嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
结题报告
批准号:
20974040
项目类别:
面上项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
吕中元
依托单位:
学科分类:
B0406.生命与公共安全分析
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
李占伟、刘鸿、谢宇、张静、李斌、刘玉华、李慧
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中文摘要
发展并利用多尺度计算机模拟方法,研究嵌段共聚物多级自组装结构及演化过程。着眼于两类体系:一是嵌段共聚物在稀溶液中自组装产生非中心对称的胶束,以胶束为基础进一步自组装产生胶束高级结构;二是嵌段共聚物吸附在纳米粒子表面从而诱导出非中心对称的相互作用,以纳米粒子为基础进一步自组装产生纳米粒子高级结构。对这两类体系提出一致的多尺度模拟研究方案:在微观尺度上,以分子动力学方法研究嵌段共聚物的自组装及在纳米粒子表面的吸附;通过构建"平均力势"及几何分析的办法,获取胶束、纳米粒子之间非中心相互作用的势函数;利用获取的势函数,进一步在介观尺度上以耗散粒子动力学研究胶束或纳米粒子的高级自组装。本申请拟解决两大难题:一是胶束、纳米粒子之间非中心相互作用势函数的建立;二是认清嵌段共聚物多级自组装结构的特性。这些信息将为控制嵌段共聚物多级自组装结构及多尺度功能材料的研究提供可靠的理论帮助。
英文摘要
发展并利用多尺度计算机模拟方法,研究了嵌段共聚物多级自组装结构及演化过程。我们发现,可以利用嵌段共聚物在稀溶液中自组装产生非中心对称的胶束,以胶束为基础可以进一步自组装生成胶束自组装高级结构。从嵌段共聚物链微观结构出发,我们结合实验中获得的溶解自由能数据,构建了多嵌段共聚物的粗粒化模型。通过调节嵌段数目、链长、组分比例、溶剂环境等,可以发现在特定条件下,嵌段共聚物会自组装形成具有不同对称结构的补丁粒子。进一步通过热力学及几何分析,我们获取了补丁粒子之间非中心相互作用的势函数;利用获取的势函数,在介观尺度上研究了补丁粒子的多级自组装。我们的模型不但重现了实验中业已发现的补丁粒子螺旋结构聚集体,而且还给出了不同表面覆盖率下补丁粒子其它自组装结构。利用我们建议的嵌段共聚物多级自组装多尺度模拟模型,可以有效地研究复杂结构聚合物体系多级结构的生成及演化规律。这些信息将为控制嵌段共聚物多级自组装结构及多尺度功能材料的研究提供可靠的理论帮助。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:--
期刊:2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集
影响因子:--
作者:王伟;朱有亮;吕中元
通讯作者:吕中元
DOI:--
发表时间:2012
期刊:吉林大学学报(理学版)
影响因子:--
作者:陈弢;刘鸿;吕中元
通讯作者:吕中元
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集
影响因子:--
作者:李跃;钱虎军;吕中元
通讯作者:吕中元
Free energy and scalings for polymer translocation through a nanopore: A molecular dynamics simulation study combined with milestoning
聚合物通过纳米孔易位的自由能和缩放:与里程碑相结合的分子动力学模拟研究
DOI:10.1016/j.physleta.2011.12.014
发表时间:2012-01
期刊:Physics Letters. Section A: General, Atomic and Solid State Physics
影响因子:--
作者:Xue, Xiang-Gui;Zhao, Li;Lu, Zhong-Yuan;Li, Ze-Sheng
通讯作者:Li, Ze-Sheng
DOI:10.1039/c2sm25078k
发表时间:2012-06
期刊:Soft Matter
影响因子:3.4
作者:Jing Zhang;Zhong-yuan Lu;Zhao-Yan Sun
通讯作者:Jing Zhang;Zhong-yuan Lu;Zhao-Yan Sun
新型二维高分子的设计制备及其结构演化机制
  • 批准号:
    22133002
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    305万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    吕中元
  • 依托单位:
表面接枝聚合物纳米粒子自组装结构与性能调控
  • 批准号:
    21534004
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    300.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    吕中元
  • 依托单位:
嵌段共聚物稀溶液中自组装复杂结构的生成机理及调控
  • 批准号:
    20774036
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    吕中元
  • 依托单位:
高分子溶液的表面吸附动力学及二维溶液的标度研究
  • 批准号:
    20404005
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    吕中元
  • 依托单位:
国内基金
海外基金