嵌段共聚物受限在納米半球內(nèi)自組裝行為的模擬退火研究.pdf

1、軟物質(zhì)的自組裝可以形成豐富的微觀納米結(jié)構(gòu)，從而引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。其自組裝行為的模擬研究不僅為納米材料自組裝的過程提供了指導(dǎo)，也為高分子自組裝相行為的理論研究提供了很好的依據(jù)。嵌段共聚物作為軟物質(zhì)的一種，也可以自組裝為很多不同的納米結(jié)構(gòu)。嵌段共聚物在熔體狀態(tài)下通過改變不同嵌段的體積分?jǐn)?shù)可以自組裝形成體心立方球狀相、六角排列的柱狀相、雙連通 gyroid相和層狀相。但是嵌段共聚物在受限環(huán)境下的自組裝結(jié)構(gòu)通常被用于長程有序結(jié)構(gòu)的制備。通

2、過改變受限體系的幾何結(jié)構(gòu)、共聚物與受限體系表面的相互作用，影響共聚物的自組裝過程，從而產(chǎn)生一些不同于體相的新穎結(jié)構(gòu)。本論文采用模擬退火方法研究了嵌段共聚物在半球受限下的自組裝行為。
　　在第一章中，我們對本論文研究的背景知識進行了闡述，包括對軟物質(zhì)共聚物的簡單介紹，共聚物體相時的自組裝相圖，以及前人已經(jīng)用實驗或者理論模擬做過的嵌段共聚物受限體系下的自組裝形態(tài)。并且也介紹了本論文模擬用到的模型和方法。在之后的兩章中，對我們的模擬結(jié)果

3、進行了一一闡述。
　　在第二章中，我們系統(tǒng)的研究了體相形成柱狀相和層狀相的雙嵌段共聚物半球受限下的自組裝形態(tài)。考察了半球的大小和半球壁的作用對形態(tài)的影響，分析了結(jié)構(gòu)規(guī)律并解釋了復(fù)雜形態(tài)的形成原因以及不同形態(tài)之間是如何轉(zhuǎn)變的。對體相形成柱狀相的雙嵌段共聚物A10B2，在半球表面對長的嵌段強吸引時，發(fā)現(xiàn)了平行于半球上表面的多層圓環(huán)結(jié)構(gòu)；對體相形成柱狀相的雙嵌段共聚物A9B3，同樣是半球的表面對長的嵌段強吸引時，我們發(fā)現(xiàn)了沿徑向方向的穿

4、孔的層狀相；而對于體相形成層狀相的雙嵌段共聚物，中性表面時發(fā)現(xiàn)了垂直于上表面的層狀結(jié)構(gòu)，表面對其中一種嵌段強吸引時，發(fā)現(xiàn)了沿徑向的層狀相，與實驗結(jié)果相符合。
　　在第三章中，我們將體相形成層狀相的線形三嵌段共聚物A8B8C8置于半球的納米腔內(nèi)，研究了其自組裝納米結(jié)構(gòu)的變化?？疾炝税肭虻拇笮『颓虮诘淖饔脤ψ越M裝形態(tài)的影響，總結(jié)了結(jié)構(gòu)規(guī)律，并解釋了復(fù)雜形態(tài)的形成原因。當(dāng)半球的表面時中性時，由于三嵌段的復(fù)雜性，發(fā)現(xiàn)了一部分平行于上表面的