梳型嵌段共聚物自组装形成囊泡形态变化的耗散粒子动力学模拟研究

论文摘要

本文利用耗散粒子动力学（Dissipative Particle Dynamics, DPD）模拟方法,研究了梳型嵌段共聚物自组装形成囊泡的形态变化过程。主要内容包括:（1）囊泡自发形成过程的研究。我们发现梳型嵌段共聚物A6 （ B2）3会自组装形成长管状囊泡。为了更好地比较聚合物结构对自组装形成囊泡形态的影响,我们同时研究了线型三嵌段共聚物A3B6A3自发形成囊泡的过程,发现线型三嵌段共聚物A3B6A3会自组装形成球形囊泡。虽然形成囊泡的形态不同,但自组装的动力学路径是一样的。（2）囊泡分裂及翻转过程的研究。我们发现线张力对囊泡的分裂起着至关重要的作用。在模拟中,我们确定了两条不同的分裂路径:一种路径是通过母体囊泡出芽然后闭合完成分裂,另外一种是在区域膜的边界处产生裂缝完成分裂。分裂完成后,相同组分的小胶束或小囊泡会自发融合,最终融合为两个大的囊泡。在囊泡的翻转过程的研究中,我们发现长管状囊泡翻转后变成了多层胶束结构,洋葱状囊泡翻转后得到的仍是一个结构完整的囊泡。

论文目录

• 内容提要
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 计算机模拟方法概述
• 1.2 嵌段共聚物自组装
• 1.2.1 嵌段共聚物在溶液中的自组装
• 1.2.2 梳型嵌段共聚物
• 1.3 计算机模拟方法在囊泡形态变化研究的应用
• 1.4 本论文研究目的和内容
• 第二章 理论基础和计算方法
• 2.1 耗散粒子动力学模拟方法概述
• 2.2 基本原理
• 2.3 积分算法
• 2.4 DPD 方法中的涨落－耗散定理
• 2.5 DPD 方法与Flory-Huggins 平均场理论的结合
• 2.6 周期性边界条件与最近镜像
• 2.7 由实验可测的性质拟合DPD 中的相互作用参数
• 2.8 耗散粒子动力学方法的特点
• 2.9 并行耗散粒子动力学
• 第三章 梳型嵌段共聚物自组装形成囊泡形态变化的模拟研究
• 3.1 引言
• 3.2 模型建立
• 3.3 模拟结果与讨论
• 3.3.1 囊泡自发形成过程的研究
• 3.3.2 囊泡分裂过程的研究
• 3.3.3 囊泡翻转过程的研究
• 3.4 结论
• 参考文献
• 作者简介及科研成果
• 致谢