復(fù)雜系統(tǒng)的計算機模擬.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)可通過調(diào)節(jié)分子參數(shù),如鏈的化學(xué)組成,鏈長,組分比例,嵌段連接方式等來控制,該文則從另外一個角度來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相互作用的末端官能團的不相容的兩種均聚鏈所形成的"類嵌段"聚合物自組裝行為與鏈端官能團間作用強度及鏈長的關(guān)系.我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩均聚物鏈端官能團具有較強相互作用時,體系的表現(xiàn)行為與兩嵌段聚合物

2、類似,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,最終無法得到長程有序結(jié)構(gòu).第三章中我們研究了通過控制聚合物溶液成膜過程中溶劑揮發(fā)速率來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)開始出現(xiàn)缺陷;進一步升高,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.我們從動力學(xué)

3、角度闡述了溶劑揮發(fā)速率對最終相形態(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作用勢的非格子鏈模型研究了較簡單的短鏈(鏈長為3,4,5)的熱力學(xué)相轉(zhuǎn)變問題.通過與現(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)變極大地依賴于具體采用的鏈模型,如平衡鍵長,鍵長漲落的范圍.3.我們通過窮舉得到基于兩種氨基酸(HP)編碼的鏈長為16的分子鏈所有可能的序列,依據(jù)我們基于動力學(xué)角度的鏈可折疊性的判據(jù)我們對32896個序列進行檢驗,最終得到145可折疊的序列.通過對含不同數(shù)目的H基團的序列進行分析,我們發(fā)現(xiàn)某些H基團的位置分布具有強的相似-Ⅰ-性.通過對145個序列的目標(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個組和47個孤