高分子材料的多尺度模拟方法及应用
作者： 牟丹，李建全 著
出版时间：2017年版
内容简介
高分子在受限情况下的性质受温度、限制条件等外界因素的影响，会表现出很大的差异。以不同拓扑结构（如线形、多手臂形、梳形等）的PEO-b-PMMA、PS-b-PMMA二嵌段共聚物为研究对象，采用自编程序设计得到具有各类纳米图案的限制条件，利用微观（分子力学、分子动力学）-介观（动态密度泛函）多尺度模拟方法研究嵌段共聚物分子在受限环境下的自组装结构。运用介观模拟得到的嵌段共聚物微相分离演变图，揭示图案化限制条件对嵌段共聚物
目录
序 前言 上篇多尺度模拟的常用方法 第1章计算机模拟4 1.1计算机模拟简介4 1.2模型6 1.3近似7 1.4计算化学的方法8 1.5结构与性质之间的关系10 1.6计算化学有关的经典参考书10 参考文献11 第2章分子之间的力13 2.1对势13 2.2多极膨胀13 2.3电荷—偶极相互作用14 2.4偶极—偶极相互作用15 2.5温度16 2.6诱导能16 2.7分散能17 2.8排斥力贡献18 2.9组合规则19 2.10实验方法19 2.11对势的改进20 2.12位—位势21 第3章蒙特卡罗模拟22 3.1取样法22 3.2NPT系综的蒙特卡罗方法23 3.3巨正则系综的蒙特卡罗方法24 第4章分子力学26 4.1简介26 4.2三元工具26 4.3Morse势模型27 4.4简谐振动的分子模型27 4.5Morse势与简谐振动势之间的比较29 4.6两个原子的键连情况30 4.7多原子分子体系30 第5章分子动力学35 5.1概述35 5.2分子动力学的基本思想35 5.3分子动力学模拟的主要技术概要38 5.4分子运动方程的数值求解42 5.5边界条件和初值45 5.6势函数47 5.7系综62 5.8模拟退火68 参考文献68 第6章密度泛函理论71 6.1简介71 6.2电子密度71 6.3对密度71 6.4DFT的发展历程72 6.5函数72 6.6Hohenberg—Kohn理论73 6.7Kohn—Sham方法76 6.8Kohn—Sham方法的实施78 6.9密度方程79 6.10DFT方法86 6.11DFT的应用86 6.12DFT的性能87 6.13DFT在生物化学领域的优势88 参考文献88 第7章介观模拟89 7.1简介89 7.2理论90 参考文献108 下篇多尺度模拟的应用实例 第8章PEO／PMMA共混物的微观相形态研究116 8.1微观水平的分子模拟116 8.2介观水平的模拟123 8.3受表面及剪切诱导的相形态132 第9章PEO—b—PMMA共聚物的微观相形态研究143 9.1简单共聚物体系143 9.2多手臂型共聚物受表面诱导151 9.3受纳米粒子诱导的多手臂型共聚物Ⅰ158 9.4受纳米粒子诱导的多手臂型共聚物Ⅱ165 参考文献172 第10章PS／PMMA共混物的微观相形态研究173 10.1微观水平的分子模拟173 10.2介观水平的模拟177 10.3掺杂了纳米粒子的共混体系180 10.4受表面诱导的共混体系181 第11章PS—b—PMMA共聚物的微观相形态研究184 11.1简单共聚物体系受表面诱导184 11.2多手臂型共聚物掺杂纳米粒子193 11.3多手臂型共聚物受表面诱导200 第12章类脂结构的PEO—b—PMMA共聚物的微观相形态研究211 12.1相形态的形成机理和动力学过程211 12.2弱电解质共聚物体系的相形态220 12.3共聚物体系在受限条件下的相形态228 第13章双亲性Y形分子结构的PEO—b—PMMA共聚物薄膜的自组装研究238 13.1中性高分子薄膜的自组装238 13.2弱电解质共聚物薄膜的自组装253 参考文献274 第14章H形共聚物薄膜在剪切和一维限制条件下的自组装研究277 14.1介观模型和参数设置277 14.2共聚物薄膜的自组装278 14.3剪切效应下的自组装280 14.4一维限制条件下的自组装282 14.5Y系列限制下的自组装机理284 14.6Z系列限制下的自组装机理287 14.7小结290