本项目采用计算机模拟方法研究嵌段共聚物诱导下特殊形貌纳米粒子超结构的形成机理。 (1) 运用DPD方法研究了双亲水嵌段共聚物(DHBC)对憎水纳米球聚集行为的影响。随着DHBC浓度的增加,纳米聚集体由球形经椭球、板状、长柱状、继而成分散小球、六角排列柱状再到层状超结构的转变。初步确定纳米超结构是纳米球的疏水自聚集、DHBC的双亲水性、DHBC的吸附链段和纳米球的吸引作用的竞争与合作的结果,表明DHBC能有效调控无机晶体的形貌。 (2) 利用MC方法研究了嵌段共聚物囊泡结构的形成机理。对于格点链模型首次发现囊泡由板状胶束经卷曲、闭合而成,观察到共聚物/纳米球的核-壳结构和纳米球均匀分散在壁中的囊泡结构。 (3) 考虑纳米棒的头-尾吸引势和面-面吸引势,研究了各向异性纳米棒的聚集行为,分别得到1D线、2D片和3D柱结构,获得了高温无序态、1D线、2D片和3D柱的相图。揭示了各种结构形成过程中系统熵和能量的竞争。有关纳米棒/嵌段共聚物体系的模拟研究正在进行中。
英文主题词superstructure;self-assembly;block copolymer;nanoparticle;computer simulation