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

• 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

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.

Es ist Ziel des Projektes, ein Methodenspektrum zu entwickeln, welches unter Verwendung von Multiskalenansätzen Quantitativ genaue Simulationen von Systemen ingenieurwissenschaftlich relateden Dimensionen erlaubt. Auf der Grundlage von sogenannten Einbettungsverfahren werden Schnittstellen zwischen ab initio Techniken der Quantenchemie (QC) und Dichtefunktionaltheroie (DFT) for die Besonders reaktiver Zentren (50-200 Atome) mit approximativen Dichtefunktionalrechnungen （DFTB） （wenige 1000 Atome）entwickelt。量子力学 (QM) 是在 ca 的 viel ausgedehntere Umgebungen 中实现的。 100.000 Atomen eingelagert、deren Relaxionsverhalten 和 Dynamik unter Verwendung empirischer Kraftfelder beschrieben wird。实现纳米结构的最终模拟以及准周期结构。准周期模型可解决有关问题的问题。该方法是在材料系统的量子力学和分子结构中建立的方法，该方法是在材料系统和特征结构中进行的。 Hierunter 下降作为 Anwendungsbeispile die Haftfestigkeit von Polymeren auf verschiedenen Substraten oder ganz allgemein das Verhalten in Flüssig-Feststoff-Grenzbereichen。原子细节是结构和化学结合的复杂材料组合，是实验和实验的数据。化学连接和测量数据的化学特性的大范围变化，包括光电电子技术和 ESR 旋转谐振数据，以及红外和拉曼信号。