外加电场下带电混合刷的模拟

外加电场下带电混合刷的模拟

论文摘要

星形刷有较多的末端,而末端可以功能化实现探测物质、表面改性等特定的功能。当接枝密度较大时,星形刷为了最大化利用空间,会出现分层的现象。在星形刷中混合接枝部分较短的线性刷,可以使线性刷填充底层,而星形刷分布表层,从而更好地使功能基团分布表层。另一方面,混合刷会有不同的分层状态,而且分层状态会随着多个自变量的改变而改变,这样混合刷就可以提供丰富的调控选择,使其作为分子开关,实现我们所需要的状态。本文研究外场下带电混合刷的分层情况随着线性链带电分数和线性链长的变化。我们将电场分为无外场、拉伸电场和坍缩电场三种情形,绘制了三种情形下刷子形态的相图,并讨论了其相变过程。无外场时,存在线性链位于星形链下层、线性链和星形链不分层(理想混合)和线性链位于星形链的上层三种状态。加拉伸电场时,这种状态几乎不发生改变,拉伸电场只是将位于上层的链拉直。加坍缩电场时,除了上述状态外,出现一种线性链分布于星形链中间的情形。此外,线性链长越长,越容易使线性链分布到星形链的上层,有时会出现线性链从底层向理想混合再向上层的转变。线性链的带电分数增加时,线性链的刚度增加,线性链也趋向于伸直,但在坍缩电场时,线性链又更容易被极板吸引,因此还会出现竞争,形成更复杂的现象。最后,在拉伸电场下,当线性链较长时,随着线性链带电分数增加,线性链先从底层向上层转变,之后线性链本身又出现分层,部分覆盖到星形链表面,部分被拉的更直,这种情形在之前的研究中没有被观察到过。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究的对象:高分子刷
  •   1.2 研究的方法
  •   1.3 研究的现状
  •   1.4 本文主要的研究工作
  • 第2章 分子动力学
  •   2.1 模拟的体系和分子动力学简介
  •   2.2 初始化
  •   2.3 力的计算
  •   2.4 运动积分
  •   2.5 统计物理量
  •   2.6 本章小结
  • 第3章 无外场时带电混合刷的模拟
  •   3.1 模型说明
  •   3.2 接枝密度的影响
  •   3.3 混合分数对刷子形态和高度的影响
  •   3.4 线性链带电分数和线性链长的影响
  •   3.5 星形链臂数的影响
  •   3.6 本章小结
  • 第4章 拉伸电场下带电混合刷的模拟
  •   4.1 拉伸电场下的刷子的形态
  •   4.2 线性链的末端分布和星形链末端、分支点的分布
  •   4.3 线性链、星形链和刷子整体的平均高度
  •   4.4 线性链和星形链的伸直分数
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 坍缩电场下带电混合刷的模拟
  •   5.1 坍缩电场下刷子的相图及形态转变
  •   5.2 线性链末端、星形链末端和分支点的分布曲线
  •   5.3 线性链、星形链和刷子整体的平均高度
  •   5.4 线性链和星形链的伸直分数
  •   5.5 带电单体、反离子分布和过度补偿
  •   5.6 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王少云

    导师: 童朝晖

    关键词: 混合刷,外电场,分层情况,形态转变,分子动力学

    来源: 宁波大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 宁波大学

    基金: 国家自然科学基金(项目号21774067)

    分类号: O441.1

    DOI: 10.27256/d.cnki.gnbou.2019.001059

    总页数: 70

    文件大小: 6614K

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