剪切流动下嵌段共聚物自组装行为的计算机模拟研究的开题报告

剪切流动下嵌段共聚物自组装行为的计算机模拟研究的开题报告一、研究背景及意义共聚物是由两种或多种不同单体分子共同构成的高分子化合物，拥有结构多样性和功能多样性，被广泛应用于材料、电子、医药等领域。嵌段共聚物则是一种结构更为复杂的共聚物，由两种或更多的不同片段（嵌段）交替排列构成，具有更加细致的分子结构，也因此具有更加精细的物理性质。在嵌段共聚物领域，自组装流变行为一直是研究的热点，而剪切流动这一外界条件对于嵌段共聚物自组装行为的影响一直是研究的难点。计算机模拟作为一种辅助研究工具，可以帮助我们深入理解不同剪切条件下嵌段共聚物的自组装行为，揭示剪切流动对嵌段共聚物组装性能的影响机制。此外，对嵌段共聚物自组装行为的深入认识有助于优化嵌段共聚物材料的制备工艺，促进其升级应用。二、研究内容及方法1.研究内容本课题主要研究剪切流动下嵌段共聚物的自组装行为，包括自组装结构、自组装动力学、组装转变等方面的研究。2.研究方法本课题采用计算机模拟方法来研究剪切流动下嵌段共聚物的自组装行为。具体方法包括分子动力学模拟、MonteCarlo模拟、大规模并行计算等。三、研究目标及预期成果1.研究目标（1）探究不同剪切条件下嵌段共聚物的自组装行为。（2）揭示剪切流动对嵌段共聚物自组装行为的影响机制。（3）优化嵌段共聚物材料的制备工艺。2.预期成果（1）对剪切流动下嵌段共聚物自组装行为的模拟结果。（2）揭示剪切流动对嵌段共聚物自组装行为的影响机制。（3）优化嵌段共聚物材料的制备工艺的理论依据。四、研究计划及进度1.研究计划（1）文献调研。阅读相关文献，了解嵌段共聚物自组装行为研究进展及剪切流动对其影响的机制。（2）建立计算模型。选取合适的计算模型，包括分子动力学和MonteCarlo等方法。（3）模拟计算。采用计算机模拟方法，分析不同剪切条件下嵌段共聚物自组装行为，并进行计算。（4）结果分析。对模拟得到的结果进行分析和讨论，揭示剪切流动对嵌段共聚物自组装行为的影响机制。（5）撰写论文及报告。将研究成果撰写为论文，并在相关学术会议上进行报告。2.研究进度本研究计划为期12个月，目前进度如下：（1）第1-2个月：文献调研、计算模型建立。（2）第3-10个月：模拟计算、结果分析。（3）第11-12个月：论文及报告撰写。五、参考文献1.Morse,D.C.;Hore,M.J.ANewParadigmforSimulatingShear-MediatedOrderinginBlockCopolymers.Macromolecules2006,39(8),2893–2903.2.Zhao,B.;Zhang,Y.;Liu,Z.;Jiang,Y.;Cao,Q.;Zhang,X.;He,P.HierarchicalSelf-AssemblyofAmphiphilicHomopolymerinFlowFieldSimulatedbyDissipativeParticleDynamics.SoftMatter2015,11(21),4234–4241.3.Gao,L.;Zhang,W.;Chen,T.;Jing,B.PhaseBehaviorandMicrostructureofBlockCopolymersinExtensionalFlow.Macromolecules2009,42(6),2026–2032.4.Ariza,D.;Roa,R.;Manrique,D.Z.;Balogh,L.;Hoyos,M.;Müller,A.J.;Müller,B.M.TheEffectofSteadyandUnsteadyShearFlow