模型高分子尾型链的构象统计理论

基于金刚石格点上受限于半空间的随机行走，借概率论中的反射原理推导出了模型高分子尾型链的构象分布．得到了链长为Ｎ的模型尾型链的允许构象数Ｃ１（Ｎ）和末端距分布函数．在四选择模型中，发现Ｃ１（Ｎ）／４Ｎ与Ｎ－１／２成正比．模型尾型链在与壁正交方向上的均方末端距分布与平行方向比较扩张至２倍，而后者与自由链对应的分量相等．这些解析结果得到了精确计数和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟计算机“实验”的支持．

聚乙烯型尾形链构象统计的Monte Carlo研究

以聚乙烯型尾形链为例 ,根据链的实际键长、键角和Θ条件下每一链段处于不同旋转异构态的条件概率 ,用MonteCarlo模拟方法生成样本链分子 ,计算了尾形链的均方末端矩及其分量、构象数 ,并与完全计算法及理论推导值作了比较 ,讨论了尾形链构象数和沿边界方向及法线方向均方末端矩分量随链段数n及键角Φ的变化 .

聚乙烯型尾形链构象统计Monte Carlo模拟的理论模型

以聚乙烯型尾形链为例 ,采用了不同于Metropolis原理的一种新理论模型 ,该模型根据链的实际键长 ,键角和Θ条件下每一链段处于不同旋转异构态的条件概率生成样本链分子 ;并且论述了该模型的实现步骤。

金刚石格点上自避行走尾形链的构象统计理论

研究了金刚石格点上自避随机行走（ＳＡＷ）尾形链，采用精确计数和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法求得该ＳＡＷ尾形链的构象数Ｃ（Ｄ）１（Ｎ）和均方末端距［ｈ（Ｄ）１（Ｎ）］２及其分量随链长Ｎ的变化关系．发现它们与自由ＳＡＷ链一样都服从标度律，从这些量的计算机实验数据拟合求出了金刚石格点上ＳＡＷ尾形链的临界指数和格点指数．计算结果还表明短链ＳＡＷ在壁的法向与ＮＲＷ尾形链一样有所伸展，均方末端距的法向分量几乎是平行分量的２倍；但随Ｎ→∞，链自回避效应对壁的作用有所屏蔽．这些都与简立方格子模型上得到的结果一致．

端基附壁模型聚合物环形链的构象统计理论

环形链定义为两个端基均附壁的线形聚合物链所得的环 .采用精确计数和蒙特卡罗模拟方法 ,研究了自回避行走 (SAW)模型表示的环形链的构象 ,求得构象数和均方回转半径随链长的变化 .对于二维和三维SAW环形链 ,精确计数的最大链长分别为N =2 9和 1 9.用标度理论处理了数值结果 ,所得的标度指数和其他参数与理论预示值进行了比较 .模拟结果表明 ,SAW环形链限制壁平行方向的尺寸大于垂直方向的尺寸 ,与SAW尾形链尺寸的变化正好相反 .

Θ条件下聚乙烯型链分子构象统计的Monto-Carlo研究

本文采用聚乙烯型链分子的实际键长与键角及由旋转异构态模型导出的条件概率进行构象统计的Monto_Carlo研究 ,并与Flory矩阵法、完全计算法进行比较 ,结果表明我们提出的计算方法快速且精度极高。

聚合物链状分子的构象统计——推荐一个高分子实验

介绍了利用分子模拟对链状分子进行构象统计的实验设计。选取常见且结构简单的聚乙烯作为研究对象,利用软件Materials Studio对聚乙烯进行建模,模拟其运动过程,在微观层面重现了链状分子构象,验证了构象尺寸的标度理论,有利于学生对链构象建立形象化认知。该实验设计便于学生在个人电脑上操作,满足有限的实验课时要求。

端基附壁高分子链的构象统计理论——Ⅱ.SAW尾形链

研究了ＳＡＷ尾形链，采用精确计数和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法求得ｄ维（＝２，３））ＳＡＷ尾形链的构象数Ｃ＾（ｄ）１（Ｎ）和均方末端距［ｈ＾（ｄ）１（Ｎ］＾２及其分量随链长Ｎ的变化关系。发现它们与自由ＳＡＷ链一样都服从标度律，从模拟数据拟合求出了这些ＳＡＷ尾形链的临界指数。

端基附壁高分子链的构象统计理论——Ⅰ. NRW尾形链

高分子在固体表面上吸附最简单的情况是仅有一个链端被吸附,即形成“尾形链”的构象。将此问题简化为半无限空间中的的随机行走问题,加以系统理论研究,导出了不同维数下尾形链的构象分布函数的公式,发现链长N→∞时,尾形链构象数与自由链构象数之比随N^(-1/2)而变化。并证明在受限边界的法向上均方末端距的分量增大一倍,而其余方向上的分量仍保持不变。

聚氧乙烯尾形链构象统计的Monte Carlo模拟

本文采用聚氧乙烯链的实际键长、键角和Θ条件下每一链段处于不同旋转异构态的条件概率生成样本链分子,讨论了聚氧乙烯尾形链的构象性质,计算了尾形链的均方末端矩及其分量、用完全计算法及理论推导作了检验。讨论了样本库内均方末端矩的构象分布。结果表明,该方法能较精确地重现尾形链在平衡态时的真实构象分布,适用于尾形链的构象统计研究。

端基附壁高分子链的构象统计理论——Ⅲ.NRW环形链

当线形高分子链两端被固体壁吸附后,形成了“环形链”。采用半空间格点中的普通随机行走(NRW)模型讨论了环形链构象的统计理论。在NRW尾形链构象分布函数的基础上,容易推导出NRW环形链构象数的公式。当链长N→∞时,环形链构象数与自由链构象数之比随N^(-3/2)而变化。用递归方程也导出了同样的结果。环形链的均方末端距(?)与均方键长l^2之比为2N/3,与长度相同的自由链比较,有一定收缩。所导出的基本关系得到了精确计数和Monte Carlo模拟的支持。

PEO尾形链构象统计的Monte Carlo研究

基于PEO链分子实际键长、链角及○H条件下每一链段处于不同旋转异构态的条件概率 ,用MonteCarlo模拟生成样本链分子 ,计算了PEO尾形链的均方末端矩及其分量、构象数 ,并与完全计算法及理论方法作了比较 ,讨论了尾形链构象数和沿边界方向及法线方向均方末端矩分量随链段数n及键角 的变化。

聚肽分子链构象转变研究

聚肽分子链在一定的条件下可发生右旋分子链构象与左旋分子链构象间的构象转变 .文中提出了一个有关这一现象的统计理论解释 ,理论包含了两个重要的参数γ、ρ .γ与右旋和左旋分子链构象间能量差别有关 ;ρ与在左旋分子链段中启始一个右旋构象的结构单元所需能量有关 .进一步考虑了体系中酸分子存在对构象转变的影响 ,以解释新近发现的聚肽左、右旋多重分子链构象转变现象 .此外 ,运用核磁共振 (NMR)手段还对这一现象做了进一步的研究 .通过与实验结果和文献中报告的数据比较 ,证明这一理论可以很好地解释聚肽分子链中发生的左。

“高分子链的构象”教学设计与实践

"高分子链的构象"是高分子物理的重要知识点,是正确理解高分子链形态的基础。"高分子链的构象"教学设计以构象为中心,将"链段"、高分子链的柔顺性、构象统计以及等效自由连接链有机结合,建立直观的高分子链的形态"图像",为后续高分子物理的学习奠定基础。实践证明,"高分子链的构象"教学设计提高高分子物理考试成绩。

SARS病毒E蛋白的计算机模拟的初步研究

以粗粒化的多肽链模型进行了 SARS病毒包膜中 E蛋白的计算机模拟 ,描述了该蛋白质空间构象的概貌 .首先扩展了多肽链的 HP模型 ,使之能够用于研究在水或脂环境下蛋白质折叠的行为 ,并且考虑了全部氨基酸残基疏水相互作用能的差异 .相关格子链的 Monte Carlo模拟显示了很高的计算效率 .模拟再现了蛋白质的 coil-globule转变 ,验证了蛋白质序列分布的重要性 .结果表明 ,在水环境中 ,E蛋白质空间结构由紧致的疏水内核和部分向外延伸的亲水片段组成 ;在脂环境中 ,中部疏水片段会成为向外延伸的环 ,而当两侧紧致的亲水片段分开时 ,则形成桥 .

对称聚硅氧烷链温度系数的理论研究

利用Flory的构象统计理论和改进的大侧基 旋转异构态模型方法,推导了对称双取代基链均方回转半径特征比〈S2〉/2xl2和温度系数d(ln〈S2〉)/dT公式,可以研究聚硅氧烷链的柔性及温度特性.根据聚二甲基硅氧烷链(PDMS)特征比与链长x关系和均方回转半径与温度T关系的公式,计算得到PDMS长链特征比和温度系数分别为1.086和0.76×10-3deg-1,与实验值分别为1.07和0.51×10-3～0.78×10-3deg-1范围符合.结构式为 [Si(C2H5)2O]x 和 [Si(C2H7)2O]x 的聚硅氧烷链具有比PDMS更大的特征比,因此它们的柔顺性相对变弱.

非高斯链情形下肌肉弹性的理论研究

本文旨在探讨非高斯链情形下肌肉的弹性.我们根据高分子聚合物链构象统计理论,考虑到肌肉中真实分子链的“排除体积效应”,采用了自避无规行走的链构象统计方法,获得了肌肉在一维拉伸时熵变和应力的一般表示式.并讨论了蛋白质分子链的“排除体积效应”对肌肉弹性的影响.研究结果表明:非高斯形分子链的体积效应对肌肉的熵值和应力均有影响;肌肉的熵变随分子链体积效应的增大而变慢;肌肉弹性变差.

无扰Polymethylene链反式键序列的几率

本文应用高分子链构象统计的旋转异构态二级相互作用模型,计算了Polymethylene(PM)链在不同温度下连续k个t态构象出现的几率P_(kt),得到150—500K温度范围内P_(kt)与温度T和连续t态键数k之间的函数关系式;分析了PM链反式键序列的几率的特性;讨论了聚乙烯单晶在稀溶液中形成时,旋转异构态二级相互作用模型适用的可能性,有助于对结晶理论的进一步研究。

高分子物理

本书翻译自胡文兵编写的中文教材《高分子物理导论》，从高分子的链结构、链运动和链聚集三个方面力求深入浅出地介绍高分子物理学的基本原理和经典理论方法，特别注重介绍高斯链构象统计、标度分析方法和统计热力学平均场理论及其应用进展。

漫谈高分子物理学的源起和发展

以漫谈方式简要回顾了高分子物理学的源起和发展历程,提出了以橡胶弹性理论作为高分子物理学发展源头的观点,揭示了高分子物理学中一些占主导地位的理论能取得成功的内在原因,以期为今后该学科的发展提供一些有益的启迪.