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树枝形高分子特性黏数反常行为的理论研究

高分子学报 2011年第9期21卷 1060-1067页

作者：卢宇源石彤非安立佳中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

首先借助自洽场理论计算了树枝形高分子的径向密度分布函数,然后在二区域模型理论基础上,系统研究了树枝形高分子的"代数"、活性中心官能度、重复单元链节长度、有效相关系数和排除体积参数等对其特性黏数的影响.在理解树枝形高分子特... 详细信息

首先借助自洽场理论计算了树枝形高分子的径向密度分布函数,然后在二区域模型理论基础上,系统研究了树枝形高分子的"代数"、活性中心官能度、重复单元链节长度、有效相关系数和排除体积参数等对其特性黏数的影响.在理解树枝形高分子特性黏数与其微结构关系的基础上,从流体力学相互作用的角度,揭示了树枝形高分子的特性黏数不能反映其聚合度大小,而反映其平均携带溶剂能力的物理根源,从而为树枝形高分子功能的优化设计提供理论指导.

关键词：树枝形高分子特性黏数二区域模型

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管子模型

高分子学报 2018年第12期28卷 1493-1506页

作者：阮永金卢宇源安立佳中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学院大学北京100049

高分子非线性流变学是发展高效、节能高分子材料及其加工技术的学科基础.针对缠结高分子流体,deGennes、Doi和Edwards基于单链平均场近似建立了“管子模型”.该模型奠定了现代高分子流体非线性流变学的基础,标志着人类描述缠结高分子流... 详细信息

高分子非线性流变学是发展高效、节能高分子材料及其加工技术的学科基础.针对缠结高分子流体,deGennes、Doi和Edwards基于单链平均场近似建立了“管子模型”.该模型奠定了现代高分子流体非线性流变学的基础,标志着人类描述缠结高分子流体步入了分子流变学时代.然而,“管子模型”过于简化的物理图像无法基于分子链本身和第一性原理,处理快速大形变条件下缠结高分子流体非线性流变学的一些问题;另一方面,“管子模型”无法统一描述近期的一些流变学实验现象.这就需要重新考虑现有的单链平均场假设和多链相互作用,建立分子流变学的新范式.本文介绍了“管子模型”及其修正理论的基本物理图像、概念及其发展历程,给出了该模型中核心方程的推导过程及其参数的物理意义,最后,对该领域的未来发展趋势以及面临的机遇和挑战进行了简明扼要的展望.希望通过本文能够加深读者对“管子模型”的认识和理解.

关键词：非线性流变学管子模型缠结高分子流体 GLaMM理论单链平均场理论

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树枝形高分子特性粘度反常的理论研究

树枝形高分子特性粘度反常的理论研究

作者：卢宇源吉林大学

学位级别：硕士

树枝形高分子是通过多官能团单体严格控制、逐步聚合而形成的具有高度支化结构的大分子。由于它具有低粘度、高流变性等独特的物理化学性质,因而在医药载体、基因工程、自组装材料、纳米材料、流变添加剂等领域获得了广泛应用。特性粘... 详细信息

树枝形高分子是通过多官能团单体严格控制、逐步聚合而形成的具有高度支化结构的大分子。由于它具有低粘度、高流变性等独特的物理化学性质,因而在医药载体、基因工程、自组装材料、纳米材料、流变添加剂等领域获得了广泛应用。特性粘度是高分子稀溶液最重要的物理量。Fréchet等人发现,树枝形高分子的特性粘度有三个显著的反常特征:(1)随着树枝形高分子“代数”的增加,特性粘度出现最大值;(2)与单枝相比,三枝的特性粘度在相对较低的“代数”达到最大值;(3)在低代时,三枝的特性粘度比单枝的大,而在高代时反而小。这些现象不能通过经典的Mark-Houwink-Sakurada关系和Fox-Flory理论给出很好的解释。在本工作中,我们从理论上研究了树枝形高分子的内部结构,利用自洽场方法得到了径向密度分布函数,并结合了Zimm模型和Rouse模型,提出了两区域模型。由此得到了树枝形高分子的特性粘度公式,从而定量阐述了特性粘度的反常行为,并揭示了这种粘度反常的物理机制及其相应的应用前景。

关键词：树枝形高分子特性粘度两区域模型

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椭球形粒子扩散动力学的研究进展

应用化学 2017年第11期34卷 1250-1258页

作者：王亮卢宇源安立佳中国科学院长春应用化学研究所、高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学院大学北京100049

椭球形粒子作为一类重要的各向异性粒子,在生物、化工以及材料等领域有着广泛的应用。对椭球形粒子的扩散动力学进行深入地研究,不仅可以增进人们对各向异性粒子扩散动力学中基本科学问题的理解,而且可以为含各向异性粒子材料的设计与... 详细信息

椭球形粒子作为一类重要的各向异性粒子,在生物、化工以及材料等领域有着广泛的应用。对椭球形粒子的扩散动力学进行深入地研究,不仅可以增进人们对各向异性粒子扩散动力学中基本科学问题的理解,而且可以为含各向异性粒子材料的设计与加工提供理论依据。因此,椭球形粒子的扩散问题一直是粒子扩散研究的焦点。虽然椭球形粒子扩散动力学的研究已经有一百多年的历史,其相关理论、实验和模拟研究工作很多,并取得了较大的进展,但是,系统的综述性文章相对较少。本文系统地总结了椭球形粒子扩散动力学的相关工作,包括:不同流体力学边界条件下椭球形粒子的扩散动力学和平动与转动扩散的耦合行为等。此外,本文还分析了椭球形粒子扩散动力学领域存在的关键科学问题,并对该领域研究方向进行了展望。

关键词：椭球形粒子各向异性平动扩散转动扩散

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高分子动力学的单链模型

高分子学报 2017年第5期27卷 727-743页

作者：阮永金王振华卢宇源安立佳中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

高分子单链模型是高分子稀溶液理论研究的基本模型.对其进行深入地分析,不仅有助于解决高分子稀溶液体系中溶液黏度和分子链扩散等基本问题,而且能够增进人们对高分子链结构与溶液性质间关联性的理解.虽然基于经典连续性介质力学的流体... 详细信息

高分子单链模型是高分子稀溶液理论研究的基本模型.对其进行深入地分析,不仅有助于解决高分子稀溶液体系中溶液黏度和分子链扩散等基本问题,而且能够增进人们对高分子链结构与溶液性质间关联性的理解.虽然基于经典连续性介质力学的流体动力学理论可以定性,甚至半定量地获得稀溶液的一些重要性质,但是,随着科学技术的发展,人们从分子水平上建立了许多描述高分子稀溶液性质的模型和理论,期望能够定量地描述高分子稀溶液的性质.本文以高分子稀溶液中3个典型的单链模型为例(包括:不含流体力学相互作用的Rouse模型、含二体流体力学相互作用的Zimm模型和含多体流体力学相互作用的部分穿透球模型),综述高分子稀溶液的重要性质,并详细地给出其动力学方程的推导过程及其重要的研究进展.特别是,对于Rouse模型,本文还将其预言结果拓展到了短链高分子流体体系;此外,还介绍了这一领域的关键科学问题、发展前景和研究方向.

关键词： Rouse模型 Zimm模型部分穿透球模型流体力学相互作用特性黏数

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溶液中柔性树枝状高分子的分子动力学模拟

高等学校化学学报 2010年第1期31卷 199-204页

作者：张国梁卢宇源宋建晖石彤非中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学院研究生院北京100049

采用分子动力学模拟方法研究了柔性树枝状高分子在无热溶剂中的静态和动态行为.模拟结果表明:在分子尺寸和回转半径Rg满足标度律Rg～N1/5(G+1)2/5P2/5(其中N为树枝状分子的聚合度,G为代数,P为链节长度,g为子代代数)时;随着代数的增加,... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了柔性树枝状高分子在无热溶剂中的静态和动态行为.模拟结果表明:在分子尺寸和回转半径Rg满足标度律Rg～N1/5(G+1)2/5P2/5(其中N为树枝状分子的聚合度,G为代数,P为链节长度,g为子代代数)时;随着代数的增加,树枝状分子和硬球的静态结构因子相似,表明其内部结构发生了由"类星形"向"近球形"转化.随着树枝状分子代数和链节长度的增加,出现了"单元"(Monomer)密度几乎不变的区域.树枝状分子的回折能力随着链节长度的增加而增强,随着代数的增加而减弱.树枝状分子各子代的运动能力不同,与内层子代相比,外层子代在短时间内扩散较慢,但其松弛较快.相对于Rouse指数,树枝状分子"单元"运动的标度更接近Zimm指数.

关键词：分子动力学模拟树枝状高分子 Zimm指数

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受限高分子链的静态与动态性质

功能高分子学报 2018年第1期31卷 1-15页

作者：王振华王健卢宇源中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学合肥230026 沧州师范学院化学与化工学院河北沧州061001

受限条件下高分子链的静态与动态性质是高分子物理学研究的重要组成部分,也是生物物理学关注的焦点问题之一。相对于自由高分子链,受限高分子链往往随受限程度和受限区域的不同而表现出一系列独特的规律性。本文首先回顾了自由空间中高... 详细信息

受限条件下高分子链的静态与动态性质是高分子物理学研究的重要组成部分,也是生物物理学关注的焦点问题之一。相对于自由高分子链,受限高分子链往往随受限程度和受限区域的不同而表现出一系列独特的规律性。本文首先回顾了自由空间中高分子链的基本性质,然后重点介绍了在不同受限程度下高分子链的静态性质和动力学行为,对比了不同受限区域下这些性质的差异性,并且系统总结了流场诱导下高分子链过孔的经典理论及其详细推导过程。最后,展望了受限高分子链今后的发展方向。

关键词：受限高分子受限区域流场诱导高分子链过孔部分穿透球模型

嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响

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高分子学报 2016年第3期26卷 271-287页

作者：王健卢宇源徐玉赐阮永金李良一安立佳中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 宁波大学材料科学与化学工程学院宁波市特种高分子材料重点实验室宁波315211

聚合物共混体系(又称聚合物合金)兼具其相应组分的均聚物和共聚物的多种特征,甚至具有新的理想性能,从而成为了一种具有极高经济价值的新材料.该材料的研发极大地丰富了高分子物理学、高分子化学和材料学的研究内容,拓宽了聚合物材料在... 详细信息

聚合物共混体系(又称聚合物合金)兼具其相应组分的均聚物和共聚物的多种特征,甚至具有新的理想性能,从而成为了一种具有极高经济价值的新材料.该材料的研发极大地丰富了高分子物理学、高分子化学和材料学的研究内容,拓宽了聚合物材料在现代工业中的应用,同时把聚合物材料研究推向了交叉科学的前沿.均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系作为经典的三元聚合物共混体系,对其进行深入地研究,不仅可以促进人们对高分子科学中重要问题的理解,而且可为新型嵌段共聚物增容剂的改良和设计提供理论依据.近年来,有关聚合物共混体系的实验、理论和计算机模拟工作很多,并且取得了较大的进展,但是相关综述较少.本文以均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系为例,综述该领域的基本概念和发展历史,并着重介绍两嵌段共聚物增容剂对该三元共混体系相行为和界面性质的影响.此外,还介绍了这一领域的关键科学问题、发展前景和研究方向.

关键词：嵌段共聚物增容剂聚合物共混体系相行为界面张力

如何实现从优秀到卓越——2016年中国科学院长春应用化学研究所夏令营活动上的报告

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大学科普 2017年第2期11卷 33-34页

作者：卢宇源中国科学院长春应用化学研究所

什么样的人更容易实现“卓越”呢？如何实现从优秀到卓越呢？如何才能有一个更精彩、更充实的人生呢？这是我一直思考的问题.《中庸》有句话很值得借鉴,“故君子尊德性而道问学,致广大而尽精微,极高明而道中庸,温故而知新,敦厚以崇礼”... 详细信息

什么样的人更容易实现“卓越”呢？如何实现从优秀到卓越呢？如何才能有一个更精彩、更充实的人生呢？这是我一直思考的问题.《中庸》有句话很值得借鉴,“故君子尊德性而道问学,致广大而尽精微,极高明而道中庸,温故而知新,敦厚以崇礼”.意思是说,君子既要尊重德性,又要讲求学问;既要充实广大,又要穷尽精微;既要有高明的理想,又要有合于中庸的行为;既要熟悉旧的知识,又要不断认识新的事物;既要笃实厚道,又要娴习礼仪.圣人之言,广博高远,在这里我有一些想法分享给大家,希望能够与大家共同勉励,互相进步.

关键词：夏令营活动化学研究所中国科学院应用长春《中庸》尊德性道问学