構(gòu)建新力場(chǎng)對(duì)聚苯乙烯進(jìn)行粗?；肿觿?dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在高分子科學(xué)領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展，幾乎涉及到了高分子物理和化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。但是，從微觀尺度上模擬高分子鏈體系，依現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，仍是一件非常困難的事。在一些特定的高分子體系中，粗?；Ｐ湍軌蚝芎玫亟鉀Q這個(gè)問(wèn)題。本論文中，我們采用粗?；Ｐ?，使用分子動(dòng)力學(xué)方法為聚苯乙烯構(gòu)建新力場(chǎng)。 1．分子動(dòng)力學(xué)。分子動(dòng)力學(xué)是一種確定性模擬方法，它是跟蹤每個(gè)粒子的個(gè)體運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確記錄每個(gè)時(shí)刻各個(gè)分子的位置與動(dòng)量，即相空間的運(yùn)動(dòng)軌

2、跡，再利用統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法得到多體系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，從而得到系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。分子動(dòng)力學(xué)模擬中，牛頓運(yùn)動(dòng)方程積分法現(xiàn)在最常用的是Verlet算法，其中最耗時(shí)的部分是計(jì)算粒子所受的力。為克服現(xiàn)有計(jì)算能力的限制，提高模擬準(zhǔn)確度，使用了邊界條件?？紤]到原子間非鍵相互作用的性質(zhì)，有些原子間的非鍵相互作用是非常弱的，實(shí)際上可以忽略。處理粒子之間的非鍵相互作用使用了截?cái)喾椒?，?jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。 2．構(gòu)建新力場(chǎng)，為不同鏈長(zhǎng)的聚苯乙

3、烯進(jìn)行粗?；肿觿?dòng)力學(xué)模擬。選取鏈長(zhǎng)分別為20、40和80的聚苯乙烯，將主鏈上碳碳雙鍵連接的兩個(gè)碳原子(包括碳原子連接的氫原子)視作一個(gè)粗?；Ｗ覥；將一個(gè)苯環(huán)視做一個(gè)粗?；Ｗ覤。主鏈上粗?；Ｗ覥相互之間直接連接，粗?；Ｗ覤與兩個(gè)粗?；Ｗ覥之間的鍵相連，這里，我們可近似地認(rèn)為粗?；Ｗ覥與粗?；Ｗ覤直接相連。設(shè)定初始條件，在Tinker軟件包的MM2力場(chǎng)中啟動(dòng)全原子分子動(dòng)力學(xué)模擬，待體系平衡后，使用粗?；Ｐ徒y(tǒng)計(jì)體系的鍵長(zhǎng)分布