中文摘要：

此课题的研究目的是通过大规模并行计算机模拟生物膜组成成分在液晶/水相界面上的相分离、自组装、及液晶的取向反应,掌握纳米尺度内液晶取向转变与生物分子锚定和自组装行为的对应关系，揭示纳米图案化取向的液晶基生物传感器的物理本质和影响因素。为此,首先要理解磷脂双亲分子、蛋白质、液晶和水的分子间相互作用,发展有效的粗粒化方法，建立有效的粗粒化的粒子基分子/介观模型，改进描述微流体在动/静态边界条件下流体动力学守恒的模拟计算方法。通过在不同层次上开展研究，揭示研究体系的多层次信息。结果表明体系中界面取向场的作用、界面能、及双亲分子疏水尾链和液晶间的作用相互偶合，共同控制液晶取向转变。双亲分子尾链的尺寸、构型及其在界面的吸附量、液晶和疏水尾链间的亲和强度和它们间相互作用的各向异性、及温度影响双亲分子界面锚定和自组装行为与液晶取向转变。这些成果为研制高效的纳米图案化取向的液晶基生物传感器而进行的液晶/双亲材料的分子设计提供科学依据。