单链高分子在纳米孔隙中的跨膜输运问题

针对单链高分子通过薄膜上纳米孔隙的输运这一现象分别首次实验和理论方面介绍了现今的研究进展情况。文中以理论和实验上共同关注的单链高分子跨膜输运的平均通过时间问题展开论述。具体地,作者考察了薄膜的厚度、薄膜的曲率、膜两侧的溶剂性质、单链高分子聚集态的变化以及链间相互作用等因素对输运过程的影响,并讨论了与这些因素相对应的实际应用。同时,分别对几个研究组的实验结果、解析以及模拟的理论结果进行了分析比较,旨在促进这一现象在相关领域的研究。

单链高分子构象的非格子Monte Carlo模拟

采用一种非格子Monte Carlo模拟方法对描述单链高分子链构象变化的2个物理量进行了数值模拟.通过计算,研究了单链高分子的均方回转半径、均方末端距以及末端距向量自相关函数随时间的演化过程.结果显示,当高分子链处于平衡状态时,其均方末端距平均值与均方回转半径平均值的比值为6.23,与理论结果吻合较好.进而又研究了单链高分子的弛豫过程,给出了末端距向量自相关函数的弛豫时间.

稀溶液中大幅拉伸高分子单链的弛豫动力学

针对大幅拉伸的高分子单链在Θ溶剂和良溶剂中的弛豫过程,分别通过解析理论和分子动力学模拟方法研究了弛豫动力学.对比研究发现,相对于研究高分子链在平衡态下的弛豫动力学(利用有关物理量的自关联函数),本文的非平衡态方法可以明确地揭示弛豫时间与简正模式之间标度行为的动态演化.结果表明,相关的物理量在弛豫初期均受到非平衡态的影响,而在较长时间后,高分子链的弛豫动力学则与平衡态下的结果相吻合;在高分子链的最长弛豫时间与链长的标度关系方面,平衡态和非平衡态两种方法的研究结果也一致.研究结果表明,高分子链在非平衡态下的短时和长时弛豫动力学可以更加细致地阐明弛豫全过程,给出更加丰富的结构-特征关系,从而为深入探讨高分子链的非平衡弛豫提供可借鉴的线索.

疏水高分子单链在疏水表面上吸附和扩散过程的分子动力学模拟

摘要:采用分子动力学模拟方法研究不同聚合度(N)的聚乙烯(PE)单链在Si(111)表面上的吸附和扩散行为.分别设置相对介电常数为1和78模拟无溶剂和不良溶剂环境.PE单链的平衡吸附构象均呈现为二维吸附构象,但在这两种截然不同的环境中呈现不同的构象和动力学特征,说明溶剂环境对于疏水高分子单链在疏水表面上的吸附和扩散起到了很大的作用.吸附能与聚合度呈线性关系,单位链长的平均吸附能是-0.38 kJ·mol-1.另外,扩散系数(D)与聚合度之间的标度关系是D^N-3/2.

高分子/单链高分子纳米粒子复合体系中的界面性质

高分子与纳米粒子复合是改善高分子材料性能的有效途径.近20年来关于高分子/纳米粒子复合物的研究引起了学术界广泛的兴趣.然而由于此类体系中的影响因素复杂,虽然学者们在相关材料性能的研究方面取得了重要进展,但是相关理论的发展却相对滞后,其中一个重要原因是实验上表征手段的缺失,导致对体系中纳米粒子与本体高分子链相互作用规律的认识(尤其是两者界面性质的认识)不够.本文总结和阐述了我们近几年利用分子动力学模拟技术研究高分子/单链高分子纳米粒子复合体系的主要结果,并围绕此类复合体系中的界面结构及动力学性质,讨论并总结了纳米粒子对本体高分子链的作用范围及影响规律,指出单链纳米粒子对熔体链的作用范围与纳米粒子的自身尺寸相当,而与熔体高分子链的分子量没有直接的关系.该结论将为纳米复合体系高分子理论的发展提供重要参考.

高分子单链微凝胶的合成与性质研究

在制备带有可交联基团的聚N -异丙基丙烯酰胺共聚物的基础上 ,成功地合成了所谓高分子单链微凝胶 .该类微凝胶与其线型高分子前体具有相同的化学结构和平均分子量 .通过溶液粘度 ,气相分配为色谱法等实验手段初步研究了它的溶液性质 ;并与其线型共聚物前体和多链微凝胶进行了比较 .通过稀溶液粘度实验 ,发现单链微凝胶巨大的比表面积使其在SDS水溶液中具有异常高的相转变温度 .另外 。

基于改进的Maier-Saupe理论对链状高分子结晶过程的研究

以分子动力学对高分子链取向函数S的模拟结果,改进原有的Maier-Saupe平均场理论在液晶小分子体系中的势能表达式,使之适用于高分子单链体系,研究高分子链的结晶过程。得出链状高分子结构的改变主要依靠链段的有序化,非晶态全局取向函数大于零,临界温度随着链柔性的增加而升高的结论,对深入理解高分子的结晶过程提供了理论依据。

有限长高分子链特征标度对溶剂性质的依赖性

采用自洽平均场理论并结合蒙特卡洛方法考查不同溶剂中高分子单链回转半径与聚合度的标度关系。计算结果表明,在Θ溶剂中标度指数ν≈0.495,说明此时高分子链遵循理想链的行为;另一方面,在良溶剂中标度指数ν并非普适常数,而是随着溶剂性质的变化而改变,并且总是明显低于经典理论预测值0.6。分析指出,有限链长效应是造成这一偏差的重要原因。

分子动态模拟研究聚丙烯单链的玻璃化转变

用分子动态模拟法对单链高分子固体微粒的玻璃化转变与主链骨架键的构象态跃迁进行了模拟研究，发展了一种表征单链高分子固体微粒玻璃化转变过程的新方法．

高分子单链的研究进展

随着纳米科技在高分子领域的不断升温,高分子单链凝聚态的研究引起了人们的广泛重视。高分子单链以纳米尺度的微粒孤立存在,不存在分子链之间的几何缠结。本文综述了近年来国内外高分子单链的研究进展。首先介绍了高分子单链的主要制备方法如喷雾法、冷冻干燥法、微乳液聚合法、反向沉淀法以及表面扩展膜法,接着详细介绍了高分子单链的表征技术及高分子链构象的计算机模拟技术,最后介绍了高分子单链及单分子胶束在制备金属纳米粒子领域的应用,并展望了高分子单链的研究领域和方向。

单分子荧光技术与聚合物单链物理性质的研究

对以荧光关联光谱、荧光光子计数直方图技术、单分子荧光成像、单分子荧光散焦成像等单分子荧光技术为主要研究手段开展的关于聚合物单分子链物理化学性质的研究工作进行了总结与介绍,重点介绍了本实验室在聚电解质单链构象转变及抗衡离子分布、表界面聚合物单链动态性质、空间受限状态下聚合物单分子链及单分子链段的平动扩散、转动运动的研究工作。研究结果表明,单分子荧光技术在研究高分子单链物理化学方面具有很大的潜力,发展新的技术与方法能够大力促进我们对于高分子体系微观结构与性质的理解与认识。