在平衡状态下和剪切状态下,两形纳米立方体的聚合
Takahiro Yokoyama1, Yusei Kobayashi2, Noriyoshi Arai1
1Department of Mechanical Engineering, Keio University, 223-8522 Yokohama, Japan. anikouba@ipfdd.de.
Soft matter
|August 14, 2023
概括
两性纳米立方体自组装成各种结构. 控制疏水面和剪切条件允许调整聚合物大小和形状,用于纳米技术中的应用.
科学领域:
- 软物质物理学 软物质物理学
- 纳米粒子自组装自组装器
- 计算材料科学科学 计算材料科学
背景情况:
- 两性纳米粒子提供可调节的特性,用于自组装.
- 具有形状异构的不一致的纳米粒子是复杂系统的有价值模型.
- 了解自组装动态对于设计功能性纳米材料至关重要.
研究的目的:
- 研究两性纳米立方体的自组装到有限的聚合物.
- 探索平衡和剪切诱导的聚合行为.
- 确定纳米粒子设计和条件如何影响聚合特征.
主要方法:
- 使用了分子动力学 (MD) 模拟.
- 使用的动力蒙特卡洛 (KMC) 计算.
- 系统地改变了纳米立方体的特性 (疏水面数/位置) 和悬浮条件 (剪切).
主要成果:
- 纳米立方体根据补丁配置自组装成各种结构 (杆,随机走路).
- 聚合物的稳定性随着结合能相对于热能而增加.
- 剪切加速聚合,但减少了最终的集群大小.
- MD和KMC表现出良好的协议,三块补丁立方体的差异归因于有限尺寸效应.
结论:
- 纳米粒子设计 (疏水面密度) 和工艺参数 (剪切) 控制自组装结果.
- 速率内核分析揭示了集群生长和分裂的机制.
- 结果使得针对纳米粒子聚合物大小和形状进行有针对性的控制.


