中文摘要：

有机-无机纳米杂化材料是新一代纳米结构组装材料，具有很强的可设计性，在许多工业领域具有广泛的应用前景。本申请拟通过理论与实验分析，提出POSS杂化材料的纳观力学模型，研究其纳观结构与宏观性能之间的关系，并结合纳米压痕实验研究其力学性能的表征方法与计算公式。研究工作涉及分子动力学模拟、跨尺度计算和尺寸效应等固体力学前沿研究领域，其研究成果将直接应用于POSS杂化材料的研制与分子设计工作，具有重要的理论与实际意义。

结论摘要：

本项目开展了POSS杂化材料的纳观力学模型与性能表征的研究工作。提出了构建材料分子模拟模型的随机行走与定向生成方法；改进了基于NPT系综的分子动力学计算表征模型与邻位组合算法；探讨了材料的变形与杂化增强机制；研究了不同杂化结构对材料性能的影响；开展了POSS杂化材料纳米压痕实验与分子动力学模拟仿真工作；借鉴有关金属材料的研究工作建立了杂化材料与高分子材料硬度与尺度效应的半经验公式；建立了基于POSS单体与杂化结合方式的杂化材料性能预报模型；此外，还与哈尔滨工业大学化学系合作，研制了POSS纳米膜并进行了分子结构测试分析。其中有关杂化材料的变形与增强机制、杂化复合材料性能预报分析以及压痕尺寸效应特点等方面的成果对该方向上的研究工作有一定的开拓意义。