Monte Carlo方法在高分子科学中的应用

介绍了Monte Carlo方法的历史及其特点,并描述了它在现代高分子科学研究中的广泛应用情况,并对其前景作了一些展望。     

大环高分子——高分子化学研究的新领域

介绍了高分子化学领域中的一种最新结构的聚合物——大环高分子的发展历史、研究现状及其研究的方法和合成技术;预测了大环高分子研究的发展趋势。     

Monte Carlo方法在催化研究中的应用

介绍了以随机行走为基本特征的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法的一般原理，以及ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法在多相催化研究中几个主要方面的应用情况，并对这一方法在催化中的应用前景作了一些展望。     

电化学中Monte Carlo方法应用及其进展

本文介绍Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ计算之一般原理及其Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ方法运算规则，评述此一统计试验方法在近代电化学中的应用和进展。     

量子Monte Carlo固定节面法试探函数研究

量子ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ固定节面法试探函数研究黄宏新曹泽星（湖南师范大学化学系长沙４１００８１）关键词量子ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法试探函数奇点条件固定节面量子ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ（ＦＮＱＭＣ）方法是ＱＭＣ方法中使用最多的一种，它的试探函数一般是这样组...     

高分子链超声裂解新的Monte Carlo算法

设计了一种新的Monte Carlo算法，在计算机上模拟了高分子链的超声裂解过程。首先根据Ovenall模型用遍历法对高分子链进行模拟断裂，随后进行倒接，进而反演了整个裂解过程。在获得大量模拟结果的基础上，分别研究了极限断裂次数的频率分布，最可几极限断裂次数与聚合度之间的关系，极限断片长度的平均分布，以及分子量多分散系数与裂解程度之间的关系。     

高分子浓溶液相分离动力学的Monte Carlo模拟

运用链动力学MonteCarlo方法模拟了高分子浓溶液的spinodal相分离动力学过程 .结果表明 :分相早期 ,散射峰的位置向左移动 ,不符合经典的Cahn Hilliard线性理论 ;分相后期 ,聚合物相形态处于逾渗状态 ,结构因子可以被标度化 ,且基本符合相应的Furukawa标度律 .模拟结果与相关实验相符 .揭示了线团尺寸在深度淬冷过程中先急剧收缩、然后随相分离的进行而逐步上升的复杂变化 ,表明链动力学MonteCarlo方法能同时考察高分子链的构象变化和多链体系的分相过程以及两者的关联     

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.     

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.     

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.     

共聚反应的Monte Carlo模拟和竞聚率的概率估算

 本文利用Monte Carlo方法模拟了二元共聚反应的链增长过程,并给出了估计竞聚率的概率统计处理。从统计观点上讲,这是一种在参数空间对每个栅格点计算后验概率密度的Bayesian统计,采用平滑函数对不规则的后验概率密度曲面(PPDS)进行平滑化,从而在置信的95尹。区域评价共聚反应竞聚率(r₁,r₂)。本方法用于计算苯乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚反应时,所计算的竞聚率(r_St,r_BA)与文献结果甚为一致。     

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.     

用Monte Carlo方法研究非电解质溶液的热力学性质

非电解质溶液的统计理论,一直是一个没有很好解决的课题。建立在Guggenheim及Flory等似晶格模型基础上的UNIFAC方法,是比较有实用价值的方法。但UNIFAC方法把分子分割成许多基团,把溶液看成由许多基团组成的系统,失去了分子作为整体的性质,从基本理论看,未免是一个极大的缺陷。在我们过去的工作中,运用McMillan-Mayer渗透压的统计理论,通过渗透压计算溶剂活度系数。采用了平均球近似和P-Y近似计算溶质分子空间相关函数来得到渗透压。由于数学上的困难,存在着不少近似。现在,计算机日趋完臻,用计算机模拟溶液的统计性质,从而计算热力学量,是一个很吸引人的方向。但用计算机模拟常有一个计算量过大的问题,本文对如何提高计算效率,增快收敛速度作了一些有益的试探,提出了体积单元的密集取法。用TBP(磷酸三丁酯)和几种稀释剂系统进行了计算,所得结果与用别的理论结果及实验数据比较,是令人满意的。     

大环吸附剂在离子污染物去除中的应用

水污染已对人类健康和生态系统构成了严重的威胁。很多污染物,包括重金属、染料、抗生素等在水体中以离子形式存在。吸附被认为是去除离子污染物的有效手段之一,但目前针对离子污染物的吸附剂在吸附容量、强度以及速率上还难以满足工业化净水要求。近年来,有机大环分子在离子识别领域表现出独特优势。大环分子上丰富的氧、氮原子,可与离子产生静电吸引、配位、氢键等相互作用;其疏水空腔可进一步通过离子-π作用、π-π作用、疏水作用等增强与有机离子的结合能力。因此,将大环分子引入吸附剂有望改善离子吸附性能。本文对近3年来关于大环吸附剂的工作进行总结。本文将分别对大环基多孔有机聚合物和大环修饰固态材料两类主要的大环吸附剂进行介绍。本文不仅归纳这两类材料的构筑方法,而且介绍其典型代表在吸附金属离子、非金属离子以及有机离子中所表现的应用性能。本文在结尾对该领域的发展现状以及所面临的挑战进行了简要的总结与展望。     

臭氧化法在高分子生物材料表面改性中的应用

综述了臭氧化法在高分子生物材料表面改性中的应用及研究，介绍了臭氧化法的特点，过氧化物浓度的测定及臭氧化反应和过氧化物引发接枝共聚的反应机理。     

一种模拟沸石分子筛扩散反应的Monte Carlo方法

在考虑了沸石分子筛中吸附、脱附、扩散和反应的特点的基础上，发展了一种模拟沸石分子筛中扩菜反应的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法。用Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式验证了该方法的合理性，并证明了轰击频率λ代表了反应物气相压力，而吸附、脱附几率之比即为吸附平衡常数。同时，通过改变轰击频率λ和反应几率Ｐｔ，得到了吸附等温线和有效因子随Ｔｈｉｅｌｅ模数变化的曲线。     

磁性高分子链的磁性质和构象性质的Monte Carlo模拟

采用退火 (Annealing)MonteCarlo方法 ,从高温到低温顺序模拟了简立方格点上考虑最近邻Ising相互作用的磁性高分子链在不同温度的磁性质和构象性质 .磁性高分子链在低温下存在自发磁矩 ,无限长链的临界温度Tc=1 77± 0 0 5J kB.在临界温度附近 ,高分子链经历了从伸展的无规线团到紧缩球体的塌缩相变 .对链的尺寸、形状、近邻数及能量的分析表明 ,高分子链的构象性质从温度Tc=1 77开始发生较明显的变化 ,这表明高分子Ising链的相变是Ising相互作用和链节运动协同作用的结果 .     

端基被平面壁吸附的高分子链的Monte Carlo研究

运用Monte Carlo方法研究了端基被无限大平面壁吸附的线型无规飞行链的末端距矢量R的分布P(R)和链的形状,计算了末端距矢量R与z轴（垂直于平板）的夹角θ,链的最大主轴L3与z轴的夹角α,以及R与L3的夹角β的平均值 <θ>、<α>、<β>和各自的分布.得到如下结论： 　　1.端基吸附的高分子链的均方末端距≈(4/3)n,末端距矢量的径向分布为非高斯型,P(R)dR=2A4exp(－A2R2)R3dR,其中n为链长,A2=3/(2n).表明链受到限制后,较小的末端距R的分布概率减小,而较大的R的分布概率增大,导致链变得较为伸展. 　　2.角θ的平均值 <θ>≈45°,分布为P(θ)dθ =sin2θdθ ,表明吸附高分子链的末端极少处于平面附近,即平面对高分子链具有排斥作用 .但角α的平均值 <α>≈55.5°,分布近似为P(α )dα =sinαdα,均与自由链的情况相近,表面平面对最大主轴L3的方向的影响不大. 　　3.端基吸附的高分子链的末端距矢量R与最大主轴L3之间有较强的关联,它们的夹角β的平均值 <β>≈27°,其分布的峰值所对应的β值约为 10°. 　　4.吸附高分子链的形状更偏离球形,形状因子:: 约等于1:2.73:12.5.     

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.