以聚合物、胶体以及胶体聚合物共混体系这类典型软物质为研究对象,从实验和理论两方面深入探索由于动力学、外场诱导和熵效应引起的新结构,新效应和新生长规律试图揭示聚合物、胶体以及共混系统相分离或自组织过程中形成有序微结构(包括多相聚合物周期调制结构和胶体晶化有序)的物理机制,从理论和实验上设计出这类系统复杂但高度有序的微结构并控制其生长动力学;建立聚合物复杂体系凝聚结构形成过程中的界面、维数效应及其理论;建立胶体以及场诱导下聚集和结构演化机制,光、场作用下的响应特性;揭示胶体聚合物共混系统复杂的分散状态、微观结构和流变学。从中我们希望能发展有特色的研究方向和研究方法,形成可能的源创性成果。
本项目试图从理论和实验揭示了聚合物、胶体、生物膜以及胶体-聚合物共混系统相分离或自组织过程中形成有序微结构(包括多相聚合物周期调制结构和胶体晶化有序)的物理机制,并从中设计出这类系统复杂但高度有序的微结构并控制其生长动力学。 我们已系统考察了胶体- - 胶体相互作用、胶体- - 聚合物和聚合物- - 表面相互作用以及对形貌形成的影响: 理论上我们首先在胶体-聚合物薄膜中提出稳定胶体结构有序的新机制, 进一步运用熵驱动有序机理,实验上获得了中性PS颗粒自组装的胶体晶体结构相图; 我们详细地讨论了聚合物受限薄膜的结晶问题以及嵌段共聚物的纳米相结构, 一些新的结构和生长律从实验和理论两方面进行了探索; 我们研究了PDMS硅油在表面活化剂溶液表面的浸润和铺展,在TritonX-100溶液表面发现了一种类固体表面的铺展现象;我们还计算了胶体表面电荷的不均匀分布对于胶体有效相互作用的影响;利用Monte Carlo 模拟方法和其他技术,计算了胶体在重力场中的密度分布,多组元胶体晶体的结构,弹性以及浸润等性质。最后,我们也系统地研究了生物膜由于膜蛋白存在引起的膜侧向组织机理,并得到了丰富的相行为。