Monte-Carlo-Simulationen zum Adsorptionsverhalten von Homo- und Copolymerlösungen

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Das Ziel dieses Projektes ist es, theoretische Modelle für das Adsorptionsverhalten von Polymerlösungen zu entwickeln, die mit Monte-Carlo-Simulationen untersucht werden sollen. Die Simulationen sollen ein Kugel-Feder-Modell (anharmonisches Bindungspotential für die Monomere einer Kette und Lennard-Jones-Potential für alle Monomere der Lösung) verwenden. Zunächst soll die Adsorption von Homopolymeren (d. h., alle Monomere sind gleich) als Funktion der Substrat-Monomerwechselwirkung (das Substrat wird als glatte Wand simuliert), der Kettenlänge und der Volumenkonzentration untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll im zweiten Schritt die Adsorption von Block-Copolymeren simuliert werden, wobei das Substrat einen Block energetisch bevorzugt. Dabei kommt es zu einem interessanten Wechselspiel zwischen den adsorbierten Monomeren und den nicht-adsorbierten "Schwänzen" einer Kette, was zur Bildung von "Polymerbürsten" führen kann. Erlaubt man auch eine Asymmetrie in der Wechselwirkung zwischen den beiden Monomersorten, kann das Entstehen von Oberflächenmizellen simuliert werden. Die Bildung dieser Strukturen als Funktion der Temperatur, der Blocklänge und der Volumenkonzentration soll analysiert werden.