【摘要】：本文主要采用耗散粒子動(dòng)力學(xué)(DPD)模擬方法研究瓶刷聚合物在水溶液中的自組裝微結(jié)構(gòu)及其相關(guān)特性。根據(jù)溶液中瓶刷分子的濃度不同可以觀察到其自組裝形成一系列結(jié)構(gòu),例如柱狀、球狀、層狀、穿孔層狀和網(wǎng)柱狀結(jié)構(gòu)。我們根據(jù)瓶刷分子的濃度和主鏈側(cè)鏈不同將瓶刷分子形成的結(jié)構(gòu)做成四幅相圖,并分析鏈長(zhǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)所形成的影響。在瓶刷分子濃度為r_B=0.2,0.3,0.4,0.5時(shí),觀察到球狀、圓柱狀、層狀、穿孔層狀、交聯(lián)層狀和網(wǎng)柱狀結(jié)構(gòu),它們可以分成經(jīng)典結(jié)構(gòu)(如球狀、層狀和柱狀結(jié)構(gòu))和復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如穿孔層、交聯(lián)層、網(wǎng)柱狀結(jié)構(gòu))。除此之外,我們還研究了柱狀和球狀顆粒與磷脂膜相互作用的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,我們通過(guò)分析瓶刷聚合物吞噬過(guò)程中體系的能量、包裹百分比和初始速度,研究結(jié)果表明柱形和球形瓶刷聚合物在吞噬過(guò)程中其行為并不相同。研究結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)和理解聚合物納米顆粒在溶液中的自組裝及其與磷脂膜的相互作用行為都提供了十分有利的方法及理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O631.1
【圖文】：

運(yùn)動(dòng)方程求解，原則上可以推斷出所研究實(shí)體的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的以分子“模型”為基礎(chǔ)，采用經(jīng)驗(yàn)勢(shì)函數(shù)表征結(jié)構(gòu)單元之間的步驟為：首先求解牛頓方程，描繪出實(shí)體相點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡；然極值點(diǎn)和相應(yīng)的分子構(gòu)象；最后計(jì)算平衡態(tài)和非平衡態(tài)的性質(zhì)要是利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行完成的，因此稱為分子性質(zhì)的計(jì)算機(jī)模擬算結(jié)果的好壞是由分子模型的合理性，以及勢(shì)函數(shù)的可靠性模型來(lái)表征結(jié)構(gòu)單元，可以有效地簡(jiǎn)化計(jì)算，大幅度縮短計(jì)算的可靠性事先往往難以估計(jì)，必須與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比檢驗(yàn)后，才性。分子模擬技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為化學(xué)、物理學(xué)、生命科學(xué)、材科學(xué)家強(qiáng)有力的研究手段。先進(jìn)行模擬計(jì)算再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，往往節(jié)約成本和時(shí)間，取得事半功倍的效果。模擬方法主要包括分子動(dòng)力學(xué)（molecular dynamics，簡(jiǎn)稱 M（Monte Carlo,簡(jiǎn)稱 MC）方法。在分子模擬中，理論模型決可靠，同時(shí)又通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果的對(duì)比來(lái)確定模擬或模-1 展示出理論（theory）、模擬（simulation）和實(shí)驗(yàn)（exp的關(guān)系，它們相互補(bǔ)充、相互提供信息和數(shù)據(jù)。

圖2-2 展示了介于宏觀尺度與微觀尺度之間的模擬方法。因此，DPD 模擬在宏觀和微觀研究方法之間建立起了聯(lián)系和橋梁，既具有兩種研究方法的共性，又不同于這兩種研究方法。

如圖中帶箭頭移動(dòng)的粒子，這樣的限制條件能夠和種類在模擬過(guò)程中保持恒定。期性邊界條件最耗時(shí)的部分是計(jì)算非鍵相互作用勢(shì)，成鍵曲或二面角扭曲勢(shì)的計(jì)算量都正比于原子數(shù)目 N，而非鍵。分子力場(chǎng)中非鍵相互作用勢(shì)計(jì)算的是成對(duì)原子之間的相考慮，這種計(jì)算并不合理。例如，Lennard-Jones 勢(shì)隨著常快：在2.5 處的 Lennard-Jones 勢(shì)已經(jīng)是 處的 1%。得最多的處理方式是非鍵截?cái)喟霃剑╪on-bonded cutoff）rest image）。圖 2-3 二維上的周期性邊界條件Figure 2-3 Periodic boundary conditions in 2D

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本文編號(hào)：2761234