检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李学进中国科学技术大学

学位级别：博士

本文利用分子动力学(MD)和耗散粒子动力学(DPD)方法对聚合物凝聚态微观和介观尺度的多尺度贯通进行了模拟研究,并对两亲性嵌段共聚物在介观尺度进行了模拟研究。首先,我们通过分子模拟方法研究了如何对聚合物进行粗粒化模型模拟。通过M... 详细信息

本文利用分子动力学(MD)和耗散粒子动力学(DPD)方法对聚合物凝聚态微观和介观尺度的多尺度贯通进行了模拟研究,并对两亲性嵌段共聚物在介观尺度进行了模拟研究。首先,我们通过分子模拟方法研究了如何对聚合物进行粗粒化模型模拟。通过MD模拟对聚丁二烯均聚物、聚苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物进行粗粒化模型模拟。通过对高分子链在全原子尺度进行MD模拟,统计出各种分布函数,得到粗粒化力场,建立粗粒化模型,然后对粗粒化粒子进行MD模拟。最后我们统计分析了描述高分子链特性的部分物理量,结果证明建立的粗粒化模型是有效的。考虑到聚合物分子链的复杂性,对结构较复杂的聚合物进行粗粒化模型模拟仍然存在着一定的困难。于是,通过结合MD和DPD两种模拟方法,我们尝试对聚(苯乙烯-异戊二烯)两嵌段共聚物进行了介观尺度模拟研究。苯乙烯和异戊二烯单体分别被粗粒化为两种不同类型的DPD粒子。苯乙烯和异戊二烯间的键合部分相互作用由全原子MD模拟得到的键长和键角分布函数拟合得到;对于二者之间的非键合部分相互作用,我们通过拟合这两种聚合物实验测量的界面张力参数得到。由此得到对聚(苯乙烯-异戊二烯)两嵌段共聚物进行DPD介观模拟需要的粗粒化力场。采用该力场所得到的两嵌段共聚物微相结构与他人采用不同DPD模拟策略得到的结果一致,两种方法彼此验证,证明其有效性。两亲性嵌段共聚物在不同条件下可以自组装形成不同形态的聚集体,是当前研究的热门领域之一。我们通过对两亲性三嵌段共聚物进行DPD模拟,观察并研究了其在稀溶液中自组装形成环状胶束的动力学过程。通过对模拟结果的分析,我们发现形成环状胶束有两种不同的路径。在模拟结果的基础上,我们提出了一种环状胶束形成的机理,即降低胶束表面自由能,胶束头和尾部融入胶束自身形成环状胶束的机理。我们通过对两亲性三嵌段聚合物进行DPD模拟,得到了不同形状的膜囊泡结构,其中几种在先前的实验和理论研究中被发现的囊泡结构,如inverted囊泡、starfish-shaped囊泡、long rod-like囊泡及环状囊泡结构是我们基于粒子模型模拟首次所观察到的。接着我们把模拟得到的囊泡结构与自发曲率理论模型的结果进行了对比,发现二者吻合较好。在此基础上,我们又研究了聚合物囊泡的融合与分裂动力学。我们观察到了两种不同的囊泡融合和分裂动力学过程,这些过程有助于我们理解真实细胞膜的融合与分裂等变形过程。另外,我们也模拟了单组份囊泡的分裂动力学并得到了与母亲囊泡具有相同组分构成的两个分裂子囊泡。本文的主要创新性工作如下: 1.目前,通过构建粗粒化力场模型对聚合物进行多尺度贯通模拟仍主要集中在对均聚物体系的研究方面,我们提出了一种粗粒化策略实现了对嵌段共聚物体系的多尺度贯通模拟;考虑到聚合物分子的长链结构特性,我们又以DPD模拟方法为纽带,通过结合MD模拟方法,对嵌段共聚物进行介观模拟研究。 2.我们通过对两亲性嵌段共聚物的DPD模拟,观察到其在稀溶液中自组装形成环状胶束的两种不同的动力学过程;在模拟结果的基础上,我们提出了一种环状胶束形成的机理,即,降低胶束表面自由能,胶束头和尾部融入胶束自身形成环的机理。 3.我们通过对两亲性嵌段聚合物的DPD模拟,得到了不同形状的囊泡结构,其中inverted囊泡、starfish-shaped囊泡、long rod-like囊泡及环状囊泡结构是我们基于粒子模型模拟首次观察到的;同时,在对聚合物囊泡形态变化的模拟研究中,我们观察到对聚合物囊泡融合和分裂过程分别有两种不同的动力学路径。

关键词：多尺度贯通模拟环状胶束囊泡形态变化囊泡融合囊泡分裂分子动力学模拟耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

实验及模拟研究两性疏水缔合聚合物增黏机理

引用

科学技术与工程 2017年第3期17卷 213-217页

作者：贾文峰陈作眭世元蒋廷学姚奕明魏娟明王宝峰中国石化石油工程技术研究院北京100101

两性疏水缔合水溶性聚合物具有良好的耐温、耐盐、耐剪切性能,在三次采油、酸化压裂等领域具有较大的应用潜力。室内合成了一种新型两性疏水缔合水溶性聚合物,分别研究了其水溶液在不同浓度、剪切和温度条件下的黏度变化情况。同时,利... 详细信息

两性疏水缔合水溶性聚合物具有良好的耐温、耐盐、耐剪切性能,在三次采油、酸化压裂等领域具有较大的应用潜力。室内合成了一种新型两性疏水缔合水溶性聚合物,分别研究了其水溶液在不同浓度、剪切和温度条件下的黏度变化情况。同时,利用耗散粒子动力学模拟(DPD)方法对其水溶液在不同浓度、剪切和温度条件下的水珠子扩散速率和疏水缔合聚合物的自组装结构进行了模拟研究。实验和模拟结果基本一致,利用耗散粒子动力学方法进一步证明了两性疏水缔合聚合物在水溶液的增黏机理和微观自组装结构。

关键词：两性疏水缔合水溶性聚合物增黏机理自组装耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高分子溶液θ状态的动力学性质的分子模拟

高分子溶液θ状态的动力学性质的分子模拟

引用

作者：刘一岑苏州大学

学位级别：硕士

如何用动力学性质定义高分子溶液的θ状态是高分子物理中的一个尚未解决的问题。我们运用耗散粒子动力学模拟的方法研究了高分子稀溶液的动力学行为。我们发现,由于高分子的内蕴运动(internal motion)较强,短链高分子(N～100)的均方回... 详细信息

如何用动力学性质定义高分子溶液的θ状态是高分子物理中的一个尚未解决的问题。我们运用耗散粒子动力学模拟的方法研究了高分子稀溶液的动力学行为。我们发现,由于高分子的内蕴运动(internal motion)较强,短链高分子(N～100)的均方回旋半径涨落较大。因此,用传统的均方回旋半径的方法去确定θ状态是不可行的。研究结果显示用动态结构因子可以很好的描述高分子稀溶液的θ状态的动力学行为。我们发现了几种与高分子链间的内蕴运动相关的谱模式(spectral mode)。在θ点的附近,所有谱密度ω>1(ns)-1的快速模式将消失,只剩下ω≈0.66(ns)-1的慢速的模式;并且该慢速模式的谱密度在θ点附近达到最大值。我们认为,在达到θ点时,高分子链构象只通过慢速模式达到最可几分布(most probable distribution)。这些结果可以从动力学上赋予θ点新的定义。

关键词：高分子溶液线球转变 θ点耗散粒子动力学模拟动态结构因子

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

pH/温度双重响应型壳聚糖基乳液体系的设计制备及机理研究

pH/温度双重响应型壳聚糖基乳液体系的设计制备及机理研究

引用

作者：张腾方中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

石油开采进入三采阶段,大量残余原油聚集在岩石的缝隙中,大大增加了开采难度。乳化作用能够改变岩石表面润湿性、降低油-水界面张力、提高原油采收率。但是目前所使用的传统乳化剂稳定性过高,往往导致乳液到达地面难以人为控制迅速破乳... 详细信息

石油开采进入三采阶段,大量残余原油聚集在岩石的缝隙中,大大增加了开采难度。乳化作用能够改变岩石表面润湿性、降低油-水界面张力、提高原油采收率。但是目前所使用的传统乳化剂稳定性过高,往往导致乳液到达地面难以人为控制迅速破乳,对油水分离、原油集输系统及油田环境产生不利影响。刺激-响应型乳液可以实现对环境的智能响应而发生可控的乳化-破乳转变,但常规的表面活性剂稳定性较差,且容易对环境造成较大影响,天然高分子壳聚糖作为乳化剂具备稳定性好、刺激响应破乳、生物可降解等优点,已经在很多方面受到越来越多的关注。本论文拟采用实验与分子模拟相结合的方法,设计合成pH/温度双重响应型壳聚糖基乳液体系,探究其在苛刻地层条件下的乳化稳定性及响应破乳性能,并从分子间相互作用角度深入探讨乳化-破乳机理,为壳聚糖乳液在油气田开发方面的应用提供理论依据和技术支持。通过实验方法,将N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）接枝到不同分子量的壳聚糖（CS）上,得到三种适用于不同油相（正庚烷、甲苯、液体石蜡、凝析油）的乳化剂。通过对乳化剂浓度及水油体积比的调节,得到四种具有良好的稳定性及pH/温度双重响应破乳性能乳液体系。随着乳化剂添加量增多以及油相体积增大,乳液稳定性先增强后减弱。一价盐离子Na+、K+会使乳液稳定性变差,二价盐离子Ca2+、Mg2+对于个别乳液体系的稳定性有一定的增强作用。其中,甲苯+CS5W-PNIPAM体系耐盐性能最好,能够在Na+、K+矿化度266120 mg/L、Ca2+、Mg2+矿化度785500 mg/L条件下形成稳定乳液。pH<2时乳液破乳,pH>12时可以重新形成乳液,此乳化-破乳-乳化响应能达到5个循环。随着温度升高至80℃,乳液体系能够陆续实现完全破乳。对乳液体系进行分子动力学模拟,进一步探索乳化剂在油水界面的分布以及乳液乳化-破乳机理。乳化剂在油水界面分布可以降低油水界面张力,乳化剂分子紧密的排布在液滴表面才能形成稳定的乳液。PNIPAM作为亲水段,接枝率的上升以及修饰长度的增加使得乳化剂分子的亲水性逐渐增强,随着接枝率从20%升高到80%,乳化剂降低界面张力的能力先升高后降低,亲水链增长,靠近油相缩聚,在水相中伸展。在低pH下,原本疏水的CS链发生质子化,变为亲水状态,常温下整个乳化剂分子亲水,移动到水相中,乳液发生pH响应破乳。PNIPAM低温下亲水,温度升高后会发生短暂的疏水缩聚,而后完全进入到油相中,随着油滴之间的聚并而出现温度响应破乳现象。

关键词： Pickering乳液壳聚糖乳化剂 pH/温度响应分子动力学模拟耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

聚脲气凝胶的多尺度建模与动力学模拟

聚脲气凝胶的多尺度建模与动力学模拟

引用

作者：于升章石家庄铁道大学

学位级别：硕士

气凝胶具有超高孔隙率、高比表面积、绝热、隔音等优良性质，在建筑节能、载运工具等领域具有广阔的应用前景。但气凝胶的强度和耐高温性较差、制备方法比较苛刻，是限制其广泛应用的主要因素。通过模拟与计算进行气凝胶纳米多孔结构的... 详细信息

气凝胶具有超高孔隙率、高比表面积、绝热、隔音等优良性质，在建筑节能、载运工具等领域具有广阔的应用前景。但气凝胶的强度和耐高温性较差、制备方法比较苛刻，是限制其广泛应用的主要因素。通过模拟与计算进行气凝胶纳米多孔结构的设计和控制是研究气凝胶的热点之一。本文以聚脲气凝胶为研究对象，分别采用分子动力学（MD）、耗散粒子动力学（DPD）方法，利用径向分布函数（RDF）作为对接的桥梁，实现跨尺度模拟的连接。通过模拟结果与试验表征的对比，验证结构模型的合理性，进而解释纳米多孔结构形成的动力学行为及其力学性能。利用Materials Studio6.0软件的Forcite模块，选择COMPASS力场，模拟了不同密度、不同分子量下的树枝状N3300A分子聚脲气凝胶的动力学过程，分析了体系中所有原子的键合和非键合的分布规律，研究了键合强度、密度与结构之间的关系。模拟结果表明，随着体系密度的降低，键合强度会逐渐增大。通过恒应变的方法，计算了模拟系统的机械性能。仿真结果与实验数据基本一致。此外，在相同的密度下，随着单盒子内分子量的增加，聚脲气凝胶系统的机械性能可以得到显着提高。利用Materials Studio6.0软件的DPD模块，通过粗颗粒化N3300A分子，研究了介观尺度下聚脲气凝胶结构形成的热动力学。模拟结果表明，当孔隙率为30%70%时，能够实现相的分离，形成纳米多孔结构。

关键词：聚脲气凝胶结构分子动力学模拟机械性能耗散粒子动力学模拟相分离

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

表面活性剂在油水界面上聚集行为的介观模拟研究

表面活性剂在油水界面上聚集行为的介观模拟研究

引用

作者：郭营艳中国海洋大学

学位级别：硕士

表面活性剂在许多领域具有广泛的应用，如油田开发、纺织染整、日用化工、药物缓释等。这些应用都与其在界面上的聚集行为密切相关。表面活性剂在油水界面上的聚集行为同时受到表面活性剂浓度和结构、油水比例、聚合物的浓度和聚合度等... 详细信息

表面活性剂在许多领域具有广泛的应用，如油田开发、纺织染整、日用化工、药物缓释等。这些应用都与其在界面上的聚集行为密切相关。表面活性剂在油水界面上的聚集行为同时受到表面活性剂浓度和结构、油水比例、聚合物的浓度和聚合度等因素的影响，因此研究以上因素对表面活性剂在油水界面上聚集行为的影响，掌握其结构特性和界面性质的变化具有非常重要的理论指导意义和实际应用价值。目前对表面活性剂性质的实验研究报道较多，但是只有非线性和频共振光谱和X射线反射等很少的现代实验手段能够进行油水界面性质的研究。因而通过实验研究获得表面活性剂在油水界面上聚集行为的分子水平上的信息难度较大。而通过计算机模拟可以提供许多分子水平上的信息,增加人们对表面活性剂性质的了解。耗散粒子动力学(Dissipative Particle Dynamics，DPD)模拟是目前计算化学的前沿研究领域，与分子动力学模拟(MD)等其它模拟方法相比，可以提供更大时间尺度和聚集体尺度范围内的相关信息。因此，采用介观模拟方法研究表面活性剂在油水界面上的聚集行为，掌握表面活性剂在油水界面上聚集的规律，以及各种因素对其界面性质和结构特性的影响，对实际应用具有一定的指导意义。本论文采用DPD模拟方法，通过确立适当的模型和关键参数，并结合前人实验和模拟结果，分析研究了表面活性剂浓度和结构、油水比例对油水界面上表面活性剂聚集行为的影响；分别探讨不同浓度和聚合度的聚合物对表面活性剂在油水界面上聚集行为的影响，考察了表面活性剂分子层弯曲模量、头-尾间距离、有序参数等结构性质和界面密度、界面厚度、界面张力等界面性质的变化。论文主要研究了以下几方面的内容: 1.表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在油水界面的聚集行为的研究。 CTAB在油水体积比为0.5-3.0范围内形成良好的油水两相界面，CTAB分子主要吸附在油水界面上且排布有序。随着CTAB浓度和油水比例的增加，CTAB分子在界面上的排列更加直立有序，界面厚度逐渐增加。油水比例的变化对CTAB头-尾间距离和有序参数影响较小，但是表面活性剂的浓度对其影响较大。表面活性剂浓度较高时，由于界面发生弯曲，有序参数呈下降趋势。同时我们发现，CTAB在油水界面上具有较高的界面效率。 2.分子结构对表面活性剂油水界面聚集行为的影响。如果头基的亲水性很强，双尾或双头型表面活性剂的降低界面张力的效率明显的比单头或单尾的高。由于尾基的吸引作用，分支型表面活性剂存在的油水界面厚度较高。通过对表面活性剂分子链的结构进行研究发现，随着界面覆盖率增高，油水界面上表面活性剂分子链更加直立有序。疏水尾基或者亲水头基数目的增加降低了表面活性剂分子链的伸展性和有序性。通过对过饱和的表面活性剂单分子层的研究发现刚性硬度较大的单分子层在结构演变过程中很难形成肿胀的胶团。 3.聚合物的存在对表面活性剂在油水界面上聚集行为的影响。聚合物与表面活性剂一样，主要聚集在油水界面上，但同时表面活性剂分子会缔合到聚合物链上，疏水作用是其主要推动力。体系中增加的聚合物主要吸附在界面上,所以聚合物数目增加，界面上以及缔合在聚合物上的表面活性剂分子在界面的排列更加直立有序，聚合物密度峰增高变宽。表面活性剂/聚合物复合体系降低油水界面张力的能力比单一体系的高，且体系中聚合物数目越多，界面张力越低。聚合物的存在使得形成油水两相界面的油水体积比范围有所扩大,达到界面饱和所需表面活性剂浓度降低。表面活性剂浓度增加，表面活性剂分子头-尾间距离增大，聚合物界面密度也随之增大，界面厚度明显变大。表面活性剂浓度继续增大，部分聚合物链被从界面上挤出，导致聚合物的密度峰降低并变宽。油水比例增加，聚合物链在垂直界面方向变得更加伸展，部分聚合物链伸入油相当中，表现为聚合物密度峰降低且略有变宽。 4．不同聚合度的聚合物对表面活性剂在油水界面上聚集行为的影响。随着聚合物聚合度的增加，缔合在聚合物上的表面活性剂头-尾间距离逐渐增大，因而其在界面上的排布更加紧密，表面活性剂头基和尾基的界面密度峰高度增加，宽度变窄。聚合物聚合度增加，界面厚度逐渐升高，油水界面张力降低。

关键词：表面活性剂油水界面结构特性界面性质耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

勃姆石纳米棒的水热合成及其气凝胶的制备与性能研究

勃姆石纳米棒的水热合成及其气凝胶的制备与性能研究

引用

作者：周粮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

隔热材料是一类具有低密度、低热导率和一定耐热能力的可阻滞热流传递的功能材料。传统的纤维类隔热材料通常由微米级纤维相互搭接而成,纤维间存在微米级孔隙。由于纤维彼此间的相互缠结和搭接,使纤维类隔热材料通常具有较好的力学性能... 详细信息

隔热材料是一类具有低密度、低热导率和一定耐热能力的可阻滞热流传递的功能材料。传统的纤维类隔热材料通常由微米级纤维相互搭接而成,纤维间存在微米级孔隙。由于纤维彼此间的相互缠结和搭接,使纤维类隔热材料通常具有较好的力学性能,并可在较宽温度范围内实现应用。如果将纤维尺度从微米级降低到纳米级,则会进一步增加纤维间固相传递通路的复杂性,降低材料的孔隙尺寸,减少孔隙间热流的气象传递,从而提高材料的隔热性能。本文以水热法合成的一维勃姆石纳米棒为基础构建单元,通过纳米棒彼此间的相互搭接和缠结构成气凝胶的骨架结构,进而改变传统的以颗粒堆积形式的气凝胶构成方式。这在一定程度上可突破传统意义上的气凝胶结构形式,具有一定的理论和实验意义。选用仲丁醇铝(aluminum tri-sec-butoxide,ASB)作为铝源,采用溶胶-凝胶法和水热法合成了勃姆石纳米棒。通过讨论水热温度、水热时间、乙酸含量、乙醇含量和搅拌条件等对合成勃姆石纳米棒的影响,分析了纳米棒的一维生长规律。研究结果表明,水热温度和乙酸含量对勃姆石纳米棒一维结构的生长具有较好的促进作用。而水热时长、乙醇含量等条件对勃姆石纳米棒一维结构的生长影响较小。耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)模拟结果显示,在溶剂与溶胶颗粒的相互排斥与剪切作用的共同影响下,搅拌速度越高,勃姆石的定向生长趋势越大。以获得的两种勃姆石纳米棒为基元材料,采用溶胶-凝胶法和冷冻干燥法,在壳聚糖的辅助下,制备了具有不同微观结构的勃姆石纳米棒气凝胶,并对其组织结构和性能进行了测试与表征。结果表明,较软较长的纳米棒以附着于壳聚糖表面的形式存在,较硬较短的纳米棒以自行搭接形式存在。壳聚糖辅助形成的复合气凝胶中,勃姆石晶体结构未发生改变,并且会阻止壳聚糖的结晶。勃姆石纳米棒搭接方式的差异造成气凝胶具有不同的孔结构特征。CHI-160样品比表面积更大,平均孔径更小。同时,较短纤维制备的气凝胶具表现出了较好的热稳定性。随着壳聚糖含量的增加,复合气凝胶的压缩力学性能逐渐增加,热导率呈下降趋势。CHI-160样品较CHI-200具有更高的压缩强度与压缩模量,并具有更低的热导率。

关键词：勃姆石纳米棒气凝胶水热合成耗散粒子动力学模拟溶胶-凝胶法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

聚合物流体微观和介观尺度下的模拟研究

聚合物流体微观和介观尺度下的模拟研究

引用

作者：吕畅郑州大学

学位级别：硕士

粘度是聚合物流体的一个重要表征参数,也是聚合物加工成型性能的重要影响因素。在进行传统的聚合物流动有限元模拟过程中,获得揭示材料物性的本构方程(粘度函数)已经成为了模拟的关键。通过微观模拟或介观模拟的方法来获得一定条件下的... 详细信息

粘度是聚合物流体的一个重要表征参数,也是聚合物加工成型性能的重要影响因素。在进行传统的聚合物流动有限元模拟过程中,获得揭示材料物性的本构方程(粘度函数)已经成为了模拟的关键。通过微观模拟或介观模拟的方法来获得一定条件下的应力应变关系,从而避免封闭本构方程是实现复杂流体模拟的重要方向。聚合物流体由于分子链的长链结构,尺度跨度比较大,单尺度模拟往往难以实现。在本文中,我们采用了将微观的分子动力学模拟和介观的耗散粒子动力学模拟相结合的方法进行了聚乙烯熔体的非平衡态模拟,考察了在我们建立的模拟体系中的粘度随剪切速率的变化情况。本文的主要工作如下： 1)建立了450K、latm下40条链长为96的聚乙烯体系的分子模型,并进行了分子动力学的模拟。通过径向分布函数、均方回转半径、密度、以及均方位移来对聚乙烯模型进行表征,获得平衡态下该模型结构和动力学信息。经过与实验结果的对比分析,发现在所给的条件下,所建立的分子模型及模拟方法是合理的。 2)采用基于径向分布函数的方法建立了耗散粒子动力学模拟保守势能,实现了从分子动力学模拟到耗散粒子动力学模拟的贯通连接。考察了几个关键模拟参数对模拟结果的影响,将DPD模拟结果与分子动力学模拟结果进行对比,选择了合适的参数作为进一步模拟的参数。 3)建立了平板拖拽流和反转泊萧叶流两种不同的模型对聚合物流体的流动进行了模拟,通过计算得到了流动过程中的速度分布、剪切应力的分布以及剪切粘度,并将所得的结果与理论分析的结果进行了对比分析,发现两种模型的速度分布以及剪切应力的分布都具有与理论分析的结果相同的变化趋势。

关键词：聚合物流体分子动力学模拟耗散粒子动力学模拟剪切粘度

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

Janus纳米颗粒与两亲分子共组装的分子模拟研究

Janus纳米颗粒与两亲分子共组装的分子模拟研究

引用

作者：么强中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

Janus粒子是指形状、组成或性质(亲疏水、机械物理、电荷及极性等性质)不对称、不均匀的粒子,因此Janus粒子具有丰富的形貌,如球状,棒状,盘状,雪人状等。独特的各向异性表现出诸多特性:两亲性、光学和磁学性质、催化性质,因此在光成像... 详细信息

Janus粒子是指形状、组成或性质(亲疏水、机械物理、电荷及极性等性质)不对称、不均匀的粒子,因此Janus粒子具有丰富的形貌,如球状,棒状,盘状,雪人状等。独特的各向异性表现出诸多特性:两亲性、光学和磁学性质、催化性质,因此在光成像及光催化、生物传感、药物载体等领域表现出宽广的应用前景。随着人们对复杂功能性结构的兴趣日益渐浓,单一类型的两亲物自组装结构已经无法满足人们的需求,Janus纳米粒子与两亲分子的共组装提供了一种自下而上的策略来构筑杂化纳米材料,为进一步制备新型纳米复合材料提供了良好的科研思路。共组装是指两个或两个以上两亲物(脂质、表面活性剂、嵌段共聚物、纳米颗粒等)自发地合作或竞争性组织成更大或有序的复杂结构的过程。不仅可以整合多个两亲物的特性,还可以赋予无法组装的结构单元重新组装的可能性,已经制造出各种复杂功能性的杂化纳米结构。这些结构同时具有各组分的优点和纳米结构的特性,使其具有十分强大的功能性,优于单一类型的自组装结构和普通复合材料,本文采用了耗散粒子动力学模拟的方法,研究了两亲低聚物与两嵌段/三嵌段Janus粒子共组装的机理,分析了各种杂化聚集体(棒状、盘状、网状、囊泡)共组装微观过程及结构特征,研究发现Janus颗粒与两亲分子共组装同时存在着协同与竞争作用,颗粒数目较多趋向形成棒、线及网状等结构;低聚物浓度较高趋向形成盘、囊泡等结构。由于Marangoni效应,两嵌段Janus颗粒可以构建具有颗粒受控定位的杂化纳米材料;ABA型三嵌段Janus颗粒可以作为结构导向成分来调节杂化盘状结构的曲率;对于杂化囊泡复合结构,Janus颗粒的亲疏水嵌段比例,可以调控杂化囊泡的尺寸。研究结果阐明了颗粒的亲疏水覆盖率对杂化聚集体结构和颗粒空间分布的影响,揭示了Janus粒子在调控共组装形貌的结构指导作用,为新型功能化杂化纳米材料的构筑和设计提供理论指导。

关键词：共组装杂化纳米材料 Janus粒子耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

三嵌段共聚物交联微胶囊修复剂填装及pH响应研究

三嵌段共聚物交联微胶囊修复剂填装及pH响应研究

引用

作者：高建邦中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

本文首先采用ATRP(原子转移自由基聚合)的方法合成一定分子量的pH响应型三嵌段共聚物PEG-PDMAEMA-PBMA,利用透析法制备不同pH值下交联前后的组装体,结果表明组装体能够响应pH变化,pH值由9.7降低至7.4时,组装体的形态结构遭到破坏,由微球... 详细信息

本文首先采用ATRP(原子转移自由基聚合)的方法合成一定分子量的pH响应型三嵌段共聚物PEG-PDMAEMA-PBMA,利用透析法制备不同pH值下交联前后的组装体,结果表明组装体能够响应pH变化,pH值由9.7降低至7.4时,组装体的形态结构遭到破坏,由微球(未交联)或者黏连体(交联之后)开始分散趋近于微小的胶束转变,当pH降低至3.0时,组装体分散形成微小胶束;组装体可以装载涂层修复剂DCPD(双环戊二烯),装载DCPD的载剂体不稳定,容易造成DCPD的泄漏,而交联之后载剂体发生黏连和交叠,没有出现药剂的泄漏现象;载剂体具有pH响应释放DCPD的行为,近中性条件下pH=7.4少量释放,酸性条件下pH=3.0近乎完全释放;交联能够提高载剂体的稳定性,相同条件下可以减少DCPD的释放,酸性条件下仍然具有裹挟部分DCPD的能力。根据实验结果利用耗散粒子动力学(DPD)的模拟方法,对实验进行验证和延伸,结果表明,在成球浓度范围内,亲水链段较长,疏水链段较短,组装体趋近于形成中间凹陷的囊泡结构;较短的亲水链段不能封装修复剂DCPD,只有在亲水和疏水链段比例适中时,才能较好的填装DCPD;修复剂的填装过程是DCPD由胶束表面向内部迁移的过程,胶束的结构由双层核(其他疏水性珠子)-壳(EG)结构变为三层结构核(DCPD)-中间层(其他疏水性珠子)-壳(EG),微球体积不变,密度变大,稳定性变差;交联能够提高载剂体的稳定性,当对pH响应链段进行不同程度的质子化时,由于交联的存在使得载剂体无法分散,对DCPD仍具有一定的包裹作用,与非交联载剂体相比,交联可能导致DCPD的缓慢和不完全释放,有利于胶束中修复剂的有效封装和控制释放。

关键词：自组装 pH响应胶束涂层修复剂交联耗散粒子动力学模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：