中文摘要：

本项目将采用基于粗粒化模型的耗散粒子动力学模拟，来研究胶体－高分子混合体系的相行为。通过调整高分子链长或尺寸，来计算体系中空缺作用的强弱变化，确定胶体的相图或相共存区域，找出导致相共存区域转变的高分子尺寸临界值；通过在胶体－高分子体系中加入不同柔性和几何形状的高分子，观察相转变过程和相结构的变化，探讨不同的高分子链对胶体相的影响以及胶体相对高分子拓扑结构和构型的逆影响；通过改变受限环境，利用胶体和纳米粒子的自组装或自组织特性和敏感的外场响应性，揭示各种有序相结构宏观性质与高分子链构型和运动以及介观胶体结构的内在关系，提出普适性的胶体－高分子体系自组装和有序相转变机理。该研究有助于揭示主导胶体－高分子相行为的微观机制，对于理解、控制胶体－高分子混合体系相行为和纳米有序结构的特性和功能及其应用起到推动作用。

结论摘要：

胶体－高分子混合体系是一种很重要的复杂流体模型体系，具有复杂而又丰富多彩的相行为和结构，这也是它吸引众多科学家研究兴趣的原因之一。研究该体系的相行为，不仅可以推动复杂流体领域的科学研究，还有着工业上的潜在用途。计算机模拟作为联系理论和实验的桥梁，可以弥补传统实验与理论的不足，从粒子的运动和相互作用的微观层次出发，研究胶体－高分子体系的相行为及结构，并揭示其微观本质。本项目中，我们采用计算机模拟方法，研究了胶体-高分子混合体系的相行为。首先，我们将胶体粒子和高分子链段粗粒化，并选择合适的粒子相互作用，建立了计算机模拟的普适性方法和一般算法。为了验证该模拟平台和程序算法的正确性，我们将其成功地应用于简单体系，并进一步修正物理模型，完善了模拟方法。除了原计划中的耗散粒子动力学模拟方法外，为了与研究的进展和目标相适合，我们根据实际需要还采用了Smart Monte Carlo方法和布朗动力学方法以及开发相应的程序和平台。接下来，我们根据研究计划，观察了相转变和相结构的变化过程，以及相对应的高分子空间构型和微观结构，探讨分子拓扑结构对胶体相行为的影响，发现不同拓扑结构的高分子在混合体系中的构型类似，与线性高分子相比，对相共存的影响很小；研究了受限环境对体系相行为影响，主要考虑了二维或准二维的情形，并与三维情况进行了对比，并取得了一些阶段性的成果。另外，在原计划外，利用已有的方法和平台还进行了一部分原计划没有列入的工作，通过改变粒子之间的相互作用，观察胶体体系的相行为，分别从硬球模型、单纯的排斥相互作用以及存在长程吸引力的情况，做了一部分预研究，观察不同粒子相互作用对体系相行为的影响，以期将硬球模型和其它不同的相互作用势联系起来。