端点附壁的高分子链形状的Monte Carlo模拟

分别基于简立方格点和四面体格点模型对一端吸附在无限大平面的高分子链（平面接枝高分子链）的形状进行了Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟,结果表明,接枝高分子链的形状更偏离球形,〈Ｌ＾２１〉：〈Ｌ＾２２〉：〈Ｌ＾２３〉的极限值约为１：２．７５：１２．５,其中〈Ｌ＾２１〉,〈Ｌ＾２２〉和〈Ｌ＾２３〉分别为回转半径张量的本征值Ｌ＾２１,Ｌ＾２２和Ｌ＾２３（Ｌ＾２１〈Ｌ＾２２〈Ｌ＾２３）的统计平均;链长相同时,接枝     

高分子链形状与尺寸关联的Monte Carlo模拟

运用MonteCarlo方法对线型高分子链格点模型的构型进行了模拟,研究了构型的尺寸(采用平方末端距R²,平方回转半径S²来表征)和形状(由非球形因子A表征)之间的关联.对任何长度的高分子链,其关联系数CA,R²和CA,S²均为正值,表明高分子链的形状与尺寸之间存在正关联,即尺寸小的构型其非球形因子A一般也小,反之尺寸大的构型其非球形因子A一般也大.关联系数CA,R²和CA,S²均随链长的增大而减小,近似地与链长的倒数(n^-1)成正比.研究还表明,关联系数的极限值(链长n很大时)与格点的类型无关,与链样本产生的方式也无关,但与链是否考虑排斥体积有关,考虑了排斥体积后,关联系数增大.     

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 .     

高分子链构象性质和溶解性的Monte Carlo模拟

运用Monte Carlo方法对线型高分子链格点模型的构象进行了模拟,研究了单链体系的构象的尺寸（采用均方末端距,均方回转半径来表征）、形状（采用平均非球形因子来表征）和溶解性随溶剂与链段间相互作用能的变化情况.结果表明,、和随着εPS的增大而减小,具有相同的变化规律;随着Δε增大,溶剂变得越来越不利于溶解,高分子链的形状蜷曲为椭球形,高分子线团相互穿插交叠.     

嵌段高分子尾形链构象性质的Monte Carlo研究

基于简立方格点模型对AB两嵌段高分子尾形链的构象性质及其链节的空间分布进行了MonteCarlo模拟.结果表明,链的尺寸、形状和链节的空间分布等统计性质和B链节与平面壁之间的相互吸引能有关.随着B链节与壁之间的吸引能的增加,链的尺寸和形状均呈现出先下降后升高的变化趋势,而且B链节的比例越大,这种变化越明显.     

基于格子链的缩聚反应的动态Monte Carlo模拟

采用描述自回避格子链的键长涨落模型, 以动态Monte Carlo方法对AB型单体的线型缩聚反应动力学过程进行了模拟. 通过该方法可以得到反应过程中链的瞬时构象, 还可以得到反应程度、聚合度、分子量分布及其随时间的演化. 模拟得到了合理的结果, 同时验证了无规线团尺寸与平均链长的标度关系, 表明该方法用于研究逐步聚合反应过程是可行的, 并且与一般的研究聚合反应的Monte Carlo方法相比, 还能够同时得到构象等空间信息. 还比较了不同大小的模拟体系所得到的分子量和多分散系数的异同, 讨论了有限元胞效应.     

平行板间高分子链构象熵的动力学Monte Carlo模拟

用动力学Monte Carlo方法模拟了受限于两平行板之间的高分子链,并用扫描法计算了链的构象熵S,研究了构象熵相对于自由链的减小量(S0-S)与平行板间距D和高分子链长n的关系.结果证实了de Gennes的自由能标度关系,并给出了标度关系适用的范围.当D非常小时,高分子链受到强烈限制,S0-S与n成正比,表明单链节受到平行板的平均排斥作用力与链长无关.随着D增大,平行板对构象熵的影响越来越弱,单链节受到平行板的平均排斥作用力随链长的增长而增大.当D比较大时,平行板对构象熵的影响近似可以忽略,高分子链构象熵与自由空间中的结果一致.     

Monte Carlo模拟方法研究管道受限对高分子链缠结的影响

采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法,考察了链长分别为30和250的线形高分子在管道内受限状态下的尺寸及扩散性质.结果表明,当线形高分子的链长低于其缠结链长时,其受限条件下高分子的性质随受限程度的变化而单调变化;而当线形高分子的链长大于缠结链长时,高分子的性质表现出非单调性,进而说明受限具有一定程度的解缠结...     

高分子单链热力学量的Monte Carlo模拟

提出了一种Monte Carlo模拟方法,可以计算高分子链的热力学量.该方法采用简单立方格子上的自避行走链和紧邻相互作用模型,计算了链长200以内的链在无量纲相互作用参数△_ε/(?)T不同数值下的构象熵和Helmholtz自由能,其中△_ε为一次接触的能量,(?)为Boltzmann常数,T为绝对温度.模拟结果和直接计数法的准确结果显示出较好的一致性 并且得到排除体积和相互作用效应互相抵消的(?)条件下的参数△_ε/(?)T之值大约为-0.6且与链长无关.     

铝酸钠熔体Monte Carlo法计算机模拟研究

用计算机Monte Carlo 法研究铝酸钠熔体结构.计算了径向分布函数和局部结构.表明NaAlO_2熔体是由畸变的共隅AlO_4四面体离子集团、Na~+离子和xNa~+·yO~(2-)离子集团所组成.     

Monte Carlo Study on Spontaneous Recoil of Confined DNA Chain

A part of a long DNA chain was driven into a confined environment by an electric field, while the rest remains in the higher-entropy region. Upon removal of the field, the chain recoils to the higher-entropy region spontaneously. This dynamical process was investigated by Monte Carlo simulations. The simulation reproduces the experimentally-observed phenomenon that the recoil of the DNA chain is initially slow and gradually increases in speed due to the presence of the confinement-entropic force. The results show that with increasing the dimension or decreasing the spacing of the nanopillars the recoil velocity of the DNA chain will increase. Further analysis suggests that the characteristic entropy per monomer in the confinement is proportional to the area fraction of the free part in the confinement.     

Tracking Explicit Chain Sequence in Kinetic Monte Carlo Simulations

The execution of individual KMC events can become a major computational bottleneck in the simulation of sequences along chains using KMC because of complex data storage schemes required to record the sequence of each chain. The execution of a KMC event can be very time‐consuming because searching, moving, and modifying all the data detailing a chain to reflect the transformation as a result of a chemical reaction event can be computationally expensive. To address this issue, we developed a new data storage scheme for recording sequence, which can significantly improve calculation speed without affecting the information content of the calculations. By using the proposed data storage scheme, the computational time can be reduced significantly from 12 h to 4 min for our test reaction system.

     

Monte Carlo模拟研究高分子单链在基体中扩散的拓扑效应

高分子流体的性质同高分子的链结构及其动力学行为密切相关. 在高分子共混物中,共混组分的性质不仅依赖于自身的拓扑结构,还受到其它组分分子拓扑的影响. 本文中采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法研究了在高分子基体中扩散的4种不同拓扑组合（环形或线形高分子链）体系中目标单链的静态和动态性质. 结果发现,环形目标单链的性质受基体分子拓扑结构的影响要大于线形目标单链;其中环/线这一拓扑组合中目标单链的扩散机理相比其本体已经发生了较大改变,链末端在其中起了重要作用. 此外,我们对引起这一现象出现的可能原因做了分析.     

Carboxyl Terminated Polymer Chain Extension Using a Bisoxazoline Coupling Agent: Monte Carlo Simulation

Summary: The kinetics of the chain extension reaction of a carboxyl‐terminated polymer using a bisoxazoline coupling agent was simulated by the Monte Carlo method based on the master equation. The effects of temperature and stepwise addition of the chain extender was examined. A comparison between simulated results and those calculated by an amended kinetic model was made. The results show that the highest coupling efficiency and the highest can be obtained when the initial concentrations of carboxyl and oxazoline groups are equal, which is in good agreement with the experiments. It is found that a higher reaction temperature could lead to a bigger coupling efficiency, a higher and narrower MWDs. The stepwise addition of the chain extender can only postpone the chain extension reaction, but cannot affect the final coupling efficiency and the MWDs when the concentration of the oxazoline group is lower than that of the carboxyl group. However, stepwise addition of the chain extender favors bigger coupling efficiency and narrower MWDs when the concentration of the oxazoline group exceeds that of the carboxyl group.

The relationship among three group of polymers, r and ratios of k₂ to k₁. The dots are the data simulated by MC and solid lines are relative data calculated by the kinetic model.     

表面活性剂与高分子链混合体系的模拟

计算机模拟了高分子链对表面活性剂胶束形成过程的影响，以及高分子链构象性质随胶束化过程的变化.结果表明,当高分子链与表面活性剂之间的相互作用强度超过临界值后，高分子链的存在有利于表面活性剂胶束的形成.临界聚集浓度（CAC）与临界胶束浓度（CMC）的比值CAC/CMC随高分子链长的增大和相互吸引作用的增强而减小.在CAC之前，高分子链与表面活性剂分子只有动态的聚集；但在CAC之后，表面活性剂胶束随表面活性剂浓度X的增加而增大，并静态地吸附在高分子链上，形成表面活性剂/高分子聚集体.随着表面活性剂分子的加入，高分子链的均方末端距和平均非球形因子先保持恒定；从X略小于CAC开始， 和快速减小，至极小值后又逐渐增大.模拟结果支持高分子链包裹在胶束表面的实验模型.     

Monte Carlo方法研究苯乙烯/二乙烯苯凝胶化反应

在前文基础上,对苯乙烯-二乙烯苯凝胶化反应进行更进一步的Monte Carlo模拟。由于引入了标识符,用三维模型很好地获得了定量表征凝胶化反应的参数：转化率,交联点,分子链数目,重均分子量Mw及数均分子量Mn等的变化规律,得到了与实验基本一致的结果。