在平衡和剪切状态下探测聚合物纳米复合物的纳米组合和动力学

科学领域:

• 软物质物理学 软物质物理学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 计算化学计算化学

背景情况:

• 控制纳米棒在聚合物矩阵中的自我组装对于设计先进材料至关重要.
• 在外部刺激下了解纳米机组组件的相位行为和动态是一个持续的挑战.

研究的目的:

• 通过粗粒度分子动力学模拟,研究聚合物融中的纳米组件的结构和动力学.
• 探索纳米基度,聚合物链长度和剪切流对纳米基组织的影响.

主要方法:

• 使用粗粒度分子动力学 (CGMD) 模拟.
• 在平衡和简单剪切条件下进行了模拟.
• 系统参数包括纳米基度,聚合物链长度 (N) 和剪切率.

主要成果:

• 观察到从同位素相过渡到两相区域 (稀释和密集捆绑) 随着纳米物质度的增加.
• 发现聚合物链长度 (N) 在平衡状态下增强了纳米基捆绑.
• 与平衡条件相比,简单的剪切流促进了纳米基层的对齐和捆绑.
• 纳米波长影响了在相等的剪切速率下剪切下的对齐,但不是在相等的Péclet数下.

结论:

• 由于结合的聚合物层,纳米基层直径的有效增加,与理论预测相比,转移了相分离的开始.
• 聚合物矩阵-纳米物质的吸引力,切割速率和矩阵链长度是控制在切割下的软材料中纳米物质结构的关键设计参数.