高分子多尺度理论模拟方法及应用电子书

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前言

第1章　量子化学计算方法原理及在高分子科学研究领域中的应用

1.1　量子化学计算方法基本原理

1.1.1　量子化学计算方法简介

1.1.2　常用量子化学计算方法原理

1.2　量子化学计算方法在高分子科学研究领域中的应用

1.2.1　高分子催化反应机理研究

1.2.2　功能高分子材料光学性质研究

1.2.3　纤维素体系分子间相互作用研究

1.3　总结与展望

参考文献

第2章　分子模拟原理及在烯烃聚合催化研究中的应用

2.1　分子力学方法简介

2.1.1　基本原理

2.1.2　分子力场

2.1.3　计算势能面的能量极小点

2.2　分子动力学方法

2.2.1　分子动力学方法的基本原理

2.2.2　分子动态的数值算法

2.2.3　MD的抽样统计与宏观性质计算

2.2.4　统计系综的实现

2.3　电荷平衡法

2.3.1　原子能量的电荷依赖性

2.3.2　静电平衡

2.3.3　交叠校正

2.3.4　QEq计算结果和实验值的比较

2.4　构象分析

2.5　分子模拟方法在烯烃聚合催化研究中的应用

2.5.1　分子模拟应用综述

2.5.2　基于金属原子净电荷关联法对催化活性的研究

参考文献

第3章　分子动力学模拟方法在高分子溶剂化研究中的应用

3.1　分子力场发展史与平衡时间

3.1.1　分子力场发展史

3.1.2　平衡时间

3.2　溶剂化研究背景

3.2.1　溶剂化研究的重要性

3.2.2　溶剂化研究的问题

3.3　高分子溶剂化的相互作用结构^(［19］)

3.3.1　模型与模拟方法

3.3.2　联苯分子的溶剂化结构

3.3.3　高分子溶质的溶剂化结构

3.3.4　高分子溶剂化的机理

3.3.5　小结

3.4　总结与展望

参考文献

第4章　分子动力学模拟方法在高分子胶体粒子传输性质研究中的应用

4.1　纳米粒子输运性质的研究现状

4.2　纳米粒子表面电荷分布对其输运性质的影响

4.3　纳米粒子与离子相互作用对其输运性质的影响

4.4　纳米粒子表面嫁接不同高分子链时的输运性质

4.5　总结与展望

参考文献

第5章　非平衡分子动力学模拟方法原理及在高分子材料缠结动力学和流变性质研究中的应用

5.1　经典非平衡分子动力学模拟原理

5.1.1　非平衡分子动力学模拟理论基础

5.1.2　非平衡分子动力学模拟技术

5.2　高分子动力学理论

5.2.1　Rouse模型

5.2.2　Reptation模型

5.2.3　高分子动力学理论的最新进展

5.3　高分子缠结动力学研究

5.3.1　普适粗粒化模型

5.3.2　原子模型

5.4　高分子流变学性质研究

5.4.1　普适粗粒化模型

5.4.2　原子模型

参考文献

第6章　系统粗粒化方法的原理、进展及在高分子体系结构性质研究中的应用

6.1　系统粗粒化方法的原理

6.2　系统粗粒化方法的进展

6.3　系统粗粒化方法在研究聚丁二烯（PB）体系中的应用^(［70，71］)

6.3.1　PB粗粒化模型构建及模拟细节

6.3.2　粗粒化模型的温度迁移性和代表性

6.3.3　小结

6.4　Lennard-Jones非键作用势对聚苯乙烯粗粒化力场迁移性的影响^(［109］)

6.4.1　聚苯乙烯（PS）粗粒化模型的构建及模拟细节

6.4.2　Lennard-Jones势对粗粒化力场迁移性的影响

6.4.3　小结

6.5　构建热力学与结构自洽的聚苯乙烯粗粒化模型^(［124］)

6.5.1　粗粒化力场优化与模拟细节

6.5.2　粗粒化力场温度迁移性及代表性

6.5.3　小结

6.6　总结与展望

参考文献

第7章　蒙特卡罗（Monte Carlo）方法的原理、进展及在高分子共混体系相变与界面性质研究中的应用

7.1　高分子链构象的蒙特卡罗抽样方法原理与进展

7.1.1　蒙特卡罗方法的基本思想及统计理论基础

7.1.2　高分子物理中的链松弛算法

7.1.3　高分子链的抽样方法

7.2　共聚物的梯度组成对三元对称型高分子共混体系相转变的影响^(［20］)

7.2.1　三元高分子共混体系的研究背景

7.2.2　模型与方法

7.2.3　共聚物的梯度组成对高分子共混体系相行为的影响

7.2.4　小结

7.3　三元对称型共混体系的界面性质和分子构象^(［35］)

7.3.1　共聚物组成梯度的影响

7.3.2　均聚物与共聚物分子的链长度比值α的影响

7.3.3　分离强度的影响

7.3.4　均聚物与共聚物链节间相互作用的影响

7.3.5　小结

7.4　界面共聚物链长和梯度组成的多分散性对界面性质的影响^(［37］)

7.4.1　界面上单分子饱和投影面积

7.4.2　饱和界面单层膜的弯曲模量

7.4.3　双分散链长所产生更小的共聚物界面平均占有面积的原因分析

7.4.4　双分散梯度宽度的共聚物所拥有的较高界面占有面积值的原因分析

7.4.5　小结

7.5　总结与展望

参考文献

第8章　耗散粒子动力学（DPD）模拟方法的原理与进展

8.1　耗散粒子动力学模拟方法简介

8.1.1　耗散粒子动力学模拟方法的提出

8.1.2　耗散粒子动力学模拟方法的发展概述

8.2　耗散粒子动力学模拟方法的基本原理

8.2.1　耗散粒子动力学模拟方法中的耗散-涨落定理推导

8.2.2　耗散粒子动力学（DPD）粒子运动方程及各种力的表达

8.2.3　数值积分算法

8.2.4　耗散粒子动力学模拟体系中参数的选择

8.2.5　DPD模型模拟高分子体系的粗粒化与映射

8.3　耗散粒子动力学模拟与静电相互作用的耦合方法

8.4　耗散粒子动力学模拟方法应用的优、缺点分析

8.5　耗散粒子动力学热浴在非球形模型中的扩展^(［88］)

8.5.1　DPD平动热浴（T-DPD热浴）

8.5.2　DPD转动热浴（R-DPD热浴）

8.5.3　DPD热浴在GB体系平衡态模拟中的应用

8.5.4　不同热浴在GB体系非平衡态模拟中的比较

8.6　耗散粒子动力学模拟GPU化^(［95］)

8.6.1　邻近表建立

8.6.2　非键力计算

8.6.3　键接力计算

8.6.4　大尺度模拟算法

8.6.5　小结

8.7　总结与展望

参考文献

第9章　耗散粒子动力学模拟研究多组分高分子材料相结构和相动力学

9.1　高分子三元共混体系相行为及相转变与界面性质

9.1.1　高分子共混体系的相行为^(［33］)

9.1.2　高分子共混体系相转变与界面性质^(［17］)

9.2　添加纳米粒子的高分子共混体系相行为和分相动力学

9.2.1　纳米球表面性质对不相容高分子共混体系相分离动力学的影响^(［98］)

9.2.2　Janus纳米粒子的形状和分界面设计对高分子共混体系相行为和相分离动力学的影响^(［102］)

9.2.3　纳米棒表面性质对静态及剪切场下高分子共混体系增容行为和相结构的影响^(［112］)

9.3　总结与展望

参考文献

第10章　耗散粒子动力学模拟研究双亲分子及复杂高分子体系组装行为

10.1　耗散粒子动力学模拟研究T形及燕尾形三组分双亲分子相行为

10.1.1　T形三组分双亲分子的相行为^(［24］)

10.1.2　π形/燕尾形三组分双亲分子的相行为^(［26］)

10.2　耗散粒子动力学模拟研究生物膜体系

10.2.1　生物膜的相行为^(［63，64］)

10.2.2　生物膜的膜融动力学

10.3　耗散粒子动力学模拟研究高分子复合Janus纳米材料

10.3.1　研究背景

10.3.2　环境响应性Janus纳米片形变的耗散粒子动力学研究

10.4　总结与展望

参考文献

第11章　耗散粒子动力学模拟研究半刚性高分子的本体热致液晶相变和界面锚定取向行为

11.1　半刚性棒状高分子的本体热致液晶相变^(［1］)

11.1.1　热致液晶模拟的研究现状

11.1.2　棒状液晶分子的模型构建及模拟细节

11.1.3　刚性棒状液晶分子的热致液晶相变

11.1.4　半刚性棒状液晶分子的热致液晶相变

11.1.5　分子柔性对热致液晶相变和动力学行为的影响

11.1.6　小结

11.2　棒状液晶分子在水-液晶界面上锚定取向行为^(［2，3］)

11.2.1　研究现状与应用

11.2.2　模型构建与模拟设置

11.2.3　双亲分子的刚性嵌段与液晶分子间的相互作用对锚定行为的影响

11.2.4　温度对锚定行为的影响

11.2.5　小结

参考文献

第12章　耗散粒子动力学模拟研究磺化聚酰亚胺质子交换膜

12.1　磺化聚酰亚胺质子交换膜的研究现状简述

12.2　磺化聚酰亚胺质子交换膜体系的模型构建和模拟细节^(［84］)

12.3　序列分布对磺化聚酰亚胺质子交换膜形貌和性能的影响^(［84］)

12.3.1　相态结构

12.3.2　质子传导率

12.3.3　膜尺寸稳定性

12.3.4　膜的力学性质

12.4　总结与展望

参考文献

第13章　耗散粒子动力学模拟研究熔体静电纺丝

13.1　静电纺丝计算机模拟研究现状

13.2　熔体静电纺丝耗散粒子动力学模拟体系

13.3　纺丝纤维下落速度

13.3.1　电场力对纺丝纤维下落速度的影响

13.3.2　高分子熔体黏度对纺丝纤维下落速度的影响

13.3.3　高分子链长对纺丝纤维下落的影响

13.4　下落过程中纤维微观结构

13.4.1　下落过程中纺丝纤维不同阶段的速度变化

13.4.2　熔体黏度与不同阶段的纤维下落速度的关系

13.4.3　下落过程中弹簧系数对纤维中分子链的均方末端距的影响

13.5　总结与展望

参考文献

第14章　相场方法的原理、进展及在多组分多相高分子体系研究中的应用

14.1　相场方法原理

14.1.1　固溶体模型

14.1.2　流体模型

14.1.3　双流模型

14.2　相场方法研究进展

14.2.1　旋节相分离初期的线性理论研究

14.2.2　旋节相分离后期的标度理论研究

14.2.3　计算机模拟研究

14.3　GPU加速相场方法的数值模拟^(［47］)

14.3.1　GPU加速的算法实现

14.3.2　GPU加速的验证

14.3.3　小结

14.4　高分子共混物的分相研究

14.4.1　高分子共混物的黏弹相分离^(［68］)

14.4.2　剪切场下高分子材料分相研究

14.5　总结与展望

参考文献

索引