图1。(a)根据块的体积分数(f a),可从微观相期望的定义形态的示意图。(b)AB二嵌段共聚物预期的理论相图取决于F a和χn。(c)实验获得的PS -B -PI二嵌段共聚物的相图。从F. S. Bates,G。H。Fredrickson复制;块共聚物 - 设计器软材料。物理学今天1999年,第52(2)卷,第32-38页,在美国物理研究所的许可下。9虽然SEM和AFM技术已被经典地用于获取一些有趣的信息
摘要:尽管硫磺聚合物承诺具有独特的特性,但其受控的合成,尤其是在复杂且功能性架构方面,仍然具有挑战性。在这里,我们表明氧乙烷和苯基异硫氰酸苯二氮化的共聚物选择性地产生多硫二酰二酰二氧化物,作为一类新的含有分子量分布的硫酸盐,具有窄的分子量分布(m n = 5-80 kg/mol,用 ^ 1.2; mm n,max = 124 kg/mol)和高熔点;五个;氧乙烷和异硫氰酸盐的取代基模式。自核实验表明,苯基取代基,未取代聚合物主链的存在以及动力学控制的链接选择性是最大化熔点的关键因素。对宏链转移剂的耐受性增加和控制的传播允许合成双层晶体和两亲性二嵌段共聚物,可以将其组装成胶束和蠕虫样的结构中,并与水中的无律核心。相比之下,乙醇中结晶驱动的自组装会产生圆柱形胶束或血小板。
图1:多尺度模拟实现ELP冷凝水的热力学和结构表征。(a)模拟二嵌段ELP的序列的说明,该序列由五氨基酸重复序列组成,其中X用客人氨基酸代替。(b)逐渐增加模型分辨率的三步多尺度模拟方法的概述。V 5 L 5的仿真在每个步骤中产生示例配置。肽是红色的,而水分子,氯和钠的颜色分别为蓝色,绿色和橙色。插入G-V-G重复和周围水分子的插入片段表明每个模型的分辨率。(c)20 ELP冷凝物的模拟表面张力(τ)与相关系统的过渡温度(T t)之间的相关性。46ρ是两个数据集之间的Pearson相关系数,虚线是模拟和实验数据之间的最佳拟合。错误条表示五个独立时窗口的估计值的标准偏差。
嵌段共聚物 (BCP) 是由通过共价键连接的化学性质不同的单体的子链或嵌段组成的聚合物,每个嵌段都是一系列相同单体的线性序列。大量一种类型的嵌段共聚物的集合称为熔体。在高温下,不可压缩熔体中的嵌段会均匀混合。随着温度降低,不同的嵌段会分离,并导致称为微相分离的过程。BCP 熔体的微相分离导致中观尺度多相有序结构的自组装,如片层、球体、圆柱体和螺旋体 [1, 5, 26]。微相分离可进一步由在下面表面形成的化学和/或拓扑图案化模板引导,从而实现复杂纳米结构的设计。该过程称为 BCP 的定向自组装 (DSA)。设计 BCP 的 DSA 以复制具有所需特征的纳米结构在纳米制造应用中非常有吸引力 [4, 31, 40, 45]。已证明,BCP 的 DSA 的计算研究在确定材料特性、薄膜厚度、聚合物-基底相互作用和几何限制对自组装过程的影响方面非常有价值 [23, 34, 48, 49]。BCP 熔体的微相分离连续模型 [37],如自洽场论 (SCFT) 模型、Ohta-Kawasaki (OK) 模型和 Swift-Hohenberg 模型,使得以相对较低的计算成本探索由 DSA 过程形成的纳米结构空间成为可能。它们通常用于与 BCP 的 DSA 相关的设计和逆问题 [ 21 , 27 – 29 , 32 , 36 , 43 ]。为了进一步降低计算成本,必须开发快速而强大的算法来获得模型解,特别是因为在解决设计和逆问题的过程中必须反复求解模型。在本文中,我们重点研究了二嵌段共聚物(具有两个