受约聚亚甲基链的热力学性质

采用旋转异构态模型,计算受约于无限长圆柱体的聚亚甲基链的配分函数．发现受约聚亚甲基链的配分函数可以写成ln Z=a N+b,其中,N是键的数目,a和b与温度T、无限长圆柱体的直径D有关．同时计算了构象能量Econf和熵Sconf这种方法为研究多链体系的热力学提供一种近似方法．     

聚亚甲基链在弹性形变时的链段取向研究

高聚物的弹性形变是一个重要而普遍的现象 .在弹性形变过程中链段取向问题的研究是高聚物弹态形变中一个十分重要的内容 [1～ 6 ] ,这主要是 :一方面 ,在弹性形变过程中的链段取向可用核磁共振和红外二向色性实验方法直接测定 [2～ 4 ] ,另一方面 ,它又与高聚物在弹性形变过程中统计性质密切相关[1,5,6 ] ,因此对链段取向的研究可加深对弹性形变过程的了解 .最近 Taylor等[7] 用 Monte Carlo方法研究了聚亚甲基链的链段取向问题 ,但未研究高聚物在弹性形变过程中的内能变化 [8] ,也未考虑远程相互作用和较短的高分子链情况 ,这通常与理想…     

不同边界条件下导电高分子电子结构的研究

用一维复式晶格作为反式聚乙炔的模型 ,在周期与非周期边界条件下 ,考虑链端效应并计及电子的非近邻跳跃 ,数值计算了格点数分别等于N =10、5 0、10 0和 2 0 0时聚乙炔的能谱和态密度 .讨论了不同格点数和结构参数对态密度及带宽的影响 ,并对两种边界条件下的计算结果进行了比较 .计算结果表明 ,当格点数N <5 0时 ,两者相差较大 ,这表明系统的边界将起很大作用 ;当格点数N≥ 5 0时 ,两者相差甚微 ,这时可利用周期性边界条件来研究有限系统问题 .     

掺杂嵌段共聚物薄膜的相分离研究

采用Monte Carlo方法结合退火方法研究掺杂非对称两嵌段共聚物薄膜的相分离情况.发现随着掺杂极性粒子浓度的增加,嵌段共聚物薄膜体系由层状相逐渐转化成层状和柱状共混相,最后变成分布均匀的柱状相.当掺杂浓度增加到一定程度时,形成了如六边形(6-fold)、七边形(7-fold)和五边形柱状(5-fold)的相结构;六边形柱状相结构的比例随着浓度增加而增加,七边形(7-fold)和五边形柱状(5-fold)相结构的比例随着浓度增加而减小.同时还讨论了两嵌段共聚物大小与掺杂浓度的关系.     

半刚性高分子链螺旋结构诱导纳米棒的有序结构

在自然界中, 螺旋结构广泛存在. 在熵的驱动下, 高分子链能在某些特殊情形下形成螺旋结构. 采用分子动力学方法研究了高分子链诱导纳米棒的自组装行为, 发现纳米棒/高分子链体系的构象与纳米棒的数量、高分子链的刚性等密切相关. 当纳米棒与高分子链之间存在适度吸附能时, 纳米棒能够形成三种完全不同的构象, 特别是在半刚性高分子链诱导下纳米棒能够形成线型排列. 研究结果对新型材料制备具有一定指导意义.     

蛋白质分子的HNP格点模型

从 6 0种球形蛋白质的结构出发 ,采用Miyazawa Jernigan相互作用矩阵 ,计算了蛋白质分子中氨基酸之间的相互作用能 .发现构成蛋白质分子的 2 0种氨基酸可分成疏水 (Hydrophobic ,H)、中性 (Neutral,N)、亲水(Hydrophilic ,P)基团 .在计算它们之间相互作用能的基础上 ,建立了蛋白质分子的HNP格点模型 .用这个模型计算了二维蛋白质分子在自然态 (Nativestate)时的构象性质 .同时研究了氨基酸序列为HHNHNPNHPP HPNPPHPHPPHHPHNH的折叠过程 ,得到其基态能量为 - 6 4 89RT .这能为研究球形蛋白质的构象性质及折叠过程提供一种更合理的格点模型     

类蛋白质分子扩散系数的模拟计算

蛋白质分子是一类比较特殊的高分子，一方面它的性质与氨基酸序列密切相关，另一方面其二级结构（如α螺旋以及β折叠等）极大地影响着它的性质．另外它的内部结构又非常紧密，与一般的高分子链完全不同．同时随着计算机技术的发展，计算机模拟日益作为一种有效的手段广泛应用于高分子科学的研究．但是由于蛋白质分子比一般的高分子结构更加复杂，如氨基酸之间有复杂的互相作用等，因此对蛋白质性质的研究往往建立在简化模型的基础上，如基于格点的HP紧密高分子模型等．虽然建立在格点模型上的蛋白质分子和真实的蛋白质分子存在着一定的差异，但基本上能体现蛋白质分子的主要特征，因此把这一类分子称为类蛋白质分子．     

拉力诱导下的紧密高分子链相变行为

采用相互作用自回避行走(interacting self-avoiding walks,ISAWS)模型研究了一端固定的紧密高分子链在拉伸过程中的低温相变行为,观察到在拉伸过程中当温度T<0.1时平均拉力会出现一个震荡,随着温度的升高这种震荡现象又渐渐消失,这是由于紧密高分子链在低温时类似于β折叠的"冻结构象"被拉开而引起的.比较吸附条件下和无吸附作用下平均拉力、自由能以及相变行为的差别,发现在吸附条件下在拉伸的初始阶段为了克服表面吸附的相互作用,拉力会出现一个峰.吸附作用也使得外界作用到高分子链上的实际有效拉力减小,造成崩塌相态(collapsed phase)区域面积减少.另外发现在吸附条件下平均拉力还受温度变化的影响.在拉伸的初期由于单体间存在体积排除效应,平均拉力是随着温度的升高而降低,随着拉伸的深入当末端距到达一定长度时平均拉力是随着温度的升高而增加.并同Kumar等人在不考虑吸附作用下拉伸紧密高分子链得到的结果进行了比较.这些研究对于进一步研究外力诱导下吸附紧密高分子的相变有一定的参考价值.     

新颖的蛋白质格点模型

提出了建立在键长涨落模型基础上的蛋白质格点模型,通过对二维蛋白质分子的构象研究,发现这种蛋白质分子具有更多的紧密接触对、更低的基态能量和更大的平均紧密度.蛋白质分子的构象数与键数目N的关系为:Ω₀～γ^N,这里γ=4.768.同时与二维的正方形蛋白质格点模型进行了比较.     

A MONTE CARLO STUDY OF THE GLASS TRANSITION OF POLYMETHYLENE*

By this Monte Carlo simulation we studied the glass transition of polymethylene using themodified bond-fluctuation model combined with considering the rotational-isomeric state model. Theconfigurational properties in the polymethylene (PM) melts, such as the mean length, the mean energy perbond and the mean square radius of gyration were monitored. We found that the chains cannot be in theequilibrium states after a very long time when the temperature of the dense PM chains decreases to 120 K. Asthe melt vitrifies, these quantities gradually become independent of temperature in a narrow range. The glasstransition temperature T_g depends upon the chain length of PM chains, and extrapolation to (CH_2)_∞givesT_g~∞=212 K. The dynamics in the PM melts was also studied. It was found that the diffusion coefficients canbe described by the Vogel-Fulcher law and the Vogel-Fulcher temperature T_0 is 124 K. This method may beused to investigate the glass transition of other real polymer chains.