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外场对软碟状粒子多级自组装行为影响的计算机模拟研究

贾晓溪  
【摘要】:本论文提出了一种能够反映软碟状粒子之间相互作用本质及其在外场作用下排列行为的介观非平衡态模拟模型,研究了剪切作用对软碟状粒子多级自组装行为的影响,明晰了软碟状粒子在剪切作用下自组装形成各种高级功能纳米结构的调控因素及手段。(1)建立适于研究软碟状粒子多级自组装行为的介观非平衡态模拟模型。基于软碟状粒子平衡态模拟模型,我们采用Lees-Edwards周期性边界条件建立了能够反映软碟状粒子在外场作用下排列行为的介观非平衡态模拟模型。(2)稳态剪切对线状自组装结构的影响。弱的非键吸引作用使碟状粒子自组装形成短的线状结构。剪切作用诱导短的线状结构沿剪切方向排列,彼此相互连接形成沿剪切方向排列的较长一维线状结构。(3)稳态剪切对束状自组装结构的影响。通过适当选择剪切速率及溶剂条件,我们可以得到沿剪切方向排列的束状结构。然而,由于剪切作用抑制线状结构相分离形成束状结构,我们很难得到沿剪切方向排列的相对较好的束状结构。换而言之,剪切作用实际上更倾向于使软碟状粒子自组装形成沿剪切方向排列的线状结构。


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