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Entwicklung von Multiskalenmethoden für die Simulation von Polymer/Flüssig-Feststoff-Hybridgrenzflächen

开发用于模拟聚合物/液固混合界面的多尺度方法

基本信息

批准号：
5406268
负责人：
Professor Dr. Thomas Frauenheim
金额：
--
依托单位：
Profesur für Computational Materials Science
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2003
资助国家：
德国
起止时间：
2002-12-31 至 2009-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5406268?language=en
关键词：
Entwicklung von Multiskalenmethoden die Simulation

项目摘要

Es ist Ziel des Projektes, ein Methodenspektrum zu entwickeln, welches unter Verwendung von Multiskalenansätzen quantitativ genaue Simulationen von Systemen in ingenieurwissenschaftlich relevanten Dimensionen erlaubt. Auf der Grundlage von sogenannten Einbettungsverfahren werden Schnittstellen zwischen ab initio Techniken der Quantenchemie (QC) und Dichtefunktionaltheroie (DFT) für die Behandlung besonders reaktiver Zentren (50-200 Atome) mit approximativen Dichtefunktionalrechnungen (DFTB) (wenige 1000 Atome) entwickelt. Letztere quantenmechanisch (QM) behandelten Bereiche werden wiederum in viel ausgedehntere Umgebungen von ca. 100.000 Atomen eingelagert, deren Relaxionsverhalten und Dynamik unter Verwendung empirischer Kraftfelder beschrieben wird. Die Implementierung erfolgt sowohl für die Simulation von endlich ausgedehnten Nanostrukturen als auch für quasiperiodische Schichtstrukturen. Mit den quasiperiodischen Modellen können insbesondere von Grenzflächen dominierte Problemstellungen untersucht werden. Die zu entwickelnden Methoden werden eingesetzt um Stoffdatenmodelle komplexer Materialsysteme quantenmechanisch auf molekularer Ebene zu validieren und Grenzflächenstrukturen zwischen unerschiedlichen Materialsystemen und deren Eigenschaften zu verstehen. Hierunter fallen als Anwendungsbeispile die Haftfestigkeit von Polymeren auf verschiedenen Substraten oder ganz allgemein das Verhalten in Flüssig-Feststoff-Grenzbereichen. Neben dem atomar detaillierten Verständnis über die Strukturen und chemischen Bindungseigenschaften dieser komplexen Materialkombinationen werden berechnete Daten für Vergleiche mit experimentellen Messergebnissen bereitgestellt. Besonders geeignet für eine Charakterisierung von chemischen Bindungsverhältnissen sind hierbei elektronen- und schwingungsspektroskopische Daten, wie beispielsweise Photoelektronenspektren und ESR-Spinresonanzdaten sowie Infrarot- und Ramansignale.

这是一个项目，一种方法论，在工程科学相关的设计中，对系统的多尺度定量模拟进行了测试。基于自定义测试的基本原理，韦尔登从量子化学（QC）和双功能理论（DFT）的初始技术出发，对Zentren（50-200 Atome）和近似双功能测试（DFTB）（1000 Atome）进行了处理。Letztere quantenmechanisch（QM）behandelten Bereiche韦尔登wiederum in viel ausgedehntere Umgebungen von ca. 100.000个原子，在经验丰富的Kraftfelder的指导下，松弛和动力。Die Implementierung erfolgt sowohl für die Simulation von endlich ausgedehnten Nanostrukturen als auch für quasiperiodische Schichtstrukturen.通过准周期模型，我们可以从Grenzflächen dominierte Problemstellungen untersucht韦尔登中找到答案。该方法的改进韦尔登一种用于复杂材料系统的Stoffdatenmodelle quantenmechanisch auf molekularer Ebene zwischen unerasedlichen Materialsystemen und deren Eigenschaften zu verstehen的有效性和稳定性的方法。在Flüssig-Feststoff-Greneirreichen，聚合物在基底上或在所有的基底上的最终结果都是一致的。Neben dem atomar detaillierten Verständnis über die Strukturen und chemischen Bindungseigenschaften dieser komplexen Materialkcombinationen韦尔登berchnete Daten für Vergleiche mit experimentellen Messergebnissen beritgestellt. Besonders geeignet für eine Charakterisierung von chemischen Bindungsverhältnissen sind hierbei elektronen- und schwingungsspektroskopische Daten，wie beispielsweise Photoelektronenspektren und ESR-Spinresonzdaten sowie Infrarot- und Ramansignale.