形成囊泡的机理也会发生改变。在低浓度的助溶剂体系,嵌段共聚物会先形成胶束,然后转变成双层膜,最后膜会弯曲形成囊泡;而在高浓度助溶剂体系中,嵌段共聚物会逐渐聚集成小聚集体,这些小聚集体再进一步聚集直到形成囊泡。在过去的模拟研究中,经常将水和助溶剂平均化为一种溶剂。我们将这种平均化的“单”溶剂体系和使用两种溶剂的体系的自组装过程进行对比,发现如果只使用一种溶剂来代替两种溶剂进行自组装模拟研究,得到的结果可能是不准确的。（2）研究了溶液相界面等实验条件对利用聚合物接枝方式构造两面神纳米粒子结构的影响。两面神纳米粒子因其特有的两侧化学性质的不对称性,成为了一种典型的自组装构筑基元。“Grafting-from”聚合反应是比较常用的制备两面神纳米粒子的方法。在本论文中,我们利用耗散粒子动力学模拟方法,采用grafting-from反应模型描述了在油水两相界面处制备两面神纳米粒子的过程,研究了初始条件、反应概率以及界面张力对两面神纳米粒子微观结构的影响。研究表明,在使用grafting-from制备两面神纳米粒子时,只有在两相中反应条件高度对称才有可能制备出两侧亲水-疏水体积占比对称的两面神纳米粒子。另外我们还发现,用grafting-from方法制备的纳米粒子,在两相界面处总会有一个接枝链的混乱区域,在这个区域,纳米粒子表面接枝链大多是共聚物链。增大两相的界面张力有可能会增加混乱区中接枝链序列的混乱程度。利用初始浓度以及反应速率的不对称性,可以很容易地制备一些非对称的两面神纳米粒子。（3）研究了利用两面神纳米粒子自组装形成莫尔花纹结构的机理。近几年人们发现,当双层石墨烯发生扭转并形成莫尔花纹时,材料会表现出超导材料的性质。人们还发现这种莫尔花纹可用于信息处理、图像传输等领域。因此制备具有莫尔花纹的结构成为了材料科学领域重要的研究课题。但是目前已知的大部分制备莫尔花纹的方法,皆需精密的仪器或严格的实验条件。在本论文中,我们设计了一个纳米粒子自组装的体系,发现利用两面神纳米粒子在溶液中自组装,可以制备具有莫尔花纹的双层膜结构。模拟结果表明,强疏水的纳米粒子间的相互挤压是引起莫尔花纹出现的主要因素。此外,若想利用纳米粒子自组装得到具有莫尔花纹的结构,须调控好纳米粒子两侧接枝的亲水/疏水链的长度。纳米粒子上接枝的链过长或过短皆会导致莫尔花纹消失。通过在初始体系中加入一种二嵌段共聚物作为双层膜结构的稳定剂,我们发现在高浓度溶液中可以制备出多个具有莫尔花纹的小聚集体结构。
陈印启[4]（2020）在《ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶液中自组装行为的研究》文中指出共聚物刷是将共聚物链的一端接枝到基底表面而形成的,由于其具有自组装特性,可以形成多种结构,因而在表面改性等领域有着丰富的应用,已成为聚合物研究中最有吸引力的分支之一。嵌段共聚物刷相较于均聚物刷有更加复杂的结构,在选择性溶剂中可以形成更加丰富的表面结构。本文采用模拟退火方法研究了ABA三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中的自组装形态,通过构建相图、给出典型形态、计算单体的密度分布曲线等方法,在选择性溶剂中讨论了接枝方式对共聚物刷自组装形态的影响;在不良溶剂中讨论了共聚物刷嵌端长度、接枝密度及不同单体与溶剂分子之间的相互作用强度等因素对ABA三嵌段共聚物刷自组装形态的影响。论文的第一章中,我们首先介绍了共聚物刷的研究背景,并说明了文章结构。第二章中我们介绍了使用的模型和方法。在第三章中我们使用模拟退火方法,研究了在选择性溶剂中接枝点分布的随机性对ABA三嵌段共聚物刷自组装形态的影响,其中溶剂对于A单体为不良溶剂,对于B单体为良溶剂。主要通过以高接枝密度体系为例,分别研究了均匀接枝、区域随机接枝和全随机接枝时共聚物刷聚集体的形态,并构建了三种接枝方式下体系的相图,考察了接枝点分布对ABA三嵌段共聚物刷形态的影响机制。研究表明三种接枝方式下,ABA三嵌段共聚物刷体系形成相图大致相同,并且单层A聚集体结构与双层A聚集体结构在相图中的分界线相同;接枝点分布主要对底层的A富集层胶束形态产生影响,而对顶层胶束形态影响很小。在随机接枝时,接枝点的密度涨落导致底层A聚集体不易形成较规则的形态,其长程有序性较低。第四章我们研究了ABA三嵌段共聚物刷在不良溶剂中的自组装行为,溶剂对A单体与B单体均为不良溶剂,且A单体与溶剂的相互排斥强度更强。我们分别在低接枝密度、中等接枝密度与高接枝密度下进行了系统的模拟,考察了嵌段长度与接枝密度对自组装形态的影响;并进一步在不同相互作用强度下进行系统模拟,考察了不同单体与溶剂分子之间的相互作用强度对自组装聚集体形态的影响。发现随着嵌段长度与接枝密度的增大,共聚物刷自组装形成的胶束形态增多。在低接枝密度与中等接枝密度时自组装形成的胶束都只有一个A富集层;在高接枝密度时出现两个A富集层胶束,随着嵌段长度的增加由一个A富集层向两个A富集层形态过渡。随着?AS增加,共聚物刷的折叠率变大,系统倾向于只形成一个A富集层。
李善龙[5]（2020）在《交替共聚物自组装的计算机模拟研究》文中研究表明聚合物自组装是制备聚合物纳米材料的一种简单高效的方法,广泛应用于材料科学、纳米医学、生命科学、化学传感等各个领域。聚合物链结构是影响聚合物自组装行为的一个重要因素,在本质上决定了聚合物在自组装中所具有的独特性质。交替共聚物是一类重要的线性聚合物,具有严格的交替结构,这种结构赋予了交替共聚物特殊的性能和应用。长期以来,受传统合成方法的限制,两亲性交替共聚物的种类非常少,导致其在自组装方面的研究进展缓慢。随着新型聚合方法的发展,两亲性交替共聚物的种类逐渐丰富,交替共聚物自组装的研究开始蓬勃兴起,交替共聚物在自组装方面的独特优势也逐渐显现。但在交替共聚物自组装的实验研究不断发展的同时,也遇到了越来越多的问题,制约了相关研究的进一步开展。例如交替共聚物自组装的动力学过程、平衡态组装体所遵循的热力学规律、聚合物链的热力学与动力学行为、调控交替共聚物自组装行为的方法等,都是亟待解决的问题。但是无论在空间尺度上还是在时间尺度上,现有的实验检测手段很难有效地解决类似的微观机理问题。随着计算机软硬件水平的飞速发展,计算机模拟已经成为在微纳尺度研究聚合物自组装行为的最有效方法,广泛用于理解自组装微观机理,构建自组装的热力学与动力学架构,预测已知体系的自组装形貌,乃至辅助设计满足特定需求的新体系。在本论文中,我们将计算机模拟方法应用到交替共聚物自组装体系中,探究了交替共聚物自组装的基本规律,构建了自组装相图,总结了交替共聚物自组装的独特性。论文工作将为交替共聚物自组装研究提供强有力的理论支持。论文的主要研究内容概括如下:1.两亲柔性交替共聚物的溶液自组装行为研究利用耗散粒子动力学模拟方法研究了具有柔性构象的coil-alt-coil两亲性交替共聚物在选择性溶剂中的自组装行为。通过构建交替共聚物的通用模型,建立了不同聚合物浓度、不同亲水程度、不同疏水程度以及不同亲疏水链段相容性条件下的自组装相图,得到了通道化胶束、双连续胶束、囊泡、纳米管、柱状胶束、球形胶束及其聚集体等多种组装体。通过串联不同组装体的演化关系,构筑了交替共聚物自组装结构的演变路线图。详细解析了各个组装体的形成机理和微观结构,提出了交替共聚物自组装的折叠链机理,并通过全原子模拟进行了进一步验证。揭示了交替共聚物自组装的独特性,发现交替共聚物自组装体具有超小的特征尺寸,而且在达到临界分子量之后,交替共聚物组装体的形貌和特征尺寸都与分子量和分子量分布无关。并通过对比模拟结果与现有的实验数据,很好地证明了模拟结果的可靠性。2.两亲刚柔性交替共聚物溶液的自组装行为研究利用耗散粒子动力学模拟方法研究了具有“刚-柔”构象的rod-alt-coil两亲性交替共聚物在选择性溶剂中的自组装行为。通过改变软硬段的长度,建立了在固定参数下与软硬段长度相关的自组装相图,得到了复合胶束、囊泡、膜、双连续胶束、多孔膜、柱状胶束等多种组装体。并以刚性链段排列的有序程度为依据,研究了刚性链段在组装体中的排列方式,结合全原子模拟进一步印证了交替共聚物自组装的折叠链模型。同时研究了软硬段长度对自组装过程的影响规律,发现硬段长度越长刚性链段排列越有序,相反软段越长则越无序。此外还研究了π-π相互作用对自组装的影响,发现其可以显着提高刚性链段排列的有序性,对组装形貌和结构都有明显影响。最后,阐述了rod-alt-coil交替共聚物自组装的独特性,特别发现交替共聚物的交替结构有利于刚性链段的有序排列,这对有序超分子材料的设计是十分有利的。3.嵌段交替共聚物制备多几何结构纳米粒子的研究多几何结构纳米粒子具有高度的结构复杂性和多功能性,使其在多个领域都表现出了独特的性质和应用。但是,现有的制备方法过程繁琐,对动力学控制、材料性能以及制备条件的要求非常苛刻,适用范围窄。本章中,利用耗散粒子动力学模拟研究了嵌段交替共聚物制备多几何结构纳米粒子的过程。其中,嵌段交替共聚物中的每个嵌段都是一段交替共聚物。通过调整每个交替共聚物嵌段的组成成分,构建了嵌段交替共聚物在选择性溶剂中的自组装相图,得到了多达16种多几何结构纳米粒子。在这些结构中,每个交替共聚物嵌段独立组装形成单一组装体,最后通过共价键连接在一起,从而形成多几何结构纳米粒子。我们这种自组装过程称为“共价键限定的正交自组装”策略（covalent-bonding-forced orthogonal self-assembly,CBFOSA）,这是一种制备高复杂性多几何结构纳米粒子的新方法。这种策略的成功实现需要具备两个条件:（1）每个交替共聚物嵌段都需要足够高的聚合度;（2）两个交替共聚物嵌段的疏水组分之间的不相容性需要足够强。此外,通过调节体系中聚合物的浓度和两个嵌段的体积比,可以有效地调节纳米粒子的精细结构。最后,通过将该策略拓展到三嵌段交替共聚物体系中,得到包含了三种结构的复杂纳米粒子,从而证明了该策略构建复杂纳米粒子的通用性。4.“高χ-高N”交替共聚物制备超细纳米图案的研究“高χ-低N”嵌段共聚物被广泛应用于制备10 nm以下纳米图案。但是过低的分子量会导致材料的热力学性能、机械性能以及成膜性能等急剧下降,限制了材料的实际应用。本章中,结合全原子和粗粒化分子动力学模拟,设计了“高χ-高N”交替共聚物体系,用以制备特征尺寸低于5 nm的纳米图案。首先利用全原子分子动力学模拟,构建了高χ交替共聚物体系的粗粒化模型,并对模型进行了验证。然后通过粗粒化分子动力学模拟,研究了高χ交替共聚物熔体的微相分离行为,得到了一系列相结构,包括层状相、多孔层状相、六方柱相、无序球状相等,所得相结构的特征尺寸均小于5 nm。同时还研究了各个相中聚合物链的堆积方式和构象,发现了完全不同于嵌段共聚物的链行为。最后,分析了分子量和分子量分布对相结构的影响,发现在超过临界分子量之后,各个相的形貌和特征尺寸都不再受分子量和分子量分布的影响。因此,“高χ-高N”交替共聚物可以在实现5 nm以下特征尺寸的同时,保证聚合物的分子量足够高从而确保聚合物材料具有更好的性能。
霍进豪[6]（2019）在《表面偏析法修饰聚合物膜的计算机模拟研究》文中研究说明膜分离是对多组分混合物进行分离与提纯的高效节能新技术,然而在膜分离过程中,蛋白质、油污等污染物容易形成连续的污染层覆盖在膜的表面,降低分离效率。利用表面偏析方法修饰多孔膜来改善其防污性能是膜科学的研究热点,目前在实验上已取得一定的技术进展,但在分子水平上对膜材料表面的化学结构、表面偏析的机制仍未完全了解。借助计算机模拟的手段来探究成膜的机理则可以从微观上解释实验现象,探究其成膜的影响因素,预测实验结果,实现功能材料的分子设计。本文采用耗散粒子动力学（DPD）模拟的方法,研究高分子在非溶剂诱导相分离（NIPS）下的自组装行为,深入研究相分离过程的形貌变化、表面偏析和NIPS的机理。首先,采用把良溶剂替换为非溶剂的方式,研究了NIPS法制备三嵌段共聚物均孔膜的强制表面偏析过程。该共聚物包含疏水性的醋酸纤维素（CA）嵌段、亲水性的聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）嵌段和低表面能聚甲基丙烯酸六氟丁酯（PHFBM）嵌段。结果表明,均孔结构仅在聚合物浓度为1540%时才能形成。不同的PHFBM/PEGMA嵌段比例会引起不同程度的相分离。PEGMA嵌段的存在促使低表面能PHFBM嵌段向膜表面的偏析。在060%范围内调整CA-PHFBM-PEGMA与CA混合比例,可以实现通道孔结构的调控。随后构建了一个由非溶剂水浴和铸膜液组成的模型。铸膜液中包含了成膜主体材料—聚醚砜（PES）、改性添加剂—PES与羧酸甜菜碱PCBMA的嵌段共聚物;非溶剂水浴用于与铸膜液进行溶剂/非溶剂交换,分析其NIPS法成膜过程和影响因素。模拟结果表明,亲水性PCBMA片段通过表面偏析富集在膜表面。由于PCBMA的羧酸基团是弱电解质,其赋予膜表面pH响应性。随着膜表面的PCBMA链羧基的质子化程度的增加,链构象从坍塌变为伸展。进而以无机材料的二氧化硅纳米颗粒（SNPs）为研究对象,探讨其在以表面偏析方法修饰聚合物膜的过程中,在聚合物网络中的行为。研究发现,在NIPS过程中,溶剂/非溶剂界面会形成一聚合物富集层,为SNPs提供了附着环境,并在膜表面自组装成均匀有序的结构。聚合物浓度增加会弱化SNPs的表面偏析效果,而聚合物浓度过低会导致SNPs的洗脱。调整接枝链长度可以调节膜表面SNPs的间距。
李延荣[7]（2018）在《复杂两亲嵌段共聚物自组装成囊泡及其动力学演化的计算机模拟研究》文中研究说明复杂两亲性嵌段共聚物在稀溶液中可以自组装形成丰富多彩的结构,如棒状胶束、环状胶束、饼状胶束、多隔断胶束、单层囊泡、多层囊泡、两面神囊泡等。这些结构已经广泛的应用于药物传输与释放、微电子及制备尺寸可控的纳米材料等方面。在本论文中,采用耗散粒子动力学方法（Dissipative Particle Dynamic,DPD）,探索复杂体系的两亲性嵌段共聚物在稀溶液中的自组装结构及其动力学行为,明晰囊泡的形成机理及其动力学演化规律,其主要内容和结论如下:1、利用DPD方法研究了梳型嵌段共聚物（A6（B2）3）自发形成的洋葱状囊泡的形成和融合过程。结果表明,梳型嵌段共聚物（A6（B2）3）是形成洋葱状囊泡的理想候选物。洋葱状囊泡融合过程可分为外膜融合和内膜融合两部分,其具有相似的融合动力学机制,这个机制和单一体系的线型嵌段共聚物所形成囊泡的融合机理是一致的。此外,研究了在稀溶液中含有两亲性线型嵌段共聚物（A6B6）和梳型嵌段共聚物（A6（B2）3）的混合体系。通过系统地改变线型嵌段共聚物的含量和疏水嵌段的键角势构造了一个热力学稳定相区,观察到了不规则囊泡、管状囊泡、球状囊泡、棒状胶束和环状胶束的形成过程。尽管如此,这种混合体系形成的囊泡在融合动力学上和单一体系所形成的囊泡并无不同之处。其主要原因是两种分子结构具有相同的疏水链和不同的亲水链。2、利用DPD方法研究了梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子（PA2n（B）2n）在不同选择性溶液中的自组装,通过系统地改变纳米粒子和主链、侧链、溶剂粒子的相互作用力,构造了三个热力学稳定相区,观察到了片状胶束、球状胶束、椭球状胶束、柱状胶束、片状多隔断胶束、规则的洋葱状胶束、不规则的洋葱状胶束、不规则的棒状多隔断胶束、规则的棒状多隔断胶束以及囊泡等多种结构,同时探索了几种特殊结构的动力学形成过程。实验发现,粒子间相互作用力是影响组装体形貌和组装体中纳米粒子分布的主要原因。3、利用DPD方法研究了由梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子（PA2n（B）2n）形成的囊泡的形成,融合和分裂机制。模拟结果表明,梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子能自组装成稳定的囊泡结构,它可以作为药物包封和药物控释载体的候选物。实验发现这种类型囊泡的自发融合机理不同于梳型嵌段共聚物形成的囊泡,而分裂机理是相似的。并且囊泡的尺寸对融合机理没有影响,但对分裂机理影响较大,在囊泡尺寸差距较大时,较小的分裂膜以胶束形式从母体脱落。此外,分裂速度对分裂机理也有较大影响。总体来看,囊泡融合和分裂中总是经历着纳米粒子聚集的过程,而较大的刚性纳米粒子必然会引起囊泡表面张力的变化,这是影响膜动力学的关键因素。4、利用粗粒化方法构建三种树枝状大分子模型（RH、RF、RHF）,用DPD方法模拟RH、RF、RHF在稀溶液中混合自组装形成不同形态囊泡的动力学机制。在混合体系中RH、RF含量为1:1,通过改变RHF的含量,得到了三种不同结构的囊泡,分别为两面神囊泡,分层囊泡和均匀囊泡。探索这三种结构囊泡的自组装机理,发现RHF的含量不同造成了RH和RF在溶液中的连接方式不同,从而形成了不同结构的膜,最后膜弯曲形成不同结构的囊泡。另外实验表明,树枝状大分子疏水链链长直接决定囊泡的壁厚,但链太短只能形成小球状胶束,链太长则形成长棒状胶束,而无法形成囊泡结构。
金云[8]（2018）在《POSS基嵌段聚合物自组装的耗散粒子动力学模拟》文中指出嵌段共聚物在选择性溶剂中能够自组装成各种结构确定的相分离结构。这些高度有序的高分子材料,呈现出新的光、电和力学性能,在医药、生命科学、纳米器件和光电材料等领域展现出极大的应用前景。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为一种有机-无机杂化分子,具有独特的无机纳米笼状结构,将其引入到聚合物中能够生成具有优异性能的杂化材料,引起了科研工作者的广泛关注。耗散粒子动力学（DPD）模拟可以在更大的时空尺度上提供有价值的信息,成为研究嵌段共聚物自组装的有力工具。本文的主要研究内容:（1）采用DPD模拟研究了POSS基嵌段共聚物（PMMA-b-PMAPOSS和PMMA-b-PFMA-b-PMAPOSS）在四氢呋喃（THF）中的自组装动力学过程,分为四个阶段:首先聚合物链段在溶液中的高度随机分散,然后各链段卷曲形成小聚集体,接着小聚集体碰撞融合形成大聚集体,最后胶束的形成与稳定;考察了嵌段顺序、长度、聚合物含量及溶剂的影响:对于PMMA-b-PMAPOSS,改变嵌段长度和聚合物含量,只出现了球状、扁盘状和层状胶束;对于PMMA-b-PFMA-b-PMAPOSS,调控嵌段顺序形成了“核-壳-冠”和“核-混合壳”结构的球形胶束,改变嵌段长度则会形成“Janus”粒子,另外,随着溶液浓度的增加,胶束形态依次发生了球形、飞碟状和Y型到多室和雪人状再到扁盘状和层状的变化,胶束尺寸随着混合溶剂THF和三氟三氯乙烷（F113）中F113含量的增加而增大。相比来说,三嵌段共聚物由于嵌段种类的增加,可以调控的影响因素增多,自组装形貌也更加丰富多样。（2）通过DPD模拟研究了POSS基两亲性三嵌段共聚物（PFMA-b-PAA-b-PMAPOSS）在选择性溶剂中的的自组装,不同嵌段顺序下的共聚物在THF中自组装形成“Janus”粒子、“核-壳-冠”和“核-混合壳”结构的胶束;调控嵌段长度则会促使胶束形态在球形和“Janus”粒子之间转变;随着溶液浓度的增加,胶束形态先是出现了由基本的球形结构单元堆积而成的“花生状”、“Y型”和“蠕虫状”,继续增加溶液浓度,则出现了胶束的扁平化至六角堆积形成层状胶束的过程;调控THF和F113的配比,则会形成草莓状、层状堆积而成的棒状胶束及“Janus”粒子,且胶束尺寸随着F113含量的增加先增大后减小。
张军[9]（2017）在《嵌段共聚物在溶液中诱导自组装行为的模拟退火研究》文中进行了进一步梳理嵌段共聚物的自组装可以形成丰富的纳米结构,包括球状、棒状、层状、囊泡、螺旋状、环状等结构,并且这些丰富的结构在功能器件,药物输送,或其他应用技术中有着潜在的应用价值。因此,近几年,嵌段共聚物的自组装行为,已成为纳米制备技术的热点之一,从而引起了很多科研人员巨大的兴趣。影响嵌段共聚物自组装的因素大致包括嵌段的组成,溶剂的浓度和受限的环境等。因此,本文采用模拟退火方法,通过调控这些因素探究了其对AB两嵌段共聚物在溶剂中的定向自组装,AB两嵌段共聚物在软受限中的诱导自组装,AB两嵌段共聚物与C均聚物的共混物在软受限中的自组装行为。模拟结果表明,这些因素能够精确地调整聚集体的形态。并且我们所得到的模拟结果可以指导和预先设计纳米粒子结构,因此,对实验有着指导和参考的价值。具体如下:（1）通过调控诱导物的形状和尺寸以及组分之间的相互作用参数探究了其对两嵌段共聚物在溶剂中的定向自组装的影响。模拟结果表明:随着诱导物的尺寸和形状的改变,聚集体的形貌从圆柱状到蝌蚪状最后到圆盘状或带状胶束转变。同样,保持诱导物的形状和尺寸相同,随着A嵌段和诱导表面的相互作用参数增强,聚集体的形貌同样被影响。通过计算其均方末端距和接触数来阐述这种的形态转变的机理。（2）通过调控受限的尺寸、溶剂的初始浓度、组分之间相互作用参数探究了其对两嵌段共聚物在软受限中的诱导自组装的影响。模拟结果表明,改变受限尺寸,聚集体的形貌从类似棒状结构到螺旋状最后到半椭蜂窝状结构转变;随着溶剂的初始浓度增加,聚集体的形貌从棒状到多螺旋到单螺旋最后到圆环状结构转变。通过计算AB嵌段之间的接触数和体系的界面能以及聚集体中AB链拉伸之后在X轴上的投影DDX的变化,来阐述这种形态转变的机理。（3）通过调控受限尺寸,AB嵌段共聚物和C均聚物的数量比,嵌段的体积分数,受限表面的选择性,嵌段间的不相容,均聚物和嵌段之间相互作用的竞争。探究了其对AB两嵌段共聚物和均聚物的共混物在软受限中的自组装行为的影响。共聚物在软受限诱导下形成的不同形状和内部结构聚集体的序列被预测,模拟结果表明,这些因素能够精确地调整聚集体的形态。随初始浓度改变,我们计算了聚集体中AB嵌段的均方末端距的变化阐述了这种形态转变的机理。
胡冬枚[10]（2017）在《基于电场的聚电解质与纳米颗粒组装动力学研究》文中认为自下而上微纳制造技术的本质是分子组装,技术手段多种多样,如微接触打印、接枝聚合物、沉积与吸附、逐层自组装等。其中,沉积与吸附技术能够广泛应用于各种材料且操作简单成本低廉,因而引起了科研人员的广泛关注。在众多可用于自下而上微纳制造的材料中,聚电解质与纳米颗粒作为聚合物科学和纳米科学的重要组成部分在科学研究和工程应用领域都有着至关重要的地位,尤其是电子学、微机电系统、光学、生物医学等。典型的聚电解质,如蛋白质、DNA、RNA、壳聚糖及各种人工合成的大分子已经广泛用于功能性薄膜、纳米支架、纳米图案等的设计制造。此外,纳米材料,如金属纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯等也与自下而上微纳制造技术相结合用于超微电极、微流控器件、微电子器件、微反应器等的设计制造。本文基于分子模拟方法重点研究了几种聚电解质与纳米颗粒系统的物理沉积与吸附的动力学特征和构象演变过程;探讨了两亲聚电解质形成刷状、纳米球状、纳米网络以及纳米条纹等沉积结构的条件,以及聚电解质刷在外电场中的响应特性。本文在微纳尺度下揭示了聚电解质与纳米颗粒物理沉积与组装的物理机制,并发现了一些新的现象。计算机模拟技术能够在更小尺度上捕捉微纳制造过程中的动力学特征和构象的演化,且能够分析实验研究和理论研究不容易考察的变量,对微纳制造技术的发展有着重要意义。因此,研究聚电解质与纳米颗粒的沉积与组装的微观机理对自下而上微纳制造技术的发展具有重要的科学意义和应用前景。本文主要研究内容如下:（1）从分子尺度阐述了溶剂品质、聚电解质电荷分布以及外电场强度对柔性的两亲二嵌段聚电解质的物理沉积行为的影响。柔性的两亲二嵌段聚电解质在亲水基板表面形成具有两亲特性的双层结构。在非选择性溶剂中,亲水嵌段在沉积表面形成薄而均匀的吸附层,疏水嵌段呈刷状分布在亲水层上方。在选择性溶剂（对亲水嵌段具有选择性）中,亲水嵌段形成薄圆盘状吸附结构,疏水嵌段组装成纳米球状结构分布在亲水层上方。聚电解质上同种电荷间的静电斥力使沉积结构变得疏松。外电场对聚电解质的沉积结构有一定的压缩作用。在选择性溶剂中,强电场使疏水纳米球和亲水圆盘的尺寸减小。（2）揭示了聚电解质电荷分布、聚电解质刚度以及外电场强度改变时,半柔性的两亲二嵌段聚电解质在选择性溶剂（对亲水嵌段具有选择性）中进行物理沉积的微观机理,研究了条纹状、网状及局部有序的组装结构的形成条件。在沉积层中,半柔性的两亲二嵌段聚电解质形成由一个疏水中间段和两个亲水末端构成的“三段式”胶束。聚电解质电荷分布和刚度的变化导致短粗型和流线型两种胶束的形成。聚电解质刚度的增加和亲水嵌段上正电荷数量的增加都会导致胶束疏水段横向尺寸的减小。亲水嵌段形成的薄吸附层局部有序,刚度较小时相邻两胶束的亲水嵌段彼此垂直,刚度较大时亲水嵌段趋于流线型分布。亲水嵌段上电荷数量的增加导致子组装多层的厚度和疏水胶束的横向尺寸减小。此外,外电场可能会导致直立胶束的形成。（3）研究了聚两性电解质刷和聚电解质刷在外电场中的响应行为的微观机理。分析了电荷序列、聚电解质刚度和外电场的方向和强度对聚合物刷构象转变的影响。聚两性电解质刷的响应行为和局部结构取决于聚两性电解质的电荷序列。当半柔性聚两性电解质上带正电的嵌段接枝在基板表面时,触发聚两性电解质刷塌缩的临界电场强度随着嵌段长度的增加而增加,若聚两性电解质接枝在基板表面的末端嵌段带负电,则临界电场方向与上述情况相反。若无外电场作用,聚两性电解质刷呈伸展状态。尽管外电场诱发聚两性电解质刷的塌缩,聚两性电解质仍存在局部伸展的情况。（4）从分子尺度分析了表面携带相反电荷的Janus纳米颗粒在带电表面上的静电组装行为,揭示了Janus纳米颗粒形成吸附单层的物理机制。当Janus纳米颗粒表面正电荷的比例较小或基板表面正电荷密度较大时,Janus纳米颗粒倾向于形成纳米颗粒单层和较小的纳米颗粒团簇。Janus纳米颗粒表面净电荷较小时形成较大的纳米颗粒团簇和较厚的吸附结构,且吸附在初始阶段出现迟滞。此外,当基板表面电荷密度较大时,基板表面的电荷密度在Janus纳米颗粒的吸附过程中充当主导因素。反之,当基板表面电荷密度较小时,Janus纳米颗粒表面的净电荷充当主导因素。（5）采用热液合成的方法制备银纳米颗粒并将其载入接枝有壳聚糖的活性炭纤维表面,研究载入银纳米颗粒前后活性炭纤维的抗菌特性。建立表面-聚电解质-纳米颗粒吸附的粗粒化分子动力学模型,验证了壳聚糖与银纳米颗粒之间的静电吸附机理,并系统研究了聚电解质的刚度对其吸附纳米颗粒的形式和动力学特性的影响。仿真结果表明,聚电解质上的正电荷与纳米颗粒表面携带的负电荷之间的引力作用能够使纳米颗粒吸附在聚电解质表面。当聚电解质刚度较小时,系统中出现聚电解质链缠绕纳米颗粒团簇的行为,这种缠绕使吸附结构更加稳定,纳米颗粒团簇的纵横比也更小。当聚电解质刚度较大时,被吸附的纳米颗粒呈珠链状结构,纳米颗粒团簇的纵横比较大。
二、Adsorption of Diblock Copolymers from Non-selective Solvent: Comparison Between Scheutjens-Fleer Theory and Monte Carlo Simulation（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Adsorption of Diblock Copolymers from Non-selective Solvent: Comparison Between Scheutjens-Fleer Theory and Monte Carlo Simulation（论文提纲范文）
（1）嵌段共聚物共混体系的相行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 嵌段共聚物溶液自组装 |
| 1.2.1 AB二嵌段共聚物的溶液自组装 |
| 1.2.2 ABA三嵌段共聚物溶液的自组装 |
| 1.2.3 ABC三嵌段共聚物溶液的自组装 |
| 1.3 共混体系的自组装 |
| 1.4 本文的主要研究内容和意义 |
| 2 理论方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高分子链模型 |
| 2.2.1 高斯链模型 |
| 2.2.2 高斯链模型的自洽场方法 |
| 2.3 蠕虫链模型 |
| 2.3.1 蠕虫链模型的哈密顿量 |
| 2.3.2 自由能 |
| 2.4 格子自洽场模型 |
| 2.4.1 配分函数 |
| 2.4.2 末端分布函数 |
| 2.4.3 平均场近似 |
| 2.4.4 格子自洽场的优势 |
| 3 嵌段共聚物在溶液中的相行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型和理论方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 柔性AB二嵌段共聚物在溶液中的相行为 |
| 3.3.2 BAB三嵌段共聚物在溶液中的相行为 |
| 3.4 结论 |
| 4 嵌段共聚物/均聚物共混体系相行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型和理论方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 柔性AB二嵌段共聚物/均聚物共混体系相行为 |
| 4.3.2 柔性BAB三嵌段共聚物/均聚物共混体系相行为 |
| 4.4 结论 |
| 5 总结 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）聚合物刷接枝二嵌段共聚物链构象转变的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高分子刷的概述 |
| 1.2.1 高分子刷的简介 |
| 1.2.2 高分子刷的应用 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 实验研究工作 |
| 1.3.2 理论研究工作 |
| 1.3.3 模拟研究工作 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第二章 单分散刷和多分散性高分子刷接枝嵌段链末端的研究 |
| 2.1 理论模型及计算方法 |
| 2.2 多分散性高分子刷下改变活性嵌段和惰性嵌段长度的性质变化 |
| 2.2.1 吸附强度对嵌段链末端平均距离的影响 |
| 2.2.2 吸附强度对嵌段链末端平均距离的影响 |
| 2.2.3 嵌段链末端在吸附跃迁时的概率分布 |
| 2.3 单分散刷与多分散刷的相图 |
| 2.4 不同分散性高分子刷对嵌段链末端相变性质的影响 |
| 2.4.1 对相变点的影响 |
| 2.4.2 对相变宽度的影响 |
| 2.4.3 对相变位垒的影响 |
| 2.5 接枝密度对嵌段链末端相变性质的影响情况 |
| 2.6 结果与讨论 |
| 第三章 单分散高分子刷下接枝嵌段链连接点的研究 |
| 3.1 理论模型与计算方法 |
| 3.2 吸附强度对二嵌段共聚物链连接点平均距离的影响 |
| 3.3 嵌段链连接点在吸附跃迁时的概率分布 |
| 3.4 嵌段链连接点在吸附跃迁时的位垒图 |
| 3.5 在单分散刷下，二嵌段共聚物单链长对相变性质的影响 |
| 3.5.1 对相变点的影响 |
| 3.5.2 对相变宽度的影响 |
| 3.5.3 对相变位垒的影响 |
| 3.6 结果与讨论 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
（3）两亲性聚合物自组装体系的粗粒化模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 两亲性聚合物自组装 |
| 1.1.1 两亲性嵌段共聚物自组装 |
| 1.1.2 两面神纳米粒子自组装 |
| 1.2 表面接枝聚合反应 |
| 1.3 莫尔花纹 |
| 1.4 计算机模拟概述 |
| 1.4.1 计算机模拟的发展 |
| 1.4.2 GPU在计算机模拟中的应用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 第2章 理论基础与模拟方法 |
| 2.1 DPD模拟方法简介 |
| 2.1.1 DPD基本原理 |
| 2.1.2 积分算法 |
| 2.1.3 DPD方法中的涨落耗散定理 |
| 2.1.4 DPD参数α与 Flory-Huggins理论参数χ的对应 |
| 2.1.5 通过实验溶度参数计算DPD参数 |
| 2.2 周期性边界条件 |
| 2.3 系综 |
| 第3章 助溶剂在两亲性嵌段共聚物自组装过程中的重要作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 利用“grafting-from”方法制备两面神纳米粒子的微观特征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 利用两面神纳米粒子自组装自发形成莫尔花纹结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶液中自组装行为的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 综述 |
| 1.1 软物质 |
| 1.2 嵌段共聚物 |
| 1.3 嵌段共聚物刷 |
| 1.4 文章结构 |
| 第二章 模型介绍 |
| 2.1 蒙特卡洛方法(Monte Carlo method,MC) |
| 2.2 模拟链的生成与运动方式 |
| 2.3 模拟退火方法(Simulated Annealing,SA) |
| 第三章 接枝点分布对ABA三嵌段共聚物刷自组装的影响 |
| 3.1 本章中模型参数 |
| 3.2 ABA三嵌段共聚物刷均匀接枝时自组装形态 |
| 3.2.1 胶束典型代表形态 |
| 3.2.2 胶束变化规律 |
| 3.3 高接枝密度时接枝点分布对相图的影响 |
| 3.4 高接枝密度时接枝点分布对胶束的影响 |
| 3.4.1 不同接枝方式下胶束形态的对比 |
| 3.4.2 接枝点分布对三嵌段共聚物刷的影响与接枝点对二嵌段共聚物刷及均聚物刷的影响的比较 |
| 3.5 在低接枝密度与中等接枝密度时,接枝点分布对胶束的影响 |
| 3.6 相互作用强度对接枝点分布对胶束形态影响的影响 |
| 3.7 定向自组装时胶束形态 |
| 3.7.1 “川”型接枝自组装形态 |
| 3.7.2 “回”型接枝自组装形态 |
| 3.8 不良溶剂中接枝点分布对胶束形态的影响 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 ABA三嵌段共聚物刷在不良溶剂中自组装行为的研究 |
| 4.1 本章中模型参数 |
| 4.2 低接枝密度 |
| 4.3 中等接枝密度 |
| 4.4 高接枝密度 |
| 4.5 相互作用强度对胶束形态的影响 |
| 4.5.1 A单体与溶剂S之间的相互作用强度ε_AS对胶束形态的影响 |
| 4.5.2 B单体与溶剂S之间的相互作用强度ε_BS对胶束形态的影响 |
| 4.5.3 A单体与B单体之间的相互作用强度ε_AB对胶束形态的影响 |
| 4.5.4 相互作用强度对折叠率的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）交替共聚物自组装的计算机模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物自组装 |
| 1.2.1 本体自组装 |
| 1.2.2 溶液自组装 |
| 1.2.3 交替共聚物自组装 |
| 1.3 分子模拟方法 |
| 1.3.1 分子动力学模拟 |
| 1.3.2 粗粒化分子动力学模拟 |
| 1.3.3 耗散粒子动力学模拟 |
| 1.4 分子模拟在聚合物自组装中的应用 |
| 1.4.1 微观机理的理解 |
| 1.4.2 组装形貌的预测 |
| 1.4.3 新体系的辅助设计 |
| 1.4.4 分子模拟研究交替共聚物自组装 |
| 1.5 本课题的研究目的、主要内容及意义 |
| 第二章 两亲柔性交替共聚物的溶液自组装行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 coil-alt-coil交替共聚物的模型构建与模拟条件 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚合度n的影响 |
| 2.3.2 coil-alt-coil交替共聚物的溶液自组装行为 |
| 2.3.3 折叠链机理的验证 |
| 2.3.4 与实验结果的对比 |
| 2.3.5 coil-alt-coil交替共聚物自组装行为的独特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 两亲刚柔性交替共聚物的溶液自组装行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 rod-alt-coil交替共聚物的模型构建与模拟条件 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 自组装形貌相图 |
| 3.3.2 组装体中分子堆积模型 |
| 3.3.3 组装体中刚性链段的排列 |
| 3.3.4 软硬段长度对组装的影响 |
| 3.3.5 π-π相互作用的影响 |
| 3.3.6 rod-alt-coil交替共聚物自组装行为的独特性 |
| 3.3.7 rod-alt-coil交替共聚物在反相溶剂中的自组装行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 嵌段交替共聚物制备多几何结构纳米粒子的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 嵌段交替共聚物的模型构建与模拟条件 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 聚合度x的确定 |
| 4.3.2 二嵌段交替共聚物自组装制备MGNs |
| 4.3.3 形成MGNs的基本要求 |
| 4.3.4 调节MGNs的精细结构 |
| 4.3.5 三嵌段交替共聚物组装形成三元MGNs |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 “高χ-高N”交替共聚物制备超细纳米图案的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型构建与模拟条件 |
| 5.2.1 粗粒化模型构建 |
| 5.2.2 模型与力场验证 |
| 5.2.3 模拟条件 |
| 5.2.4 分析与表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 复杂相结构的表征 |
| 5.3.2 分子堆积及构象 |
| 5.3.3 分子量的影响 |
| 5.3.4 分子量分布的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录I 油包油乳液制备非对称囊泡的研究 |
| I.1 引言 |
| I.2 模型构建与模拟条件 |
| I.3 结果与讨论 |
| I.3.1 PS和PB在氯仿中相分离 |
| I.3.2 SO和BO在乳液界面处共组装形成非对称囊泡 |
| I.3.3 SO和BO添加顺序的影响 |
| I.3.4 PEO体积分数(f_(PEO))的影响 |
| I.4 本章小结 |
| I.5 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表或投寄的学术论文 |
（6）表面偏析法修饰聚合物膜的计算机模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 计算机模拟 |
| 1.2.1 DPD模拟方法 |
| 1.2.2 Flory-Huggins理论 |
| 1.3 聚合物多孔膜 |
| 1.3.1 多孔膜的应用 |
| 1.3.2 相分离法制备聚合物膜 |
| 1.3.3 聚合物多孔膜的修饰方法 |
| 1.4 聚合物多孔膜的研究进展 |
| 1.4.1 实验进展 |
| 1.4.2 模拟研究进展 |
| 1.5 研究内容及研究意义 |
| 第二章 强制表面偏析法制备聚合物多孔膜的计算机模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟细节 |
| 2.2.1 粗粒化模型的建立 |
| 2.2.2 参数的获取 |
| 2.2.3 模拟方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚合物浓度的影响 |
| 2.3.2 PHFBM/PEGMA嵌段比例的影响 |
| 2.3.3 嵌段聚合物与BMM的混合比例的影响 |
| 2.3.4 多孔聚合物薄膜的形成过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 非溶剂诱导相分离制备两性离子聚合物膜的计算机模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟细节 |
| 3.2.1 粗粒化模型的建立 |
| 3.2.2 参数的获取 |
| 3.2.3 模拟细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 NIPS方法下的成膜过程研究 |
| 3.3.2 聚合物浓度的影响 |
| 3.3.3 嵌段共聚物/PES混合比例的影响 |
| 3.3.4 pH响应性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚合物刷接枝二氧化硅纳米颗粒修饰PES聚合物膜的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟细节 |
| 4.2.1 粗粒化模型的建立 |
| 4.2.2 相互作用参数及计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 薄膜的制备 |
| 4.3.2 PES聚合物浓度的影响 |
| 4.3.3 接枝率的影响 |
| 4.3.4 接枝长度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）复杂两亲嵌段共聚物自组装成囊泡及其动力学演化的计算机模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 计算机模拟概述 |
| 1.3 嵌段共聚物自组装的研究进展 |
| 1.4 嵌段共聚物混合自组装 |
| 1.5 嵌段共聚物复合纳米粒子自组装 |
| 1.5.1 纳米粒子和嵌段共聚物的共组装 |
| 1.5.2 纳米粒子接枝嵌段共聚物的自组装 |
| 1.6 耗散粒子动力学模拟方法简介 |
| 1.6.1 DPD基本原理 |
| 1.6.2 DPD方法与Flory-Huggins平均场理论的结合 |
| 1.6.3 耗散粒子动力学方法的特点 |
| 1.7 本论文的选题意义和主要研究内容 |
| 第二章 梳型嵌段共聚物组装成洋葱状囊泡的耗散粒子动力学研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型和方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 梳型嵌段共聚物自组装成洋葱状囊泡的形成过程 |
| 2.3.2 梳型嵌段共聚物自组装成洋葱状囊泡的融合过程 |
| 2.3.3 线型嵌段共聚物浓度和键角势对梳型嵌段共聚物自组装的影响 |
| 2.3.4 共混自组装对囊泡融合机理的影响 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 耗散粒子动力学研究梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子在选择性溶液中的自组装 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型和方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 疏水主链亲水侧链的梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子自组装 |
| 3.3.2 亲水主链疏水侧链的梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子自组装 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 耗散粒子动力学研究梳型嵌段共聚物接枝纳米粒子组装成囊泡的动力学演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型和方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 囊泡的形成 |
| 4.3.2 囊泡的融合 |
| 4.3.3 囊泡的分裂 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 两亲性树枝状大分子自组装成囊泡的耗散粒子动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型和方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 R_H、R_F、R_(HF)三种树枝状大分子分别自组装成囊泡结构 |
| 5.3.2 R_(HF)的百分含量(wt%)对树枝状大分子自组装成囊泡结构的影响 |
| 5.3.3 R_(HF)在两面神囊泡和均匀囊泡中的分布 |
| 5.3.4 不同结构囊泡的动力学演化过程 |
| 5.3.5 疏水链长度对形成囊泡的影响 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（8）POSS基嵌段聚合物自组装的耗散粒子动力学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 嵌段共聚物的自组装 |
| 1.3 POSS基杂化嵌段共聚物 |
| 1.3.1 POSS简介 |
| 1.3.2 POSS基杂化嵌段共聚物的自组装 |
| 1.4 耗散粒子动力学 |
| 1.4.1 耗散粒子动力学的基本理论 |
| 1.4.2 周期性边界条件与最小镜像原理 |
| 1.4.3 耗散粒子动力学与Flory-Huggins平均场理论 |
| 1.4.4 参数计算方法的选择 |
| 1.4.5 耗散粒子动力学模拟研究嵌段共聚物的自组装 |
| 1.5 本论文的研究意义与研究内容 |
| 第二章 DPD模拟POSS基嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 模拟体系 |
| 2.2.1 粗粒化模型 |
| 2.2.2 体系参数 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 实验试剂与仪器 |
| 2.3.2 PMMA-b-PFMA-b-PMAPOSS的合成 |
| 2.3.3 分析测试与表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 聚合物的FTIR和GPC |
| 2.4.2 DPD模拟POSS基二嵌段共聚物的自组装 |
| 2.4.3 DPD模拟POSS基三嵌段共聚物的自组装 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 DPD模拟POSS基两亲性三嵌段共聚物的自组装 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 模拟体系 |
| 3.2.1 粗粒化模型 |
| 3.2.2 体系参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 F5A5P5在THF中的自组装动力学过程 |
| 3.3.2 嵌段顺序的影响 |
| 3.3.3 嵌段长度的影响 |
| 3.3.4 共聚物(F5A5P5)含量的影响 |
| 3.3.5 溶剂的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）嵌段共聚物在溶液中诱导自组装行为的模拟退火研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 嵌段共聚物简介 |
| 1.2 嵌段共聚物在溶剂中自组装行为的研究现状和意义 |
| 1.3 嵌段共聚物在软受限中自组装行为的研究现状和意义 |
| 1.3.1 嵌段共聚物在一维受限中的诱导自组装 |
| 1.3.2 嵌段共聚物在二维受限中的诱导自组装 |
| 1.3.3 嵌段共聚物在三维受限中的诱导自组装 |
| 1.4 本论文的研究内容及意义 |
| 第二章 模型和模拟方法 |
| 2.1 计算机在高分子领域中的应用 |
| 2.2 Monte Carlo方法在高分子领域中的应用 |
| 2.3 简单抽样和重要性抽样 |
| 2.4 Flory—Huggins高分子溶液似晶格理论 |
| 2.5 本章所采用的模拟方法 |
| 第三章 两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中的定向自组装的形貌 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算结果与讨论 |
| 3.2.1 圆柱状诱导物对聚集体形貌的影响 |
| 3.2.2 正方柱状诱导物对聚集体形貌的影响 |
| 3.2.3 长方柱和椭圆柱状诱导物对聚集体形貌的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 两亲性嵌段共聚物的软受限诱导自组装形貌 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算结果与讨论 |
| 4.2.1 相互作用参数对聚集体形貌的影响 |
| 4.2.2 受限尺寸对聚集体形貌的影响 |
| 4.2.3 溶剂的浓度对聚集体形貌的影响 |
| 4.2.4 AB链的数量与圆柱诱导物的尺寸对聚集体形貌的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 AB两嵌段共聚物与C均聚物的共混物软受限诱导的形貌 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算结果与讨论 |
| 5.2.1 溶液的初始浓度对聚集体形貌的影响 |
| 5.2.2 R_(CH)对聚集体形貌的影响。 |
| 5.2.3 嵌段的体积分数对聚集体形貌的影响 |
| 5.2.4 受限表面对聚集体形貌的影响 |
| 5.2.5 ε_(BC)和ε_(AC)对聚集体形貌的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 发表文章和目录 |
| 致谢 |
（10）基于电场的聚电解质与纳米颗粒组装动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 自下而上微纳制造的技术手段与研究现状 |
| 1.2.2 聚电解质自组装及物理沉积与微纳表面定制 |
| 1.2.3 聚电解质与纳米颗粒组装的自下而上微纳制造 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 柔性聚电解质在外电场中沉积自组装的动力学研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学 |
| 2.2.1 分子动力学基本原理 |
| 2.2.2 粗粒化分子动力学的约化单位 |
| 2.2.3 势能模型 |
| 2.2.4 温控模型 |
| 2.2.5 粒子运动方程的求解方法 |
| 2.3 柔性聚电解质沉积结构的静态特性 |
| 2.3.1 系统模型 |
| 2.3.2 柔性聚电解质的密度分布函数 |
| 2.3.3 溶剂品质对沉积结构的影响 |
| 2.3.4 柔性聚电解质的径向分布函数 |
| 2.3.5 柔性聚电解质的平衡旋转半径 |
| 2.4 柔性聚电解质沉积组装的动力学 |
| 2.4.1 聚电解质物理沉积的动态过程与动态沉积量 |
| 2.4.2 聚电解质组装过程中的扩散行为 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 刚性聚电解质在电场中的组装动力学与微纳表面定制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刚性聚电解质沉积结构的静态特性 |
| 3.2.1 模型及参数 |
| 3.2.2 刚性聚电解质沉积层的表面形貌与密度分布 |
| 3.2.3 刚性聚电解质的形状因子 |
| 3.2.4 刚性聚电解质单体之间的径向分布函数 |
| 3.2.5 刚性聚电解质的平衡旋转半径 |
| 3.3 刚性聚电解质沉积组装的动力学 |
| 3.3.1 刚性聚电解质沉积的动态过程 |
| 3.3.2 刚性聚电解质动态沉积量 |
| 3.3.3 刚性聚电解质沉积层厚度的动态特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 聚两性电解质刷在电场中的响应行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚两性电解质刷在电场中的响应特性 |
| 4.2.1 模型与模拟方法 |
| 4.2.2 聚两性电解质刷的平衡构象 |
| 4.2.3 聚两性电解质刷的厚度响应特性 |
| 4.3 聚两性电解质刷系统的密度分布 |
| 4.3.1 电场强度对聚合物链末端分布的影响 |
| 4.3.2 聚合物单体密度分布的静态特性 |
| 4.3.3 聚两性电解质刷系统中的离子分布 |
| 4.4 聚两性电解质的响应行为 |
| 4.4.1 响应平衡状态下聚合物链的键向及刷的结构特征 |
| 4.4.2 聚合物链处于响应平衡状态的旋转半径 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Janus纳米颗粒静电组装的动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纳米颗粒静电组装的纳米吸附层的构象特征 |
| 5.2.1 模型及参数 |
| 5.2.2 Janus纳米颗粒吸附层的结构特征 |
| 5.2.3 Janus纳米颗粒吸附层的密度分布 |
| 5.3 Janus纳米颗粒吸附层静态特性的表征 |
| 5.3.1 Janus纳米颗粒膜的高度分布 |
| 5.3.2 Janus纳米颗粒膜的表面覆盖率 |
| 5.4 Janus纳米颗粒静电吸附的动态吸附量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 银纳米颗粒与壳聚糖静电组装的动力学与实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 银纳米颗粒与壳聚糖静电组装的实验研究 |
| 6.2.1 实验材料与试剂 |
| 6.2.2 载有银纳米颗粒的活性碳纤维材料的制备 |
| 6.2.3 载有银纳米颗粒的活性碳纤维样品的形貌表征 |
| 6.3 银纳米颗粒静电组装的动力学仿真 |
| 6.3.1 模型与参数 |
| 6.3.2 表面-聚电解质-纳米颗粒系统的平衡组装结构 |
| 6.3.3 聚电解质的刚度对其平衡状态下的旋转半径的影响 |
| 6.3.4 聚电解质的刚度对其平衡状态下的形状因子的影响 |
| 6.4 表面-聚电解质-纳米颗粒系统静电组装的动力学 |
| 6.4.1 表面-聚电解质-纳米颗粒系统静电组装的的动态过程 |
| 6.4.2 聚电解质刚度对其动态旋转半径的影响 |
| 6.4.3 聚电解质刚度对其动态均方末端距的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
四、Adsorption of Diblock Copolymers from Non-selective Solvent: Comparison Between Scheutjens-Fleer Theory and Monte Carlo Simulation（论文参考文献）
- [1]嵌段共聚物共混体系的相行为[D]. 张惠. 内蒙古科技大学, 2021
- [2]聚合物刷接枝二嵌段共聚物链构象转变的理论研究[D]. 耿科颖. 河北大学, 2021(09)
- [3]两亲性聚合物自组装体系的粗粒化模拟研究[D]. 李柄谕. 吉林大学, 2020(01)
- [4]ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶液中自组装行为的研究[D]. 陈印启. 山东师范大学, 2020(08)
- [5]交替共聚物自组装的计算机模拟研究[D]. 李善龙. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]表面偏析法修饰聚合物膜的计算机模拟研究[D]. 霍进豪. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]复杂两亲嵌段共聚物自组装成囊泡及其动力学演化的计算机模拟研究[D]. 李延荣. 宁夏大学, 2018(01)
- [8]POSS基嵌段聚合物自组装的耗散粒子动力学模拟[D]. 金云. 华南理工大学, 2018(12)
- [9]嵌段共聚物在溶液中诱导自组装行为的模拟退火研究[D]. 张军. 新疆大学, 2017(01)
- [10]基于电场的聚电解质与纳米颗粒组装动力学研究[D]. 胡冬枚. 吉林大学, 2017(11)