單鏈高分子的相行為及其在通道內(nèi)輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、高分子稀溶液體系的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)與單鏈高分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有密切的聯(lián)系。本文利用計(jì)算機(jī)模擬方法研究單鏈體系的相行為受支化結(jié)構(gòu)與序列結(jié)構(gòu)的影響及其在非平衡體系下的輸運(yùn)過程,有助于加深對高分子單鏈體系性質(zhì)的結(jié)構(gòu)依賴性認(rèn)識(shí),擴(kuò)展其在單分子功能材料以及納米器件領(lǐng)域的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括:
　　1、研究了單鏈星型高分子的相轉(zhuǎn)變隨星型分子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。提出了采用形狀因子來表征Liquid-Crystal(LC)和Coil-Globule(C

2、G)這兩個(gè)轉(zhuǎn)變的方法。相比于比熱曲線,該方法可以更加精確而有效地確定這兩個(gè)轉(zhuǎn)變。發(fā)現(xiàn)隨著星型分子臂數(shù)的增加,LC轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)度規(guī)律與線性高分子相比沒有發(fā)生顯著的變化,而CG轉(zhuǎn)變逐漸向液固轉(zhuǎn)變移動(dòng),其原因是由于單體密度的增大使得星型高分子在塌縮時(shí)需要更低的溫度來使其吸引作用克服體積排除效應(yīng)。
　　2、研究了單鏈樹枝型高分子的相轉(zhuǎn)變隨支化度的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)不僅支化度對相轉(zhuǎn)變過程中的兩個(gè)轉(zhuǎn)變溫度有顯著的影響,在支化度相同的情況下轉(zhuǎn)變

3、溫度也受結(jié)構(gòu)規(guī)整度的不同而發(fā)生著改變。隨著支化度的增加,CG轉(zhuǎn)變逐漸減弱最終無法觀察到,而液固轉(zhuǎn)變則逐漸向高溫方向移動(dòng)。其原因在于高支化度使得高分子不需要更低的溫度即可得到致密的塌縮態(tài)。兩種支化規(guī)整度不同的高分子,即完美樹形高分子和隨機(jī)超支化高分子,在支化度相同的情況下,前者具有更高的液固轉(zhuǎn)變溫度。這是因?yàn)橐?guī)整的完美樹形高分子具有更接近于完美晶體的結(jié)構(gòu),進(jìn)而降低了結(jié)晶條件使得在更高的結(jié)晶溫度下出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。
　　3、研究了單鏈類蛋白質(zhì)

4、共聚物(Protein-likecopolymer,PLC)在水環(huán)境中的塌縮結(jié)晶行為。利用HP和AB兩種PLC模型研究了隨著嵌段長度m變化的相轉(zhuǎn)變機(jī)理。研究表明存在兩種機(jī)理,即疏水聚集效應(yīng)與相分離效應(yīng),共同支配著PLC的塌縮結(jié)晶過程。隨著m的增加,HP-PLC的低能態(tài)構(gòu)象從管形結(jié)構(gòu)向蝌蚪結(jié)構(gòu)演化,而AB-PLC則從多層結(jié)構(gòu)向兩個(gè)分開球變化。當(dāng)m很小時(shí),LC轉(zhuǎn)變消失,而在m較大時(shí),AB-PLC呈現(xiàn)出兩個(gè)一級轉(zhuǎn)變分別對應(yīng)于兩組分相分離轉(zhuǎn)變和