高分子超薄膜结晶中图样生成的计算机模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21004013
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    刘一新
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    B0309.高分子物理与高分子物理化学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

图样生成问题是凝聚态物理学研究中最为活跃的前沿领域之一。高分子超薄膜结晶所形成的多种复杂微观图样，其本质与小分子体系相同。由于高分子结晶自身的特性，比如结晶速率低等优势，使其更适于研究结晶图样及其生成动力学问题。另一方面，由于高分子结晶形貌等微观结构对高分子材料的性能起着决定性的影响，研究其微观图样生成机理也具有重要的现实意义。在这一领域，目前国内外在理论特别是计算机模拟方面的研究仍很缺乏。本项目拟从以下三方面开展相关研究：（1）均聚物超薄膜结晶的相场模拟研究。着重探讨超薄膜厚度对结晶图样生成的影响以及定量考察图样生成动力学并与小分子体系做对比，同时我们还将研究含有两种晶相的图样生成以及图样在退火过程中的演化问题。（2）嵌断共聚物超薄膜结晶的相场模拟研究。重点搭建嵌断共聚物体系可用的相场模拟方法并初步研究其图样生成并构造形貌相图。（3）基于GPU计算平台的相场模拟算法的开发与实现。

结项摘要

高分子超薄膜结晶过程中可生成种类丰富的复杂微观图样。理解这些图样的生成机制可用于控制高分子结晶形貌等微观结构，进而调控高分子材料的性能，因此具有重要的科学意义和应用价值。本项目运用多种理论和模拟手段，包括相场模拟方法和蒙特卡洛模拟方法，着重研究了高分子超薄膜结晶中的图样生成机制和动力学过程。通过以片晶厚度为序参量与晶体生长前沿区域表面高分子链段浓度场偶合建立了相场模型。为求解含非边界条件的相场方程开发了基于切比雪夫网格的指数差分四阶龙格-库塔算法（ETDRK4），并对其进行了系统的性能表征。性能测试结果表明ETDRK4算法具有四阶时间精度和在空间维度的指数收敛性。它的性能显著优于基于拆分算符的伪谱算法。采用非格子蒙特卡洛模拟方法研究了含两种晶相（两种厚度片晶）高分子超薄膜结晶的图样生成和动力学过程。研究表明，新相在母相中的成核只要满足成核位点耗尽机理，新相的粒径分布即可呈对数正态分布模式。在开展以上研究的同时，本项目还开发了在线模拟软件平台NGPy和相场模拟软件包PFSIMPY等软件。

项目成果

期刊论文数量（1）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Phase Selection Pathways in Ultrathin Film Crystallization of a Low Molecular Weight Poly(ethylene oxide) Fraction on Mica Surfaces
云母表面低分子量聚环氧乙烷组分超薄膜结晶的相选择途径
  • DOI：
    10.1021/ma201885g
  • 发表时间：
    2011-10
  • 期刊：
    Macromolecules
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Liu, Yi-Xin;Zhong, Lu-Wei;Su, Shi-Zhao;Chen, Er-Qiang
  • 通讯作者：
    Chen, Er-Qiang

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  • 期刊：
    高分子学报(4) :553-556, 2006
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱敦深;寿兴贤;刘一新;陈尔强
  • 通讯作者：
    陈尔强
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 发表时间：
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  • 发表时间：
    2020
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    --
  • 作者：
    刘一新;雷勇;邓加政;刘泽宇;欧阳鹏博
  • 通讯作者：
    欧阳鹏博

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刘一新的其他基金

复杂条件下高分子材料介观结构的探索与设计
  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 项目类别：
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相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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