高分子溶液中溶剂尺寸效应的分子模拟的开题报告

高分子溶液中溶剂尺寸效应的分子模拟的开题报告1.研究背景和意义高分子溶液中的溶剂尺寸效应是一个重要的研究领域，因为它在许多应用中都具有重要的影响，例如高分子材料的制备、催化作用、药物设计等领域。在高分子溶液中，溶剂分子的体积与高分子分子量相比通常较小，因此其大小和形状可能对高分子分子链的构象和运动产生很大的影响。此外，随着溶剂分子的大小和形状的改变，高分子与溶剂之间的相互作用也会发生改变。因此，研究高分子溶液中溶剂尺寸效应的分子模拟，可以在分子水平上探究高分子分子与溶剂分子之间的相互作用、高分子分子构象的变化以及高分子分子的运动规律等，为高分子材料的制备和应用提供理论支持。2.研究内容和方法本研究计划使用分子模拟方法，研究高分子溶液中溶剂尺寸效应对高分子分子链结构和运动的影响。具体研究内容包括：（1）构建高分子分子链和溶剂分子的分子力场模型；（2）采用分子动力学方法，分别考虑不同大小、形状的溶剂分子在高分子溶液中的影响；（3）研究不同溶剂分子大小和形状对高分子分子的构象、运动规律以及高分子与溶剂分子之间相互作用的影响。为了验证模拟结果的准确性，本研究计划选取一些已知的高分子溶液体系进行模拟，并将模拟结果与实验数据进行对比和验证。3.预期成果通过本研究，我们期望能够：（1）建立一套可靠的高分子溶液中溶剂尺寸效应的分子模拟方法；（2）研究高分子分子链和不同大小、形状的溶剂分子之间的相互作用，探究溶剂尺寸效应对高分子溶液的影响规律；（3）为高分子材料的制备和应用提供理论支持。4.计划进度和预算（1）研究时间：2年；（2）研究经费：25万元，包括计算机硬件及软件资金以及实验采购费用等。计划进度如下：第一年：1.确定高分子分子链和溶剂分子的分子力场模型；2.构建高分子溶液分子模型，包括高分子分子链和溶剂分子的初始化、系统平衡和动力学计算等；3.对比不同溶剂分子大小和形状对高分子分子的影响。第二年：1.进一步研究不同溶剂分子大小和形状对高分子分子的构象和运动规律；2.选取一些已知的高分子溶液体系进行模拟，并将模拟结果与实验数据进行对比和验证；3.结合模拟结果，探究溶剂尺寸效应对高分子溶液的影响规律。5.参考文献[1]M.S.Shell,“Solvent-sizeeffectsonlong-chainpolymers:Localandnonlocaleffects,”TheJournalofChemicalPhysics,vol.129,no.6,pp.064904,2008.[2]N.Kumar,M.Kurzawski,andM.R.Bockstaller,“InducingOrderandAnisotropyinSelf-AssembledBlockCopolymerThinFilmswithMixedSolventVapors,”Macromolecules,vol.43,no.17,pp.7346-7352,2010.[3]H.A.Kim,A.C.Balazs,andM.R.Bockstaller,“ComputationalModelingofSolvent-InducedStructuralTransitionsinDiblockCopolymers,”NanoLetters,vol.11,no.7,pp.2970-2977,2011.[4]Y.Chai,Y.Fang,andK.Liu,“MolecularDynamicsSimulationofDilutePolymerSolutionswithSmallSolve