两嵌段聚合物在条纹表面的模式匹配模拟及算法研究

作     者：李阳 

作者单位：温州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李洪

授予年度：2018年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：两嵌段聚合物 蒙特卡罗方法 条纹表面 并行计算 MPI 

摘      要：在高分子领域中,存在着大量随机性现象。若单纯依靠实验方法研究聚合物的界面吸附现象,完整的吸附信息是无法获得的。蒙特卡罗方法是高分子数值模拟研究方法之一,基本思想是依据物理规律,模拟系统粒子的运动,从而精确计算高分子热力学性质。利用蒙特卡罗模拟方法,可以从微观水平对聚合物吸附现象进行研究,有助于深入了解相分离机制、微结构形成等。本论文采用简立方格子模型模拟聚合物的运动环境,利用自回避行走模型和键长涨落模型模拟聚合物的布朗运动,通过重要性抽样方法进行统计采样。为了缩短运行时间,将聚合物的蒙特卡罗模拟进行了MPI并行化。基于统计物理方法,通过均方回转半径和形状因子等构象性质分析聚合物在条纹表面上的吸附过程和识别过程。用动力学蒙特卡罗方法模拟均聚物和两嵌段聚合物在条纹表面(L=10)的吸附过程,比较分析均聚物和两嵌段聚合物在条纹表面上的构象性质差异以及研究在两嵌段聚合物8))与条纹表面的吸附过程和识别过程中链段结构和条纹宽度分别具有何种影响。模拟结果表明,均聚物和两嵌段聚合物在条纹表面上的构象性质存在着差异。在条纹宽度L=10的条纹表面上,均聚物的均方回转半径和形状因子均大于两嵌段聚合物,而且均聚物在识别阶段趋向于形成“杆状构象。在研究两嵌段聚合物8))吸附条纹表面的过程中,发现链段结构和条纹宽度在吸附阶段和识别阶段分别影响着两嵌段聚合物8))的构象。采用蒙特卡罗模拟方法获得的研究结果,可以为高分子聚合物的热力学性质研究提供指导,促进相关领域技术的发展。