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通过grafting from技术修饰纳米粒子的计算机模拟研究
结题报告
批准号:
51403022
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
薛耀红
依托单位:
学科分类:
E0305.高分子共混与复合材料
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李延春、权巍、韩成、张超、郭智慧
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中文摘要
本项目拟发展并利用耦合化学反应的粗粒化分子动力学模拟方法,研究表面引发聚合反应(grafting from方法)对纳米粒子改性过程中的主控因素,分析体系在引发效率、链多分散性等方面的特点。同时研究接枝链的分子量及结构的可控性,以及温度、溶剂等其它因素对表面微结构的影响。进一步探讨具有形状和尺寸分布的纳米粒子体系的表面修饰问题,建立多纳米粒子在稀溶液环境中的共体系统,构建改性纳米粒子之间的平均力势。通过扫描纳米粒子在某反应路径的自由能变化,加深对纳米粒子个体之间相互作用本质的认识。为实验上制备、优化新型聚合物纳米复合材料提供可靠的理论帮助。
英文摘要
We mean to use coarse-grained molecular dynamics simulation method combined with chemical reactions, to study the controlling factors during modification of nanoparticles by polymer chains via the surface-initiated polymerization (grafting from method). The features of initiation efficiency, grafted chain polydispersity, etc, will be mainly analyzed. Meanwhile, the controllability of molecular weight and structure of grafted chains, and their dependences on temperature, solvent quality will also be studied. As a further investigation, we will construct the system of multiple nanoparticles with size/shape distributions in the dilute solution. Then we will design the potential of mean force between nanoparticles. By scanning the free energy change of nanoparticles in specific reaction path, we can understand the intrinsic nature of the interactions between nanoparticle individuals. This project will provide theoretical direction for the experimentalists to prepare and optimize the new functional polymer nanocomposite materials.
本项目围绕配体链接枝纳米粒子的改性技术中的诸多问题而展开。通过粗粒化分子动力学模拟方法,对grafting-from及grafting-to技术中的主控因素进行了系统性的研究。通过特定的测地线细分方法构造了粗粒化纳米粒子模型,并构建了聚合反应的分子动力学模型,给出了grafting-from过程中生长链受纳米粒子尺寸、packing fraction等因素的影响关系;发现了链增长的分散性对引发密度和引发剂非均一性参数的定量依赖关系;并构造了grafting-to技术制备纳米粒子接枝配体链的分子动力学模型,得到了重要的研究结论,即投料聚合物链的分散性相对较高很可能有利于提升制备纳米粒子接枝链的接枝密度;同时我们参与开发了粗粒化的逐步聚合反应模型及SKIPS-GALAMOST聚合反应模拟研究平台。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The selectivity of nanoparticles for polydispersed ligand chains during the grafting-to process: a computer simulation study
接枝过程中纳米颗粒对多分散配体链的选择性:计算机模拟研究
DOI:10.1039/c7cp07818h
发表时间:2018
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子:3.3
作者:Xing Ji-Yuan;Lu Zhong-Yuan;Liu Hong;Xue Yao-Hong
通讯作者:Xue Yao-Hong
DOI:10.1063/1.4999050
发表时间:2018-01
期刊:The Journal of chemical physics
影响因子:--
作者:Dan Xu;Chunjian Ni;Youliang Zhu;Zhong-yuan Lu;Yao-Hong Xue;Hong Liu
通讯作者:Dan Xu;Chunjian Ni;Youliang Zhu;Zhong-yuan Lu;Yao-Hong Xue;Hong Liu
Self-assembly of block copolymers on lithographically patterned template with ordered posts
嵌段共聚物在具有有序柱的光刻图案模板上的自组装
DOI:10.1039/c5cp05449d
发表时间:2015
期刊:PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
影响因子:3.3
作者:Xu Dan;Liu Hong;Xue Yao-Hong;Sun Yan-Bo
通讯作者:Sun Yan-Bo
Computer Simulation Study on the Molecular Design and the Self-Assembly Process of Au-Nanoparticle and Polymer Composite System
金纳米粒子与聚合物复合体系分子设计及自组装过程的计算机模拟研究
DOI:10.7536/pc150169
发表时间:2015
期刊:Progress in Chemistry
影响因子:1.3
作者:Yan-Chun Li;Yang Li
通讯作者:Yang Li
Self-Assembly of Nanoclusters into Mono-, Few-, and Multilayered Sheets via Dipole-Induced Asymmetric van der Waals Attraction
通过偶极子诱导的不对称范德华吸引力将纳米团簇自组装成单层、少层和多层片材
DOI:10.1021/acsnano.5b01823
发表时间:2015
期刊:ACS Nano
影响因子:17.1
作者:Wu Zhennan;Liu Jiale;Li Yanchun;Cheng Ziyi;Li Tingting;Zhang Hao;Lu Zhongyuan;Yang Bai
通讯作者:Yang Bai
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