聚N-异丙基丙烯酰胺链构象转变以及溶剂化效应的分子动力学模拟

应用分子动力学方法模拟了聚合度为100的聚N-异丙基丙烯酰胺分子链在真空和稀水溶液中的构象转变。可以观察到分子链在500K下逐渐发生蜷缩,末端距下降,与实验现象定性一致。此外,研究结果还表明,随着温度的升高,高分子链重复结构单元NiPA上(C)O和(N)H基团均发生明显的去溶剂化作用,且高分子链段间发生聚集。

单链DNA在受限环境中伸展的Monte Carlo模拟

将MonteCarlo方法和键长涨落算法相结合,模拟了受限于两平行平面间的单链DNA分子在外力作用下的伸展以及撤除外力以后弛豫的动力学过程,研究了受限程度对DNA分子的伸展长度及弛豫过程的影响.结果表明,随着受限程度的增加,DNA分子链的构象更加伸展,这主要是由于随着平面间距的减少,DNA分子不同链段之间流体力学相互作用将会被平面屏蔽所致,受限程度不同时DNA分子的弛豫过程进一步证实了这一点.DNA分子的伸展长度(即末端距)随着流速的变化关系与文献给出的实验结果及其对此所做的理论分析是基本一致的.

聚乙烯链塌缩相变的研究

通过对高分子链构象的完全计数，研究了聚乙烯链的塌缩相变现象．聚乙烯链在金钢石格点上生成，计算中考虑了聚乙烯链的近程相互作用和远程相互作用．结果表明，聚乙烯链在温度下降时，会发生从高温下的伸展状态到低温下的紧缩状态的塌缩现象．对有限长的聚乙烯链，塌缩与链长和吸引势的强度有关，链越长，吸引势越大，塌缩发生的温度就越高，而且我们还发现。

问题驱动的合成化学在高分子物理中的重要性

高分子(包括合成聚合物和生物大分子)作为一门相对年轻的科学已经进入了我们日常生活的每个方面.过去的半个世纪以来,越来越多的大学已经逐步开设了与高分子科学和工程有关的不同课程.今天,它已成为化学教学和研究中不可缺少的组成部分.作为一个交叉学科,其发展已经涉及到化学、物理、工程及其它诸多领域.反之,各种聚合物的研制不仅提供了多种新型材料,也为其它科学的发展提供了新颖研究素材.我们可以预测,作为一座各学科间的桥梁,高分子科学在下个十年内将会进一步起到举足轻重的作用.

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。

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.

强熵效应与大分子体系的熵调控

在大分子体系中,以链的构象熵为主的熵效应对体系的微观结构和宏观性能都起着至关重要的作用.然而,熵的统计本质使其远不像焓作用那么直观,甚至会导致反直觉的现象出现.因此,探寻大分子体系中的熵效应,对于深入揭示此类体系纷繁复杂现象背后物理机制的重要性来说是不言而喻的,已成为高分子与软凝聚态物理学以及生命科学等多学科相交叉的重要前沿研究领域.如何在阐释熵效应的独特作用规律基础上,有效地调控熵以实现对体系微观结构的熵调控进而发展新型功能体系,是该领域一个亟需解决的重要科学问题.本文总结了我们在提出并发展熵调控策略方面的研究进展.首先,剖析了熵效应的一些基本作用规律,涵盖熵致有序和熵力等,并进一步提出了强熵效应的概念.其次,阐述了熵调控策略的必要性、基本原理以及调控途径.同时,举例介绍了熵调控策略在大分子体系中的应用,涵盖高分子纳米复合体系、凝胶网络、生命大分子体系以及大分子胶体体系等.最后,简明扼要地展望了该领域的未来发展趋势以及面临的关键问题,以期为其以后的发展提供些许有益的启迪.