線形ABC三嵌段共聚物自組裝的耗散粒子動力學(xué)模擬研究.pdf

1、嵌段共聚物自組裝能夠形成大量有序的納米結(jié)構(gòu)，使其在藥物傳遞、微電子材料、先進(jìn)塑料等方面有潛在的應(yīng)用前景。所以近年受到人們的廣泛關(guān)注。由三種不同嵌段組成的線形ABC9（l-ABC）三嵌段共聚物具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，繼二嵌段共聚物之后成為新的研究熱點(diǎn)。本文采用耗散粒子動力學(xué)模擬方法（DPD）研究線形l-ABC三嵌段共聚物在溶液、剪切和受限這三種條件下的自組裝行為。
　　1、研究l-ABC三嵌段共聚物通過溶液濃度誘導(dǎo)其自組裝行為。首先

2、，通過改變l-ABC的濃度、嵌段長度比例，首次發(fā)現(xiàn)了內(nèi)部含有反向膠束的核-殼-冠（CSC）結(jié)構(gòu)、六方堆積圓柱、環(huán)形結(jié)構(gòu)、多室膠束等。所發(fā)現(xiàn)的反向CSC結(jié)構(gòu)很好解釋了實(shí)驗(yàn)觀測誤差的來源。其次，隨著嵌段共聚物濃度增加，微觀形貌從三維或二維向一維演化。最后，這些形貌動力學(xué)演化過程與星形ABC三嵌段共聚物的成核、合并、生長演化過程相似。界面張力對最終形貌的形成有重要的影響。
　　2、引入穩(wěn)態(tài)剪切條件研究了l-ABC的自組裝行為。從315種

3、結(jié)構(gòu)中歸納出7種球形（0D），10種圓柱形和1種扁球形（1D），5種薄片和3種扁圓柱形（2D）膠束結(jié)構(gòu)。當(dāng)濃度φ00.1，剪切速率τ00.1時，l-BAC全部形成1D圓柱結(jié)構(gòu)，l-ABC和l-BCA絕大多數(shù)形成1D圓柱結(jié)構(gòu)。本文模擬得到的幾種1D圓柱膠束結(jié)構(gòu)具有形成單壁或雙壁管以及圓柱混合膠束的潛力。最后，本文發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控剪切速率、嵌段共聚物濃度和親溶劑嵌段長度等因素，可以產(chǎn)生0D、1D和2D納米結(jié)構(gòu)的重要因素。
　　3、引入硬

4、球受限空間探索l-ABC在受限誘導(dǎo)下的自組裝行為。從210種模擬結(jié)構(gòu)中得到幾種全新的自組裝結(jié)構(gòu)，如多層洋蔥、雙螺旋、堆疊層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)球形半徑R060，嵌段間的相互作用參數(shù)為αB(25)<αA(50)<αC(120)時，對稱嵌段B2A2C2和B2C2A2形成標(biāo)準(zhǔn)的核-殼-冠（CSC）納米結(jié)構(gòu)；當(dāng)R060，αB0αA0αC0120時，A2B2C2和B2C2A2形成層狀結(jié)構(gòu)，B2A2C2形成螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)半徑增加到R080時，多層洋蔥結(jié)構(gòu)的層數(shù)