復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、1.聚合物的自組裝逐步成為重要的納米材料制備方法,其中嵌段聚合物備受關(guān)注.嵌段聚合物自組裝的相形態(tài)可通過(guò)調(diào)節(jié)分子參數(shù),如鏈的化學(xué)組成,鏈長(zhǎng),組分比例,嵌段連接方式等來(lái)控制,該文則從另外一個(gè)角度來(lái)研究控制聚合物自組裝相結(jié)構(gòu)的可行方法.第二章我們研究了具有強(qiáng)相互作用的末端官能團(tuán)的不相容的兩種均聚鏈所形成的"類(lèi)嵌段"聚合物自組裝行為與鏈端官能團(tuán)間作用強(qiáng)度及鏈長(zhǎng)的關(guān)系.我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩均聚物鏈端官能團(tuán)具有較強(qiáng)相互作用時(shí),體系的表現(xiàn)行為與兩嵌段聚合物

2、類(lèi)似,而且它們形成的條帶相結(jié)構(gòu)比后者更加規(guī)整.當(dāng)鏈長(zhǎng)增加到一定程度,體系自組裝得到的相結(jié)構(gòu)中逐漸出現(xiàn)缺陷,最終無(wú)法得到長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu).第三章中我們研究了通過(guò)控制聚合物溶液成膜過(guò)程中溶劑揮發(fā)速率來(lái)控制嵌段聚合物自組裝的可行性.我們的研究結(jié)果表明,在低的溶劑揮發(fā)速率下我們最終可得到寬度不等的條帶結(jié)構(gòu),這用常規(guī)方法是很難得到的.當(dāng)揮發(fā)速率升高,體系的有序條帶結(jié)構(gòu)開(kāi)始出現(xiàn)缺陷;進(jìn)一步升高,最終的相結(jié)構(gòu)與嵌段聚合物本體的自組裝結(jié)果相近.我們從動(dòng)力學(xué)

3、角度闡述了溶劑揮發(fā)速率對(duì)最終相形態(tài)的影響.2.由于單鏈相轉(zhuǎn)變的復(fù)雜性,我們用采用Lennard-Jones作用勢(shì)的非格子鏈模型研究了較簡(jiǎn)單的短鏈(鏈長(zhǎng)為3,4,5)的熱力學(xué)相轉(zhuǎn)變問(wèn)題.通過(guò)與現(xiàn)有的理論結(jié)果相比較,我們所采用的多正則系綜抽樣算法給出了具有很高精度的結(jié)果,這表明我們的模擬中基本消除了非各態(tài)歷經(jīng)性.通過(guò)研究低溫下單鏈的熱力學(xué)性質(zhì),我們觀察到5-mer在"液態(tài)"中為四個(gè)異構(gòu)體的混合物,而"固態(tài)"為其中具有最低能的構(gòu)象,而"液-固

4、"的熱力學(xué)相轉(zhuǎn)變極大地依賴(lài)于具體采用的鏈模型,如平衡鍵長(zhǎng),鍵長(zhǎng)漲落的范圍.3.我們通過(guò)窮舉得到基于兩種氨基酸(HP)編碼的鏈長(zhǎng)為16的分子鏈所有可能的序列,依據(jù)我們基于動(dòng)力學(xué)角度的鏈可折疊性的判據(jù)我們對(duì)32896個(gè)序列進(jìn)行檢驗(yàn),最終得到145可折疊的序列.通過(guò)對(duì)含不同數(shù)目的H基團(tuán)的序列進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn)某些H基團(tuán)的位置分布具有強(qiáng)的相似-Ⅰ-性.通過(guò)對(duì)145個(gè)序列的目標(biāo)構(gòu)象分析,我們發(fā)現(xiàn)許多構(gòu)象幾乎完全相同,它們可以分成22個(gè)組和47個(gè)孤