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研究生:葉尚諭
研究生(外文):Shang-Yu Ye
論文名稱:以軟粒子動力學法模擬雙團聯共聚物的螺旋結構
論文名稱(外文):Simulation of helical structure of diblock copolymer by dissipative particle dynamics
指導教授:汪上曉汪上曉引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:雙團聯共聚物軟粒子動力學法螺旋結構鍵角力彎曲力手性
外文關鍵詞:Diblock copolymerDissipative Particle Dynamics(DPD)helixtwisting forcebending forcechirality
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系上何榮銘教授的實驗室研究群利用PS ( Polystyrene ) - PLLA ( Poly-L-Lactic Acid ) 所合成的雙團聯共聚物,會自組裝形成左旋的奈米螺旋管結構。我們試圖以軟粒子動力學來模擬形成這個結構的主要機制。

本實驗室的謝升元已經成功地利用軟粒子動力學法(DPD)模擬出三團聯共聚物所形成的具有螺旋結構的相態。儘管軟粒子動力學可以利用ABC三段分子間的不相容性來模擬出雙螺旋的結構,但是還無法模擬出PS-PLLA雙團聯共聚物所形成的螺旋管結構。手性的影響是形成螺旋狀形態的主要因素。所以我們模擬的方法就是盡量要讓模擬的團聯共聚物單體具有手性的性質。由於分子結構的手性所產生的彎曲力和扭轉力,使得分子在作自組裝的行為時,會形成螺旋狀的結構。而我們所採用的軟粒子動力學法,由於它的珠子之間的連接是以線性的方式來做排列,同時也忽略了鍵角力的存在;這也就造成了DPD無法模擬雙團聯共聚物所形成螺旋狀結構的原因。

於是我們想對軟粒子動力學中粒子之間的連接設計作些改變,使得粒子間可以有分枝(Branch)的排列;並且加入鍵角力(Bond-angle force)的影響,期望可以模擬出PS-PLLA雙團聯共聚物所形成的螺旋管結構,並且了解形成這個結構的主要機制。
封面
摘要 1
目錄 2
圖目錄 4
表目錄 8
第一章緒論 9
一、1手性 9
一、2手性多尺度轉換 11
ㄧ、3多尺度分子模擬 12
一、4介觀尺度模擬團聯共聚物螺旋結構的文獻回顧 14
一、5研究動機 19
第二章軟粒子動力學法 22
二、1介觀尺度(mesoscale)模擬 22
二、2原理 24
二、3DPD的作用力 25
二、4Self-consistent DPD演算法 28
二、5選擇分散力與隨機力的大小 29
二、6選擇排斥力的參數 29
二、7把作用力與Flory-Huggins理論結合 30
二、8設定簡諧力的參數 34
第三章模擬的方法 35
三、1分枝排列(branch permutation) 36
三、2鍵角力(Bond-angle force) 39
三、3模擬A12BCD團聯共聚物 43
第四章模擬A9BCD團聯共聚物 45
四、1沒有鍵角力作用的相態 45
四、2加入鍵角力的作用 47
四、3增強珠子A對CD的排斥力 51
四、4增強珠子A對C、D的排斥力,取消鍵角力 78
第五章結論 81
參考文獻 83
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