半柔性聚合物中刚性系数Kbend对体系影响的Monte Carlo模拟研究

结合自洽场理论的粒子数表象到场表象思想,运用蒙特卡洛模拟方法对半柔性聚合物体系进行计算模拟.对于一个半柔性聚合物体系,其体系的哈密顿量主要包括键与键之间的键能、体积排斥能和弯曲弹性能,其中的键能用弹性能来表示,体积排斥能可通过粒子表象到场表象转化的密度场来描述,单链聚合物的弯曲弹性能可以刚性系数K_（bend）来表述.通过计算模拟发现：1.在稀溶液中的单链聚合物体系中,其回旋半径（R_g）和末端距（R_0）随着弹性系数的增加而增长;2.在高浓度的聚合物体系中,其回旋半径和末端距不随弹性系数的变化而变化,其投影长度（L_s）随着弹性系数的增加而增加;3.投影长度与单链聚合物的聚合度N的a倍成正比,与弹性系数K_（bend）的b次方成正比,且a≈b≈0.4±0.45;4.投影长度的与体系中聚合物的浓度无关.

半柔性管状聚合物的微结构化蠕虫链模型（英文）

考虑半柔性管状聚合物的结构特征和构成材料的各向异性特性,建立了描述其统计热力学行为的微结构化蠕虫链模型,给出了半柔性管状聚合物拉伸特性与排斥体积的解析解.分析了微管这一典型管状聚合物的统计力学性质.结果表明,在1~20μm这一细胞生物学最重要的长度区间内,微管的抗拉刚度k和平均排斥体积V与其几何长度L之间的尺度关系分别为k^L^(-1.3)和V^L^(2.5),明显区别于经典聚合物的k^L^(-4)和V^L^4.微管这些独特的力学性质在其捕获与定位细胞器时发挥着重要作用.

聚合物刷在溶剂中的自组装行为及弹性响应

通过密度场化后粒子表象下的Monte Carlo模拟得到半柔性均聚物刷在不良溶剂中的自组装形貌,发现半柔性刷在不良溶剂中随着链刚性的增强,链自由端产生拉伸,链刷高度明显增加,同时链刷内部出现空洞,顶部出现“搭桥”行为。通过在聚合物刷的顶部进行压板的方法来计算聚合物刷的表面弹性,这种计算表面弹性的新方法省去了场论模拟中复杂的理论推导过程,结果显示在受压迫后聚合物刷的弹性表现出先缓慢上升后急剧增长的趋势。在良溶剂环境下,在受到相同压迫时,柔性聚合物刷的弹性响应能力比半柔性聚合物刷更强。