熵焓共同作用下纳米粒子/高分子复合体系的自组装

发布时间：2024-05-18 17:45

　　纳米粒子／高分子复合物在包括胶体科学、高分子科学、纳米材料和生物技术等广泛领域内具有基础科学与技术应用上的双重重要研究意义。对纳米粒子／高分子复合物自组装的研究将为构建具有高宏观电学、力学、光学、热学等性能的纳米新材料开辟新的道路,并将对了解某些生物大分子的结构与其对应的生物功能具有指导意义。一般而言,纳米粒子/高分子复合物的自组装行为会受到许多因素的影响,其最终结构将一个复杂的熵焓共同作用来决定。在本学位论文中,通过采用分子动力学模拟和介观尺度上的粗粒化模型,我们对纳米粒子/高分子复合物在不同条件下的自组装行为进行了广泛地研究,发现了许多有意义的现象与结果,其中感兴趣的影响因素包括：高分子体系的分子结构(线性高分子链、星型高分子和分子刷)、高分子链的刚性、纳米粒子与高分子间的相互作用、纳米粒子的大小与形状(球形纳米粒子、纳米棒、纳米块、软纳米球等)。这一研究结果将为对控制纳米粒子/高分子复合物体系的自组装行为与结构具有指导意义的一系列普适性策略的发现与提出提供帮助。在本论文第二章中,通过控制高分链的刚性,我们研究发现长的半刚性高分子链能够作为一个有效的软弹性媒介来调控吸附在高分子链上...

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 纳米粒子/高分子复合物
    1.2 分子动力学方法与粗粒化模型
        1.2.1 分子动力学方法
        1.2.2 粗粒化模型
    1.3 LAMMPS与VMD简介
    1.4 本文的研究目的及研究内容
    参考文献
2 运用半刚性高分子链对小数目纳米积木的自组装结构的调控
    2.1 引言
    2.2 模拟模型和方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 两个球形粒子的极限
        2.3.2 小数目的球形粒子情况与链的自编织笼子
        2.3.3 纳米积木的形状
    2.4 结论
    附录
    参考文献
3 半刚性星型高分子诱导的小数目纳米棒的有序结构
    3.1 引言
    3.2 模型与方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 星型高分子链刚性对纳米棒集聚结构的影响
        3.3.2 束缚下的半刚性星型高分子链的螺旋结构
    3.4 结论
    附录
    参考文献
4 高分子刷诱导的两相纳米粒子的相分离和结晶化
    4.1 引言
    4.2 模拟细节
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 高分子刷中纳米粒子的集聚行为
        4.3.2 小纳米粒子的结晶化
        4.3.3 高分子刷中纳米棒/纳米粒子混合物的自组装行为
    4.4 结论
    参考文献
5 高分子刷诱导下纳米棒的取向转变
    5.1 引言
    5.2 模拟细节
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 高嫁接密度下纳米棒的集聚行为
        5.3.2 纳米棒数目对其集聚行为的影响
        5.3.3 吸引作用强度对纳米棒集聚行为的影响
    5.4 结论
    参考文献
6 软弹性球壳上半刚性高分子链的有序结构
    6.1 引言
    6.2 模型与方法
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 吸附高分子链的有序正五边形结构
        6.3.2 不同高分子链链长下软弹性球壳的结构重塑
    6.4 结论
    参考文献
7 总结和展望
硕博连读期间所参与发表的论文



本文编号：3977140