对于可转换温度的聚合物粗粒度的能量重新规范化

科学领域:

• 聚合物物理 聚合物物理
• 计算材料科学科学 计算材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 从分子动力学 (MD) 模拟中预测聚合物热力学和机械行为至关重要.
• 原子学知情粗粒度 (CG) 模型提供了改进的尺度,但在温度可转移性方面存在困难,限制了应用.
• 开发温度可转移的CG模型是聚合物物理学中的一个重大挑战.

研究的目的:

• 开发一种可转换温度的粗粒度 (CG) 模型,用于聚甲基 (PDMS) 使用能量重规范化 (ER) 方法.
• 为了验证CG模型的准确性,在温度调节中保存动态,机械和构造性行为.
• 探索凝聚性相互作用强度和温度对聚合物动态和机械反应的影响.

主要方法:

• 使用能量再规范化 (ER) 方法,使用温度依赖因素来调整PDMS的CG模型的参数.
• 将开发的CG模型与全原子化 (AA) 模拟和从玻璃状态到化状态的实验数据进行比较.
• 系统地研究了凝聚性相互作用强度和温度对聚合物动态和机械性能的影响.

主要成果:

• ER 方法成功地为 PDMS 创建了一个温度可转移的 CG 模型,准确地复制动力学,机械性能和形状.
• 该模型显示,与全原子模拟相比,计算效率显著提高.
• 观察到关于凝聚性相互作用强度和温度对动态异质性和机械反应的影响的一致趋势,适用于其他聚合物.

结论:

• 开发的能量再规范化 (ER) 方法可以为具有多样性结构的聚合物创建准确的,温度可转移的粗粒度 (CG) 模型.
• 凝聚性相互作用强度在聚合物动力学和热力学行为的CG建模中起着至关重要的作用.
• 这项工作扩展了用于CG模型开发的ER方法,促进了在聚合物物理学中的更广泛应用.