双亲水嵌段共聚物存在下纳米超结构形成机理的模拟研究

基于双亲水嵌段共聚物(DHBC)调控碳酸钙超结构的实验报道及C?lfen和Yu提出的自组装模型，首次采用耗散粒子动力学方法系统地研究DHBC诱导下特殊形貌碳酸钙超结构的形成过程。将碳酸钙纳米粒子设计成具有各向异性相互作用的纳米立方体，把DHBC诱导特殊形貌碳酸钙晶体的矿化过程简化为DHBC对憎水纳米立方体在水溶液中的自组装行为的调控。给出纳米超结构的形貌随DHBC的官能团、共聚物与纳米立方体的浓度比、DHBC的链结构变化的相图，探寻超结构生长方式的一般规律，合理解释实验现象。考察纳米超结构形貌演化过程中热力学函数的变化，揭示超结构形成过程中系统熵和能量的竞争，确定影响纳米超结构形貌的关键因素，揭示DHBC对无机晶体的形貌调控机理。本项目旨在解释软物质在无机材料结晶过程中的作用，为利用软物质调控无机材料生长的实验研究提供理论指导。