自洽平均场正则系综下计算嵌段共聚物/均聚物共混相图

在自洽平均场中计算聚合物宏观相分离体系时,需要将正则系综与巨正则系综结合使用。 通过将正则系综与巨正则系综之间的变量进行转化,只在正则系综下计算即可得到巨正则系综下的相应变量的值,在很大程度上减少了计算量。 本文利用这种简化方法计算了A-b-B两嵌段共聚物与均聚物A在不同均聚物聚合度下随着均聚物含量变化的相图,其结果与巨正则系综下的计算结果相同。 该结果表明,在嵌段共聚物与均聚物的共混体系中,增加嵌段共聚物组成fA或者减小均聚物的聚合度,将有效阻止体系发生宏观相分离。     

纳米粒子驱动受限环境下两嵌段共聚物/均聚物混合体系的自组装行为

采用含时金兹堡-朗道理论(time-dependent ginzburg-landau theory,简称TDGL)方法研究了纳米粒子(nanoparticles,简称NPs)掺杂的两嵌段共聚物/均聚物(AB/C)共混体系在球形受限下的自组装行为.在不同球形受限条件下,两嵌段共聚物/均聚物共混体系形成了多种丰富的形貌,如双螺旋结构、单螺旋结构、层状结构和洋葱环状结构等.当在以上前3种体系中掺杂纳米粒子后,体系结构发生了很大的变化.详细研究了纳米粒子的浓度和浸润强度对以上结构的影响.研究结果表明,通过调控纳米粒子的浓度和浸润性质,该共混体系实现了双螺旋结构→层状结构,单螺旋结构→双螺旋结构,层状结构→单螺旋结构等多种取向序的转变.对于洋葱环状结构,纳米粒子的加入对体系这一结构的影响不大.     

两亲性聚肽三嵌段共聚物的自组装行为

通过开环反应,合成了聚（L-谷氨酸-γ-苯甲酯）-b-聚乙二醇-b-聚（L-谷氨酸-γ-苯甲酯）（PBLG-b-PEG-b-PBLG）三嵌段聚肽共聚物。运用核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱表征了聚合物的结构。凝胶渗透色谱测试表明合成的聚合物分子量分布窄。以选择性溶剂透析的方法制备了自组装聚集体,通过透射电子显微镜、扫描电子显...     

对称两嵌段共聚物/均聚物共混体系受限在球形纳米孔内的自组装行为

采用模拟退火方法系统研究了对称两嵌段共聚物AB/均聚物A或C混合体系受限在球形纳米孔内的自组装行为.结果表明,体系的自组装结构受均聚物含量、均聚物链长、受限尺度以及A-C间相互作用强度的影响.随着均聚物含量的变化,体系可形成多种自组装结构,包括类洋葱层、笼状、类拱顶状、螺旋状、堆叠圆盘和圆环、平层、及球状结构.当A-C...     

对称AB两嵌段共聚物在均聚物C中的自组装

通过自洽平均场理论计算,对对称AB两嵌段共聚物在均聚物C中形成的胶束进行了研究. 在C对A、B组分没有选择性相互作用的情况下,我们观察到了两嵌段共聚物所形成的胶束形状为各向异性的、由间隔A/B层相区构成的类椭球结构. 我们系统考察了胶束的长短径之比与胶束体积、组分间相互作用、均聚物长度之间的关系. 结果表明,当固定组分间相互作用时,胶束的长短径之比随体积变大而减小;当体积增大至一临界值,胶束层数增加,长短径之比发生突变并增大. 给定胶束的结构和体积,增加两嵌段共聚物的不相容性,胶束长短径之比增加并且最终趋于平缓;当固定相互作用及胶束体积时,均聚物的长度越小,长短径之比越大.     

均聚物/两嵌段共聚物/均聚物三元聚合物共混体系界面性质的Monte Carlo模拟

利用格子Monte Carlo(MC)模拟方法研究了两嵌段共聚物增容剂AB的链长及浓度对不相容性均聚物A/B共混体系界面性质的影响.研究结果表明,当两嵌段共聚物的体积分数φC=0.05时,随着两嵌段共聚物分子链长NC从10增至20,界面厚度剧烈减小,而当两嵌段共聚物的分子链长NC进一步增加到60时,界面厚度轻微增加;两嵌段共聚物的取向参数q随着分子链长的增长而增加,即共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度增大.当两嵌段共聚物AB的分子链长NC固定为10时,随着链浓度增大,界面厚度增加,共聚物分子链取向参数q减小,共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度减小.     

嵌段共聚物调控纳米粒子自组装的研究进展

嵌段共聚物和纳米粒子复合纳米材料具有优异的性能,在生物医药、光电材料、催化材料等领域具有很大的应用价值,已成为备受关注的研究热点.利用嵌段共聚物自组装能够形成特定形态的纳米结构聚集体,将纳米粒子选择性的分布和定位于嵌段共聚物聚集体中,可以改善纳米粒子的性能及其应用.本文综述了近年来实验上利用自组装制备嵌段共聚物-纳米粒子复合纳米材料的方法,并总结分析了影响纳米粒子在嵌段共聚物聚集体中的分布和定位的各种因素,包括纳米粒子的大小、形状及其表面化学.最后总结了嵌段共聚物-纳米粒子的自组装在理论模拟方面的研究.     

嵌段共聚物薄膜快速自组装方法

嵌段共聚物 (BCP) 薄膜可通过不同的退火方法诱导其微相分离,从而获得大面积圆柱状、层状和球状等纳米图案。这些长程有序的纳米结构形态,已经广泛应用在纳米光刻和电子器件等多个领域中。目前,有效且快速的退火方法仍然是BCP薄膜自组装技术中的研究热点。本文首先介绍了制备BCP薄膜纳米结构图案常用的退火技术,然后综述了三种新型快速退火技术,最后分析总结了这些退火技术的优缺点。     

基于非共价键作用的二嵌段共聚物/均聚物超分子体系的自组装行为

采用实空间求解的自洽场理论,研究了两亲性二嵌段共聚物(AB)/均聚物(C)超分子体系在溶液中的自组装行为,其中B疏水嵌段的自由末端与C均聚物的一个末端形成可逆的非共价键.在稀溶液中,AB/C超分子聚合物体系通过自组装形成了一系列不同形貌的胶束,如核-壳-冠的三层胶束和蠕虫状胶束等.研究发现,胶束形貌受到非共价键强度和初...     

嵌段共聚物/均聚物共混体系的结晶行为 I. 非球状共聚物胶束的作用

将Leibler, Whitmore和Mayes等近期关于非晶嵌段共聚物“稀固体溶液”的理论应用于嵌段聚共聚物结晶型“稀固体溶液”结晶行为的研究。发现球状共聚物胶束既可起成核剂作用, 也可起抑制成核作用。报导了当共聚物胶束由球形变为非球形时, 共聚物胶束的上述作用都会发生较大的变化, 并根据Leibler和Mayes分别提出的球形和非球形胶束理论解释了这一实验现象。     

嵌段共聚物自组装的研究进展

嵌段共聚物自组装在光学、电子、信息、化学及生物领域有着广泛的应用前景.本文从实验观测、理论研究和计算机模拟三个方面概述了嵌段共聚物自组装领域的研究进展.在实验观测方面,着重介绍了嵌段共聚物在体相及膜中的自组装及外场调控作用方面的研究进展;理论方面则分别介绍了强分相理论、弱分相理论、自洽场理论、动态密度泛函方法和元胞动力学等在嵌段共聚物自组装领域的应用;计算机模拟方面就 Monte Carlo 模拟、耗散粒子动力学等方法在该领域的应用作了详细的阐述.     

嵌段共聚物的导向自组装

嵌段共聚物由于其在纳米尺度的自组装能力,通过在薄膜中的自组装可以得到特征尺寸小于10nm的周期性图形结构,近年来被广泛研究。导向自组装(Directed Self-Assembly,DSA)充分利用了嵌段共聚物在薄膜中进行自组装的优点,将"自下而上"的嵌段共聚物薄膜自组装技术和"自上而下"的光学光刻或电子束光刻等制备导向图形的技术结合起来。嵌段共聚物通过分子设计可得到层状、柱状、孔洞状等形貌多样的纳米结构。光刻模板表面的化学不均匀性使得嵌段共聚物和基底表面之间的相互作用可控,从而引导嵌段共聚物薄膜在一定的空间取向上定向排列。目前在导向自组装中常用的两种方法有直接在基底表面通过光刻制得前图形模板的制图外延法(几何控制)和基于对光刻模板表面进行化学修饰比如在模板表面接枝上一层中性层材料,从而通过化学诱导实现嵌段共聚物的定向自组装的化学外延法(化学控制)。导向自组装技术通过对微相结构的裁剪、表面修饰和尺寸控制,可以得到特征尺寸更小、密度更大、有序性更好的纳米图形,正逐渐成为最有前途的先进光刻技术方法之一。     

线性ABC三嵌段共聚物在均聚物C中自组装的自洽平均场模拟

应用实空间的自洽平均场理论研究了线性ABC三嵌段共聚物在均聚物C中的自组装. 模拟结果表明, 共聚物在均聚物中形成的分散相主要为核壳结构. 通过降低A与C之间的相互作用, 可以使核壳结构的成核嵌段发生从嵌段A向嵌段B的转变, 并且在转变过程中观察到了多种过渡结构, 包括带有凸起表面的盘状结构和柱状结构以及相互缠绕的柱状结构. 另外, 降低嵌段共聚物中A嵌段在共混体系中的含量有利于形成以B为核的核壳结构.     

嵌段共聚物自组装的研究进展

自组装是分子间通过非共价键相互作用自发组合形成的一类结构明确、稳定,同时具有某种特定功能或性能的分子聚集体或超分子结构的现象.嵌段共聚物不仅可以在本体中自组装,还能在溶液中自组装.本文综述了嵌段共聚物在溶液中自组装的规律及其主要影响因素,包括嵌段共聚物链段长度、选择性溶剂的性质、嵌段共聚物的浓度、溶液的pH值等;并介绍...     

反应性嵌段共聚物自组装制备无机纳米粒子研究进展

具有"核-壳"结构的嵌段共聚物胶束具有广泛的用途.本文介绍了反应性嵌段共聚物的自组装技术应用于制备具有独特的光、电、磁等以及催化特性的无机纳米粒子,特别是介绍了近年来在制备纳米贵金属粒子的研究进展.     

嵌段共聚物/均聚物共混体系的结晶行为——Ⅰ.非球状共聚物胶束的作用

将Leibler,Whitmore和Mayes等近期关于非晶嵌段共聚物“稀固体溶液”的理论应用于嵌段聚共聚物结晶型“稀固体溶液”结晶行为的研究。发现球状共聚物胶束既可起成核剂作用,也可起抑制成核作用。报导了当共聚物胶束由球形变为非球形时,共聚物胶束的上述作用都会发生较大的变化,并根据Leibler和Mayes分别提出的球形和非球形胶束理论解释了这一实验现象。     

嵌段共聚物／均聚物共混体系的微相分离和形态结构研究

着重介绍嵌段共聚物／均聚物共混体系的微相分离，微胶束的形成，微区的形态结构以及形态的控制。     

聚肽嵌段共聚物中肽链构象对其自组装行为的影响

两亲性聚肽嵌段共聚物具有良好的生物相容性、生物安全性和可生物降解性,其在选择性溶剂中自组装形成的胶束在药物控释载体方面有着良好的应用前景[1~4].Cho等研究了聚(L-谷氨酸-γ-苯甲酯)(PBLG)-聚氧化乙烯(PEO)嵌段共聚物(PBLG-b-PEO)在水中的自组装性能,发现PBLG-b-PEO在水