聚对苯二甲酸乙二醇酯-双酚A型聚碳酸酯共混体系中聚合物伸直链晶体的形态分析

利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等表征手段,研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯-双酚A型聚碳酸酯(PET-PC)共混物的高压结晶样品。研究发现共混体系中存在具备不同形态特征的伸直链晶体,其中包括楔形晶体、弯曲晶体以及楔形弯曲晶体。通过对这些晶体的形态观察,揭示出体系中大尺寸聚酯伸直链单晶体的增厚生长首先要经历形成折叠链晶核的成核阶段,然后才是在酯交换反应和链滑移扩散两种机制共同作用下的等温增厚的链伸展过程。有助于深入理解PET-PC共混物中伸直链单晶体生长过程的本质因素,以便在类似聚合物体系中合成大尺寸的同类晶体。     

聚苯胺纳米颗粒及纳米棒的分子链结构研究

通过调节浓硫酸和苯胺单体的摩尔比,采用电化学沉积法制备了聚苯胺(Polyaniline,PANI)纳米粒子和纳米棒。利用拉曼光谱技术研究了PANI纳米颗粒和纳米棒分子链的结构特征,结果表明PANI纳米颗粒的分子链结构主要是苯式结构,而PANI纳米棒的分子链主要是醌式结构。另外,随着电化学沉积时间的增加,尽管PANI在生长过程中表现出不同的结构特性,但是电化学沉积15min后,两种结构的PANI基本生长完善。     

甘氨酸直链寡肽振动光谱频移现象的理论研究

运用密度泛函理论,在6-31G(d)基组水平上对甘氨酸直链寡肽进行几何优化,并对其几何结构、平均结合能、振动频率进行计算。结果表明,平均结合能随着肽链增加单调变化,并趋于稳定;寡肽链键长的分析发现,链向与径向方向上变化趋势相反,存在各向异性。红外光谱的分析发现,位于肽键上同一基团的伸缩振动与弯曲振动分别发生红移和蓝移,并存在各向异性。这些现象源于：准一维的纳米结构导致了键长的各向异性;相同基团之间的诱导效应、耦合效应及氢键等因素导致了振动频率的红移和蓝移等现象。我们得出结论：甘氨酸直链寡肽链的生长利于结构的稳定性,在能量上,推测出寡肽链有自组装生长的趋势;在寡肽链的生长过程中,通过构象和光谱的现象,推断其物理化学属性存在尺寸效应。肽链端部基团的物理化学属性非常稳定,基本不受寡肽链长度的影响。该结果对应用红外光谱测量寡肽链的残基数及长度、特殊功能寡肽链的制备等工作具有指导意义。     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论III. 分子分凝统计结晶动力学～熔体内结晶增长速率的一般化表征和它们对生长机制的依赖性

首先对微晶粒尺寸增长速率的表征进行总结.从微晶核和粒—高分子链组网络结构特点(高分子链组是微晶核和微晶粒同连接链段的复合体)同增长速率间的三个相关性的特征: ①晶核和晶粒加大同连接链段缩短的并存性; ②微晶核和粒表面上连接链段的缩短机制存有简并性; ③微晶粒内和粒表面上stem的反顺式构象共存性出发.建议了一种评估和计算微晶粒尺寸增长速率的新方法和原则,基于该种计算方法和原则用统计力学和动力学相结合法推导出了高分子熔体内几种不同结晶生长机制(近邻折叠、近邻伸直分凝和近邻折叠同近邻伸直分凝并存等生长方式)下微晶粒—高分子链组中微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率动力学方程.     

高压对溶液中聚左旋乳酸单晶生长的影响

采用高压技术实现了500 MPa下聚左旋乳酸(PLLA)在稀薄二甲苯溶液中的单晶生长,采用透射电子显微镜、拉曼光谱和红外光谱对样品的结晶形态和结构进行了表征,考察了高压对聚左旋乳酸单晶生长行为的影响。结果表明,在相同的结晶温度和时间下,高压结晶PLLA的单晶仍为α-型晶体,但单晶尺寸明显大于常压样品;高压环境下PLLA分子链在晶核两端的生长扩散速率不同,容易形成非对称的菱晶形态;高压影响PLLA晶体中分子链的构象分布;在单晶生长期,高压诱导有利于PLLA晶体成核,但不利于单晶生长。     

均聚物结晶与熔融化转变的稳态和亚稳态统计理论Ⅲ．分子分凝统计结晶动力学～熔体内结晶增长速率的一般化表征和它们对生长机制的依赖性

首先对微晶粒尺寸增长速率的表征进行总结．从微晶核和粒-高分子链组网络结构特点(高分子链组是微晶核和微晶粒同连接链段的复合体)同增长速率间的三个相关性的特征：①晶核和晶粒加大同连接链段缩短的并存性；②微晶核和粒表面上连接链段的缩短机制存有简并性；③微晶粒内和粒表面上stem的反顺式构象共存性出发．建议了一种评估和计算微晶粒尺寸增长速率的新方法和原则，基于该种计算方法和原则用统计力学和动力学相结合法推导出了高分子熔体内几种不同结晶生长机制(近邻折叠、近邻伸直分凝和近邻折叠同近邻伸直分凝并存等生长方式)下微晶粒-高分子链组中微晶粒数增长速率和微晶粒尺寸增长速率动力学方程．     

WC-Co硬质合金表面石墨烯沉积生长分子动力学仿真研究

对碳原子在硬质合金(WC-Co)表面的自组装及石墨烯生长过程进行了分子动力学模拟.揭示石墨烯生长中的碳原子沉积、不同长度碳链形成,以及碳链向多边形转变和石墨烯缺陷愈合及自修复过程.研究温度和碳沉积速率对高质量石墨烯生长的影响.模拟结果发现,低温生长的石墨烯缺陷较多,质量较低;高温有助于石墨烯生长,但是高温会对基底造成损伤,使生长的石墨烯表面平整度降低.较高的沉积速率,获得较高的石墨烯形核率,分布较为均匀,但是存在较多的缺陷,而低的沉积速率有助于碳原子的迁移,导致碳原子出现团聚,降低石墨烯质量.因此,选择合适的沉积温度和沉积速率有助于生长高质量石墨烯.仿真优化参数即沉积温度为1300 K,沉积速率为10 ps/C时,生长的石墨烯表面平整度较高(RMS=1.615),且保持着数目较多的基本单元(N=71),质量较好.     

丝素氨基酸寡肽链生长过程中的尺寸效应

运用密度泛函理论,对甘氨酸丙氨酸依次交替组成的13 条丝素寡肽链进行结构优化,并计算了平均结合能、偶极矩,绘出寡肽链的振动红外光谱. 计算结果发现,随着寡肽链的生长,平均结合能单调变化,典型官能团的红外特征峰均发生频移. 但官能团的伸缩振动和弯曲振动表现出相反的红移和蓝移趋势. 揭示出丝素氨基肽链的物理化学性质在生长过程存在尺寸效应及各向异性. 该现象源于同类官能团之间的耦合效应,以及分子内氢键作用对伸缩振动和弯曲振动具有不同的影响. 关键词： 寡肽 红外光谱 尺寸效应 奇偶效应     

高压结晶PET/PC共混体系中大尺寸聚合物伸直链晶体的形态观察

 大尺寸聚合物伸直链晶体在低维体系物理学的研究中具有不可替代的重要作用。但以往高压合成的聚合物伸直链晶体,尺寸较小且合成时间过长,使其作用至今未能显现。加入10%（质量分数）聚碳酸酯（PC）于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中,在研究PET/PC共混体系高压结晶行为的过程中快速合成了大量生长厚度超过100 μm 的聚合物伸直链晶体,并采用扫描电子显微镜对其进行了深入研究。研究表明,高压结晶PET/PC共混体系中存在不同类型的大尺寸伸直链晶体：完善的伸直链晶体、沿平行或垂直于C轴方向发生断裂的伸直链晶体、内聚能密度较大而发生内聚破裂的伸直链晶体、不同断裂方式下呈不同形态的楔形状伸直链晶体以及弯曲的伸直链晶体。同时对不同形态伸直链晶体的形成机理作了阐述。     

甘氨酸色氨酸寡肽链的红外光谱的密度泛函研究

运用密度泛函理论, 在6-31 G(d) 基组水平上对甘氨酸色氨酸交替组成的六种寡肽链结构进行几何优化, 并进行了结合能和振动光谱地分析. 结果表明, 寡肽的生长利于结构的稳定性. 随着肽链的生长, 单一基团的振动存在蓝移或奇偶震荡现象; 同类官能团的耦合振动存在红移现象; 而肽链端部基团的振动频率基本不变. 这些丰富的频移现象和尺寸效应、耦合效应、诱导效应、奇偶效应等因素共同竞争有关. 该结果对应用红外光谱对寡肽链的残基数及长度地测量等工作有指导意义. 关键词： 寡肽链 红外光谱 耦合效应 尺寸效应     

通过不同烷基链取代调控喹吖啶酮分子在Ag(110)表面上的自组织结构

采用低能电子衍射、扫描隧道显微镜、第一性原理密度泛函理论计算以及分子力学计算,分别对不同烷基链取代的喹吖啶酮(QA)分子在Ag(110)基底上的吸附和生长进行了研究.QA和Ag基底的相互作用主要来自分子中O原子和Ag基底的共价键,它决定了分子的取向和最优吸附位置;而烷基链决定了分子吸附层的取向,QA分子间的排列可以通过烷基链的长度来调节.由此借助调节烷基链的长度,能够可控地制备具有不同物理性质的单层分子薄膜.     

单畴的单原子In纳米线阵列的制备与研究

利用Si（001）向［110］方向偏4°角的斜切表面作为衬底，成功地制备了分布均匀的单畴的单原子In链阵列.扫描隧道显微镜分析表明，沉积的In原子优先吸附在台面上沿着台阶内边缘的位置，并在两个Si的二聚体链之间形成稳定的In二聚体.In二聚体组成直的单原子链，其生长机理与Car提出的“表面聚合反应”相一致.另外，衬底具有非常窄的台面和双原子层台阶边的特殊结构是形成单畴的单原子链的关键. 关键词： 铟单原子链 硅邻近面 扫描隧道显微镜     

通过不同烷基链取代调控喹吖啶酮分子在Ag(110)表面上的自组织结构

采用低能电子衍射、扫描隧道显微镜、第一性原理密度泛函理论计算以及分子力学计算，分别对不同烷基链取代的喹吖啶酮（QA）分子在Ag（110）基底上的吸附和生长进行了研究．QA和Ag基底的相互作用主要来自分子中0原子和Ag基底的共价键，它决定了分子的取向和最优吸附位置；而烷基链决定了分子吸附层的取向，QA分子间的排列可以通过烷基链的长度来调节．由此借助调节烷基链的长度，能够可控地制备具有不同物理性质的单层分子薄膜．     

化学链燃烧中Fe氧化过程产物层生长特性

利用TGA、SEM研究了化学链燃烧中Fe氧化反应过程产物层的生长机理,以及产物层形貌对化学反应动力学的影响。考虑了不同的反应条件,包括氧化时间、反应温度、O_2浓度的影响。实验结果表明,氧化产物呈三维岛状生长,反应初期产物岛较小但密度较大,随着反应的进行,产物岛不断长大,但密度先减小后增加;温度及O_2浓度对产物层生长均有影响。产物岛的成核与生长改变了产物层的表观形貌,减小了表观反应速率。     

Ca_2Y_2Cu_5O_(10)的单晶生长与低温物性

本文针对S=1/2 J1-J2阻挫自旋链材料Ca_2Y_2Cu_5O_(10)的浮区法单晶生长条件进行了详细的探究,并研究了其磁性质、比热、热导率行为.采用德拜模型与爱因斯坦模型叠加的方式拟合1.8-300K的声子比热,进而得到磁比热以及磁熵.对单晶的热导率采用德拜模型进行拟合发现垂直于自旋链方向的热导率是声子的贡献,而沿自旋链方向的热导率出现磁激发导热的贡献,进一步的分析认为该磁热导是非弹道的输运方式.     

一些新颖碳纳米结构的高分辨率透射电子显微镜研究

在双阳极电弧放电的阴极沉积物中已发现扁平碳纳米壳、碳纳米棒和棒-管相连的碳纳米结构.高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)确认了碳纳米管直接生长在纳米棒之上,因而碳纳米管生长开端的来龙去脉清晰可见.另外,HRTEM图像显示,多壳层碳纳米棒有一条中心线.有可能这是一种基于单键和三重键交替“sp”杂化的炔链碳同素异形体. 关键词：     

三种低聚肽的物理化学性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论对三种由不同氨基酸组成的低聚肽进行结构优化,并对其平均结合能和振动红外光谱进行分析,三种低聚肽分别为甘氨酸低聚肽、甘-丙氨酸低聚肽和甘-色氨酸低聚肽.本文主要研究,在肽链骨架相同而侧链基团不同的情况下,低聚肽的物理化学性质变化.结果表明,随着氨基酸残基数量的增加,三种低聚肽的结构稳定性都会增强,同时三种低聚肽也存在着尺寸效应,即官能团的振动都存在红移和奇偶振荡现象.侧链基团的引入会对低聚肽骨架的几何结构产生影响,在肽链生长过程中,侧链基团空间位阻大的分子优先自组装.本研究对应用红外光谱测定肽链基团和合成低聚肽等方面有一定指导意义.     

三种低聚肽的物理化学性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论对三种由不同氨基酸组成的低聚肽进行结构优化,并对其平均结合能和振动红外光谱进行分析,三种低聚肽分别为甘氨酸低聚肽、甘-丙氨酸低聚肽和甘-色氨酸低聚肽.本文主要研究,在肽链骨架相同而侧链基团不同的情况下,低聚肽的物理化学性质变化.结果表明,随着氨基酸残基数量的增加,三种低聚肽的结构稳定性都会增强,同时三种低聚肽也存在着尺寸效应,即官能团的振动都存在红移和奇偶振荡现象.侧链基团的引入会对低聚肽骨架的几何结构产生影响,在肽链生长过程中,侧链基团空间位阻大的分子优先自组装.本研究对应用红外光谱测定肽链基团和合成低聚肽等方面有一定指导意义.     

链构象对稀溶液中MEH-PPV的光致发光的影响

聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-对苯乙炔)(MEH-PPV)在溶液中的链构象依赖于溶剂的性质,共轭聚合物的发光特性受链构象影响明显。在稀溶液中,不良溶剂含量的增加使MEH-PPV分子链更加紧缩卷曲,单个分子链内更多共轭链段发生聚集,光激发形成的链间激子增加。通过对MEH-PPV稀溶液的光谱分析,发现链间激子的形成过程依赖于激发光的能量(hv)。在激发光能量大于聚合物的最低激发能(E4)的情况下,大部分链内激子通过辐射复合发光,少部分链内激子沿分子链转移到聚集的共轭链段上形成链间激子。在hv＜Ea的情况下,单个分子链内聚集共轭链段吸收光子能量形成链问激子并复合发光。     

链间耦合对聚乙炔多链体系中电子极化子再激发态的影响

采用拓展紧束缚Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,研究了链间耦合对反式聚乙炔多链体系中电子极化子再激发态的晶格位形、净电荷密度、局域能级波函数和态密度的影响.结果发现:对于两条链体系,当链间耦合很小(t⊥≤0.01 e V)时,注入到系统中的电子只会在第一条链上诱发产生一个晶格缺陷,形成电子极化子再激发态,这和单链体系是一致,而第二条链仍是二聚化基态.随着链间耦合的增大,第一条链上缺陷的局域度减少而第二条链上的缺陷局域度相应增加,直至两条链上的位形相同;对于多条链(5条链和6条链)体系,当耦合很小(t⊥≤0.05 e V)时,电子极化子再激发态也只会存在于一条链上,当链间耦合较强时,极化子再激发态会在链间层次性地扩展开来,并不会出现多条链位形相同;从两条链的能级图上可以看到随着链间耦合t⊥的增大,体系的带隙不断的增大和电子态密度显示的是完全吻合的,体系的导电性减弱.通过分析两条链体系在t⊥=0 e V和t⊥=0.1 e V的能级态密度,发现链间耦合越强,则中间局域能级的态密度越小,最后没有中间局域态.