Kinetics of phase transition from lamellar to hexagonally packed cylinders for a triblock copolymer in a selective solvent
利用时间分辨小角X射线散射(SAXS)研究了聚苯乙烯-b-聚(乙烯-co-丁烯)-b-聚苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物在聚苯乙烯(PS)的选择性溶剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)中从层状相(LAM)向六方填充圆柱相(HEX)转变的动力学。由于DBP对PS嵌段的溶剂选择性,我们在比LAM相更低的温度下观察到在核中具有EB嵌段的HEX相。对远低于LAM-HEX转变温度的深温淬火的SAXS数据的分析表明,转变发生在一个单步过程中。我们计算的散射使用的几何模型的波纹层与相邻层完全不同相的转换过程中。计算与数据的一致性进一步支持了从LAM到HEX的深度淬火的连续转化机制。相比之下,对于接近OOT的浅淬火,我们发现与两步成核和生长机制的协议。
2007-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The non-centrosymmetric lamellar phase in blends of ABC triblock and ac diblock copolymers
用自洽场论研究了ABC三嵌段共聚物和ac二嵌段共聚物共混物的相行为。几个平衡层状结构观察,取决于二嵌段的体积分数,phi_2,单体的相互作用,和共聚物的聚合度。对于正上方的有序-无序过渡的三嵌段和二嵌段混合在一起,形成中心对称的层状结构。随着偏析的增加,三嵌段和二嵌段通过宏观相分离或通过形成三嵌段和二嵌段(…ABCcaABCca.)。NCS相在接近φ_2 =0.4的窄区域上是稳定的。该区域在相共存曲线上的临界点附近最宽,并且在较高偏析处变窄以终止于三相点。在三相点以上,在几乎纯的三嵌段和二嵌段相之间存在两相共存。理论相图与实验相一致。
2001-04-19 cond-mat.soft
Enhancing Composition Window of Bicontinuous Structures by Designed Polydispersity Distribution of ABA Triblock Copolymers
用耗散粒子动力学方法研究了多分散ABA三嵌段共聚物的相行为,重点讨论了双连续结构的出现和性质。双连续结构的特征在于在整个材料中延伸的两个独立的、相互啮合的纳米级域。聚合物双连续结构的连通性使得它们在许多应用中非常理想。对于常规的单分散二嵌段和三嵌段共聚物,规则的双连续结构(即,gyroid和Fddd)可以在~ 3%的窄组成窗口上形成。我们表明,形成双连续结构的组合物窗口可以通过ABA三嵌段共聚物的多分散性分布来调节。特别地,在A和B嵌段中引入多分散性可以导致具有连续A和B域的双连续结构的组成窗口的显著增强。从长块和短块的分布阐明了双连续结构增强的机理。此外,它表明,从多分散ABA三嵌段共聚物的聚合物双连续结构具有良好的连续性,在整个样品中,使它们成为先进的应用的理想候选人。
2013-10-22 cond-mat.soft
Elastic Property of Membranes Self-assembled from Diblock and Triblock Copolymers
用自洽场论(SCFT)方法研究了AB二嵌段和ABA三嵌段共聚物自组装膜作为脂质和bolalipids的粗粒模型的弹性性质。具体而言,解决方案的SCFT方程,对应于膜在不同的几何形状(平面,圆柱形,球形,和孔)已获得的模型系统组成的两亲性AB二嵌段共聚物和ABA三嵌段共聚物溶解在A均聚物。然后使用具有不同几何形状的膜的自由能来提取膜的弯曲模量、高斯模量和线张力。结果表明,三嵌段膜的弯曲模量大于二嵌段膜。此外,三嵌段膜的高斯模量和线张力表明,三嵌段膜具有比二嵌段膜更高的孔形成能。还得到了三嵌段共聚物的平衡桥接和成环分数。的生物等效的脂质双层和bolphoid膜的弹性性能的理论结果的影响进行了讨论。
2019-03-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Effect of polymer concentration and length of hydrophobic end block on the unimer-micelle transition broadness in amphiphilic ABA symmetric triblock copolymer solutions
采用自洽场晶格模型研究了疏水端链段长度N_{st}和聚合物浓度\bar P对两亲性ABA对称三嵌段共聚物溶液相变宽度的影响.当系统冷却时,观察到胶束,即,发生均匀溶液(单聚体)-胶束转变。当N_{st}增加时,在固定\bar P_{}的情况下,胶束在较高的温度下形成,胶束聚集的温度依赖范围和单一胶束转变的比热峰半宽单调增加。与缔合聚合物相比,发现其转变宽度的大小是由疏水与亲水嵌段的比例决定的,而不是链长。当PDMATHABMN_{P}减小时,当N_{st}较大时,胶束聚集的温度依赖范围和比热峰的半宽先减小,然后基本保持不变。结果表明,转变宽度与非粘着剂和溶剂从胶束核中析出的相对大小的变化有关。
2013-09-24 cond-mat.soft
Ordered Phases of Diblock Copolymer Micelles in Selective Solvent
我们提出了一个平均场模型来探讨中性共聚物和选择性溶剂混合物中胶束聚集和晶格选择之间的平衡耦合。我们发现从面心立方到体心立方有序相的球形胶束的热致和溶致转变,与这些系统在广泛条件下的实验观察一致。非封闭堆积相的稳定性可以归因于两个物理机制:晶体熔化附近晶格声子的大熵和当晶格在较高溶液浓度下变得足够致密时体心立方结构的胶束间排斥的偏好。这两种机制都是由胶束聚集的减少和随后的晶格密度的增加作为溶剂选择性降低控制。这些结果揭示了胶束结构-“平头”或“毛状”-和胶束溶液中的长程序之间的关系。
2007-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aggregation number distributions and mesoglobules in dilute solutions of diblock and triblock copolymers
研究了两亲性两嵌段和三嵌段共聚物在低浓度贫溶剂中的分子团簇聚集数和尺寸分布。具有亲水性末端的二嵌段和三嵌段显示具有对应于形成单分散介晶的窄分布。发现具有疏水末端的二嵌段由于亲水中间嵌段的桥接而产生簇间多聚体,从而导致多分散分布。这些意见的影响,制备单分散的纳米粒子,并可能,蛋白质的四级结构的理解进行了讨论。
2000-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-consistent field theoretic simulations of amphiphilic triblock copolymer solutions: Polymer concentration and chain length effects
采用自洽场晶格模型,研究了两亲性对称ABA三嵌段共聚物溶液中聚合物浓度$\barϕ_{P}$和链长$N$(保持疏水/亲水嵌段长度比不变)对胶束温度依赖性行为的影响.当链长增加时,在固定的$\barϕ_{P}$下,胶束在更高的温度下出现。胶团中粘附分子$\barϕ_\textrm{co}^\textrm{s}$的平均体积分数和胶团核心的晶格位数$N_\textrm{co}^\textrm{ls}$随温度的变化依赖于$N$和$\barϕ_{P}$,说明胶团的聚集依赖于$N$和$\barϕ_{P}$。当$\barϕ_{P}$增加时,在$C_V$的比热曲线上首先出现一个单胶束转变峰,然后在$C_V$的比热曲线上除了一个主峰外,还出现了一个由再胶束化引起的第二峰。对于长链,在中、高浓度区,比热峰的形状发生明显变化,峰的宽度有增大的趋势。最后用两亲性三嵌段共聚物的聚集方式解释了胶束的聚集行为。所得结果有助于理解胶束聚集过程。
2014-07-09 cond-mat.soft
The effect of asymmetry of the coil block on self-assembly in ABC coil-rod-coil triblock copolymers
采用自洽场方法,研究了ABC线团-棒-线团三嵌段共聚物中线团的不对称性对微相分离的影响。对于棒块$f_{\text B}$的不同部分,观察到一些稳定的结构,即,层状、圆柱体、回转体和核壳六方晶格,并绘制了相图。计算结果表明,线圈阻塞分数$f_{\text A}$的影响依赖于$f_{\text B}$。当为$f_{\text B}=0.2$时,线团的不对称性对自组装的影响与ABC柔性三嵌段共聚物相似;当为$f_{\text B}=0.4$时,ABC线团-棒-线团三嵌段共聚物在一定条件下表现出类似于棒-线团二嵌段共聚物的自组装行为。当$f_{\text B}$继续增加时,线圈组件的不对称性的影响减小。对于$f_{\text B}=0.4$,在对称和非对称条件下,不同组分之间的相互作用参数的增加导致柱和层之间的不同转变。结果表明,分子链结构对自组装有显著影响,可为共聚物材料的设计和合成提供指导。
2017-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Multiscale modeling of solute diffusion in triblock copolymer membranes
我们开发了一个多尺度模拟模型溶质通过多孔三嵌段共聚物膜的扩散。该方法结合了两种技术:自洽场论(SCFT)预测的自组装,溶剂化膜和晶格动力学蒙特卡罗(kMC)模拟溶质扩散的结构。溶剂化模拟SCFT约束玻璃状膜基质,同时放松刷状膜孔涂层对溶剂。的kMC模拟捕捉得到的溶质的空间分布和浓度依赖性的局部扩散在聚合物涂层的孔隙,我们参数化后者使用基于粒子的模拟。我们应用我们的方法来模拟溶质扩散通过非平衡形态的模型三嵌段共聚物,我们相关的扩散与结构描述符的形态。我们还比较了模型的预测,以替代方法的基础上简单的格子随机游走,并发现我们的多尺度模型是更强大和系统的参数。我们的多尺度建模方法是通用的,可以很容易地扩展到其他化学,形态和模型的局部溶质扩散和与膜的相互作用。
2022-09-20 cond-mat.soft
Weak Segregation Theory and Non-Conventional Morphologies in the Ternary ABC Triblock Copolymers
本文将Leibler弱分凝理论推广到熔融态两嵌段共聚物中,并考虑了文中定义的二阶壳层谐波的贡献,建立了线性和杂臂三元ABC三嵌段共聚物的相图。中间嵌段对侧链无选择性的对称线性共聚物不仅能发生连续的ODT转变为层状相,而且能转变为各种非常规的立方相(取决于中间嵌段组成,它可以是简单立方、面心立方或非中心对称相,揭示了首次预测在熔融嵌段共聚物中出现的空间群No.214的对称性)。对于非对称线性ABC共聚物的组合物的区域被发现,其中弱隔离的螺旋(双螺旋)相之间存在的平面六边形和层状或一个非常规的立方相的非常临界点。相比之下,miktoarm ABC嵌段共聚物与它的臂非选择性相对于其他两个显示出一个显着的倾向,对强隔离,这是由增加的稳定性的常规BCC相和一个特殊的弱隔离BCC相(BCC 3),其中占主导地位的谐波属于第三协调领域的倒易晶格之前。开发的理论的有效区域进行了讨论,并概述了线性和miktoarm共聚物的组成三角形。
2005-06-08 cond-mat.soft
Computational Study of Mechanochemical Activation in Nanostructured Triblock Copolymers
力驱动的化学反应已经成为聚合物材料中各种应用的一个有吸引力的平台。然而,有效地将宏观力转换到分子尺度所需的网络拓扑结构还没有得到很好的理解。在这项工作中,我们使用粗粒度的分子动力学模拟,研究网络拓扑结构对自组装三嵌段共聚物的机械化学活化的影响。我们发现,在拉伸变形过程中的机械化学活化强烈地依赖于在这些材料中的聚合物组合物和链构象,与激活需要更高的应力在具有较高的玻璃态嵌段含量的材料,和大多数激活发生在连接不同的玻璃态域的领带链。我们的工作表明,网络拓扑结构的变化显着影响这些材料的机械化学活化效率,这表明这一领域将是一个富有成效的途径,为进一步的实验研究。
2021-10-22 cond-mat.soft
Degradation versus self-assembly of block copolymer micelles
嵌段共聚物自组装胶束的稳定性可以通过嵌段的降解而改变。缓慢降解使嵌段共聚物胶束的平衡尺寸分布发生变化,从而改变其性质。准平衡标度理论表明,胶束核心中疏水性嵌段的降解使胶束不稳定,减小了胶束的尺寸,而形成胶束冠状结构的亲水性嵌段的降解有利于更大的胶束,并且在一定条件下,可能诱导从单个链形成胶束。
2012-02-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Freezing-induced ordering of block copolymer micelles
我们在这里展示了嵌段共聚物胶束的有序化,通过冰模板,低于0 °C。我们使用此用于制备二氧化硅整料,其呈现冰模板化的大孔隙度,与通过添加P123模板化的2D六边形介观结构相结合。我们提出了一种机制触发的渐进冷冻诱导浓度。
2018-03-28 cond-mat.soft
The effect of homopolymer adding on aggregation behavior in amphiphilic triblock copolymers containing rigid blocks
School of Science, Inner Mongolia University of Science and Technology(内蒙古科技大学理学院)
本研究利用晶格自洽场理论,发现添加均聚物可调控含刚性嵌段两亲性三嵌段共聚物的胶束聚集与重排行为,其效果取决于棒状嵌段长度和浓度,为理解刚性核胶束生长机制提供参考。
2026-09-30 cond-mat.soft
Wall slip, shear banding, and instability in the flow of a triblock copolymer micellar solution
本文研究了三嵌段共聚物胶束溶液(PEO-PPO-PEOPuronicP 84盐水溶液)在同心圆柱体中的剪切流动。我们专注于两个不同的温度低于和高于转变温度$T_c$,这是以前与应力平台的流动曲线中的幻影。(i)在$T=37.0^\circ$ C $<T_c$,整体流量保持均匀和牛顿样,尽管在转子处测量到显著的壁滑移,其可以与流量曲线中的一个反作用点相关联。(ii)在$T=39.4^\circ$ C $>T_c$下,应力平台对应于固定剪切带状态,其特征在于靠近壁的两个高剪切速率带和非常弱的剪切中心带,以及转子处的大滑移速度。在这两种情况下,流动曲线的高剪切分支的特征在于流动不稳定性。根据最近的理论模型和实验,提出了壁滑移、三能带结构和不稳定性的解释。
2009-03-31 cond-mat.soft
Self-Assembly of Asymmetrically Interacting ABC Star Triblock Copolymer Melts
用自洽场论(SCFT)方法研究了不对称相互作用的ABC星形三嵌段共聚物熔体的相行为。受实验系统的启发,本文主要研究Flory-Huggins相互作用参数满足$χ_{AC}>χ_{BC}\approx χ_{AB}$的系统。通过使用各种初始化策略,我们在计算中获得了大量的周期结构。采用四阶拟谱算法结合Anderson混合法计算了候选结构的自由能。通过将自由能分解为内能和熵能,详细分析了系统的稳定性。一个完整的和复杂的三角形相图与$χ_{AC}>χ_{BC}= χ_{AB}$的模型,其中15个有序相,包括二维和三维结构,已被预测为稳定的SCFT计算。一般来说,在非对称相互作用下,等级结构倾向于在三角形相图的富B角附近形成。这一工作将以往的理论结果从等相互作用系统推广到不等相互作用系统。预测的相行为与实验观察和以前的理论结果吻合得很好。
2015-08-23 cond-mat.soft
Small-Angle Neutron Scattering study of solubilization of tributyl phosphate in aqueous solutions of L64 Pluronic triblock copolymers
用光散射和小角中子散射研究了磷酸三丁酯(TBP)在L 64-Pluronics水溶液中的增溶行为。改变温度和含油量,系统呈现出非平凡的相行为。特别是在308 K时,发现了一个第一增溶,然后乳化失败和再增溶。我们用SANS测量了微乳液的微观结构,并表征了微乳液液滴的核尺寸,电晕厚度,多分散性和相互作用。结果表明,在低含油量时,体系由小的溶胀胶束组成。相分离后,再增溶作用由共聚物修饰的较大油滴进行。从比表面测量在大角度,一个令人惊讶的变化,表面活性剂构象被发现伴随着这种形态的演变,这也是支持以前的结果从1H NMR实验。在独立的测量,我们的结构建模证实使用对比度变化SANS。
2010-12-04 cond-mat.soft
Self-Consistent Field Theory of Multiply-Branched Block Copolymer Melts
我们提出了一个数值算法来评估自洽场论的熔体组成的嵌段共聚物与多支化结构。我们目前的情况下,多支化代的双官能团的支化共聚物的结果。我们讨论的稳定性的立方相的球形胶束,A15相,作为一个后果的AB接口的倾向,以符合多面体环境的胶束晶格的Voronoi细胞。
2005-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and rheology of multi-chain amphiphilic block copolymers under shear in dilute solutions
The University of Melbourne(墨尔本大学)
研究通过计算方法探讨了多链两亲块共聚物在不同链长、架构、组成和剪切速率下的自组装及流变行为,发现三元共聚物在稀溶液中形成三维网络,具有更高的粘度和结构稳定性。
2026-04-04 cond-mat.soft
DWS-based microrheology of triblock copolymers
The Norwegian University of Science and Technology (NTNU)(挪威科技大学);University of Cambridge(剑桥大学);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院)
研究三嵌段共聚物Pluronic在5-80℃范围内的相变及黏弹性质,利用DWS微 rheology测定有效黏度和临界胶束温度,揭示高EO/PO比和多分散性对高温重组液相的影响。
2026-04-10 cond-mat.soft
Probing oppositely charged surfactant and copolymer interactions by isothermal titration microcalorimetry
利用光散射实验和等温滴定量热法研究了荷电-中性嵌段共聚物与带相反电荷的表面活性剂之间的络合作用。共聚物为聚丙烯酸钠-b-聚丙烯酰胺和表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)。在之前的报告中,我们已经表明共聚物和表面活性剂自发地共组装成胶体复合物。根据电荷比Z = [DTA+]/[COO-]的不同,复合物既可以是由共聚物修饰的单一表面活性剂胶束,也可以是核壳分级结构。进行ITC以研究络合物形成的热力学。共聚物的表面活性剂和表面活性剂的共聚物的滴定表明,静电共组装是一个吸热反应,这表明一个过程占主导地位的抗衡离子的熵。在这里,我们发现与反应相关的热力学量依赖于混合阶数。当表面活性剂逐步加入到共聚物中时,滴定与由独特聚合物修饰的单胶束的形成有关。在临界电荷比以上,胶束在集体过程中重新排列成100 nm的胶体复合物,其显示出以下特征:i)与布朗扩散的时间尺度相比,该过程非常缓慢,ii)热力学特征是吸热峰,和iii)正电荷和负电荷之间的化学计量从n = 0.48修改(单胶束)至0.75(核-壳复合物)。复合物形成所需的聚电解质的量超过了补偿净胶束电荷所需的数量,证实了复合物形成中过度充电的证据。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micelle Formation of Diblock Copolymers Driven by Cononsolvency Effect
本研究利用自洽场理论揭示了双亲水嵌段共聚物在共溶剂效应驱动下形成球形胶束的机制,发现其与传统胶束在密度分布和热力学驱动力上存在本质区别。
2025-04-03 cond-mat.soft
Structure of Polypeptide Based Diblock Copolymers in Solution: Stimuli-responsive Vesicles and Micelles
基于多肽的二嵌段共聚物形成定义明确的自组装胶束或囊泡后,直接溶解在水中或二氯甲烷中,已结合光和中子散射与电子显微镜实验进行了研究。这些结构的大小可以可逆地操纵作为环境变化的函数,如pH值和水中的离子强度。与其他基于“经典”聚电解质的pH响应自组装系统相比,这些基于多肽的纳米结构呈现出在高度盐化的介质中产生响应的能力,因为可以控制链构象排序。这使得这些胶束和囊泡适用于生物应用:它们在控制超分子自组装的结构和功能方面提供了显着的优势。
2005-03-03 cond-mat.soft
Micellization of Diblock Copolymer Modified by Cononsolvency Effect
利用SCFT和随机相位近似研究共溶剂效应改性二嵌段共聚物球形胶束,发现共溶剂效应使胶束尺寸膨胀并改变临界胶束浓度,其壳层的伸展-塌缩-伸展转变及壳层-助溶剂相互作用机制与常规胶束显著不同。
2025-04-04 cond-mat.soft
Micellar Crystals in Solution from Molecular Dynamics Simulations
具有可溶性嵌段和不溶性嵌段的聚合物通常自组装成胶束,即有限数量聚合物的聚集体,其中可溶性嵌段保护不溶性嵌段不与溶剂接触。随着浓度的增加,这些胶束通常形成凝胶,在许多系统中表现出结晶顺序。本文采用分子动力学模拟研究了三嵌段聚合物胶束晶体的动力学和平衡性质。我们的研究结果表明,单胶束自由度和晶体形成的平衡发生胶束之间的聚合物转移,一个过程,这是由过渡态理论描述。在无序(或熔化)转变附近,bcc晶格有利于所有研究的三嵌段。也发现了具有fcc排序的晶格,但仅在较低的动力学温度和具有短亲水性嵌段的三嵌段。我们的研究结果导致了一些理论上的考虑,并提出了一系列的影响,特别强调普朗尼克聚合物的实验系统。
2008-01-18 cond-mat.soft
Multi-scale coarse-graining of diblock copolymer self-assembly: from monomers to ordered micelles
从微观晶格模型出发,研究了AB型两嵌段共聚物在选择性溶剂中的半稀溶液中的聚集、胶束化和胶束有序。为了弥合长度尺度的差距,从单体到有序的胶束结构,我们实施了两步粗粒化策略,其中AB共聚物被映射到"超软"哑铃与单体平均有效的相互作用之间的块的质量中心。这个粗粒度模型的蒙特卡罗模拟产生明确的证据自组装成胶束的平均聚集数n约为100超过临界浓度。在稍高的浓度下,胶束自发地经历无序-有序转变为立方相。我们从第一性原理确定这些胶束之间的有效电位。
2006-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Micelle Forming Linear-Dendritic Block Copolymers: A Theoretical Comparison between Random Hyperbranched and Precise Dendrimer Polymer Architectures
本研究通过自洽场计算比较了多分散超支化(LHBC)与单分散树枝状(LDBC)共聚物胶束,发现LHBC胶束在稳定性、临界胶束浓度、药物负载及功能化末端基团数量上均优于LDBC胶束。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase Behavior of Polyelectrolyte Block Copolymers in Mixed Solvents
本文研究了聚(丙烯酸正丁酯)-b-聚(丙烯酸)嵌段共聚物在水和四氢呋喃(THF)混合溶剂中的相行为。用于检查在混合溶剂中形成的不同聚合物、结构和相的技术是静态和动态光散射、小角中子散射、核磁共振和荧光显微镜。通过降低水/THF混合比X,观察到序列单聚体、微米尺寸的液滴、聚合物胶束。在X = 0.75时发生单聚体和微米级液滴之间的过渡,而在X = 0.4以下时有效地进行核-壳聚合物胶束的微结构化。在中间混合比,观察到的微米大小的液滴和聚合物胶束之间的共存。结合上述不同的技术,可以得出结论,液滴分散是由疏水性嵌段诱导的溶剂分配引起的。聚(丙烯酸正丁酯)均聚物和聚(丙烯酸正丁酯)-b-聚(丙烯酸)嵌段共聚物的比较表明,液滴富含THF和浓缩的共聚物,它们是稳定的亲水性聚(丙烯酸)部分。
2008-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aggregation of hydrophobic-amphiphilic block copolymers
本文利用平均场理论系统研究了局部两亲性嵌段共聚物的自组装形态,构建了随组成、结构和侧基参数变化的形态图,揭示了胶束、囊泡及多核复合胶束的形成规律。
2024-12-28 cond-mat.soft
Micelle formation, gelation and phase separation of amphiphilic multiblock copolymers
用格子蒙特卡罗模拟研究了含有大量嵌段的两亲性多嵌段共聚物在半稀溶液中的相行为。浓度,溶剂质量和链中疏水亲水单体的比例对所得结构的影响已被明确评估。几个不同的制度是显而易见的。对于差取代(主要是亲水性)的共聚物形成胶束观察,无论是孤立的或连接的亲水部分,这取决于浓度和链长。对于更高度取代的链,出现更大的管状疏水结构,其在更高浓度下连接以形成延伸的疏水核。对于这两种取代比例的凝胶化观察,但具有非常不同的凝胶网络结构。对于低取代度的链,凝胶由亲水性嵌段交联的胶束组成,而对于高取代度的共聚物,延伸的疏水性核形成凝胶化网络。凝胶化和相分离之间的相互作用清楚地显示在相图中。特别是,对于取代度差的共聚物和在一个狭窄的浓度范围内,我们观察到一个溶胶-凝胶转变,然后由一个逆凝胶-溶胶转变时,增加相互作用能。模拟结果进行了讨论的背景下,甲基纤维素,疏水取代的多糖的实验观察到的相特性。
2011-02-16 cond-mat.soft
Kinetics of HEX-BCC Transition in a Triblock Copolymer in a Selective Solvent: Time Resolved Small Angle X-ray Scattering Measurements and Model Calculations
用时间分辨小角X射线散射(SAXS)研究了在不同温度下,聚(苯乙烯-b-乙烯-co-丁烯-b-苯乙烯)(SEBS)在矿物油(中间EB嵌段的选择性溶剂)中从HEX圆柱体向BCC球转变的动力学。温度斜坡SAXS和流变学测量显示HEX到BCC的有序-有序转变(OOT)在~127 oC,有序-无序转变(ODT)在~180 oC。我们还观察到HEX在BCC中的亚稳极限,其亚稳温度Ts ~ 150 ℃。当最终温度Tf < Ts时,OOT呈现3个阶段,并通过成核和生长机制发生。当Ts< Tf < TODT时,连续有序系统中出现了Spinodal分解。我们观察到HEX圆柱通过一个瞬态BCC态转变为无序球。我们开发了一个几何模型的耦合各向异性波动和计算的散射,这表明非常好的协议与SAXS数据。通过对小角X射线散射数据的分析,证实了当圆柱间距和调制波长与模型预测的不相称时,主峰分裂成两个峰。
2007-10-24 cond-mat.soft
Calculation of the Micellar Structure of Polymer Surfactant Based on the Density Functional Theory
两亲性嵌段共聚物溶液形成各种胶束结构,包括胶束和囊泡。我们将我们提出的嵌段共聚物的密度泛函理论应用于两亲性嵌段共聚物体系。对AB两嵌段共聚物溶液和AB两嵌段共聚物/ A均聚物共混物进行了三维模拟,结果表明形成了球形胶束、圆柱形胶束和球形囊泡。AB两嵌段共聚物/ A均聚物共混物的相图与实验所得相图定性一致。
2005-04-26 cond-mat.soft
Micelle formation in block copolymer/homopolymer blends: comparison of self-consistent field theory with experiment and scaling theory
采用自洽场论(SCFT)方法研究了聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与均聚苯乙烯共混体系中球形胶束的形成。胶束的核心半径,冠层厚度和临界胶束浓度作为聚合物的分子量和组成的二嵌段的函数计算。我们的结果进行了比较与早期的标度理论和X射线散射数据。自洽场论和实验对胶束结构的一致性有时是定量的,通常比标度理论更成功。对于具有相对轻的核心嵌段的共聚物,SCFT预测的临界胶束浓度提高了一个数量级的缩放理论。在较重的核心块的情况下,SCFT预测的临界胶束浓度不太好,由于不准确的建模的散装化学势。总体而言,我们发现,SCFT给出了一个非常好的描述球形胶束的形成,因此表明,平均场,平衡的方法是有效的,这些系统。
2009-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Patchy worm-like micelles: solution structure studied by small-angle neutron scattering
三嵌段共聚物表现出丰富的自组织行为,包括形成迷人的圆柱形核壳结构和相分离的冠。聚苯乙烯-(嵌段)-聚乙烯-(嵌段)-聚甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物(简称SEMs = Styrene-Ethylene-Methacrylates)在溶液中经结晶诱导自组装后,用透射电镜观察到了由聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯组成的蠕虫状核壳胶束。然而,解决方案的结构仍然是一个有争议的问题。在这里,我们提出了一种方法来区分在原位Janus型(两个方面)和补丁(多个隔间)配置的电晕。为了区分这两种模式的散射强度必须主要由一个电晕室。小角中子散射中的对比度变化使我们能够专注于SEM的一个隔间。结果证实了解中也存在斑片结构。
2012-09-20 cond-mat.soft
Dynamic Light Scattering based microrheology of End-functionalised triblock copolymer solutions
“软”片状表面活性剂胶束已成为自组装系统中的附加构建工具。三嵌段共聚物Pluronic F108在水溶液中加热时形成球形胶束,导致在较高温度和浓度下具有胶束结晶固体的简单相图。在这里,我们报告的强烈影响的末端官能化的链端与叠氮化物或叠氮化物-DNA复合物的系统的相行为。我们发现,叠氮化物(N3)-官能化使链端在较低的温度下弱疏水,使它们自组装成花胶束。这种疏水性随着温度的升高而增加,并对溶剂形成竞争性自组装机制,在较高温度下诱导F108中间嵌段之间的疏水相互作用,并导致纯F108系统中不存在的宏观相分离。然而,当我们通过点击化学将短的亲水性单链(ss)DNA连接到叠氮基团时,由于DNA杂交低于互补ssDNA末端的解链温度,链末端变得“粘性”,同时恢复到上述亲水性行为。我们通过动态光散射(DLS)和基于DLS的被动微观流变学与改进的时频域反演步骤来表征它们的结构和流变特性。我们提出的结构行为的稀释和半稀释溶液的原始F108系统和比较的结果与含有F108-叠氮化物(F108-N3)或部分DNA功能化的F108-叠氮化物链的解决方案。我们的DLS和微观流变学研究告诉我们,叠氮基团在F108上的附着如何改变胶束流体的机械和结构特性,从而开创了这些混合系统的进一步表征和设计。
2022-11-30 cond-mat.soft
Reversible Gel Formation of Triblock Copolymers Studied by Molecular Dynamics Simulation
采用分子动力学模拟研究了两亲性A-B-A三嵌段共聚物在水溶液中形成物理(热可逆)凝胶的过程。为了模拟实验中使用的水凝胶形成多肽的结构[W.A. Petka等人,Science 281,389(1998)],聚合物链的末端嵌段被建模为代表多肽的α-螺旋部分的疏水棒,而中心B-嵌段是亲水性和半柔性的。我们已经确定的结构特性,如疏水簇大小分布函数,几何渗流点和对关联函数,并与这些系统的动力学性质。在温度降低时,形成网络结构,其中末端嵌段束充当网络连接。在短距离和中等距离下,观察到增加的有序性,其特征在于成对关联函数。胶束的形成和相应的几何渗滤的开始引起动力学量的强烈变化,例如,在扩散常数和粘度,并导致系统偏离斯托克斯-爱因斯坦关系。的动力学性质显示出温度依赖性,这是强烈的玻璃形成液体的行为让人想起。在应力自相关函数的高原的外观表明,该系统开始表现出固体状的响应施加的应力,一旦网络结构已经形成,虽然实际的溶胶-凝胶转变只发生在一个相当低的温度。
2004-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Morphological transitions of block copolymer micelles: implications for isoporous membrane ordering
本研究通过介观计算模拟,探讨了二嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装行为,揭示了聚合物浓度和溶剂亲和力变化引起的胶束形态转变,为优化等孔膜的制备提供了理论见解。
2023-04-08 cond-mat.soft physics.comp-ph
Structure of strongly interacting polyelectrolyte diblock copolymer micelles
的二嵌段聚(苯乙烯-嵌段-丙烯酸)[PS-b-PA]共聚物在水中的球形胶束的结构进行了研究的浓度,其中的冠状层必须收缩和/或相互渗透,以适应胶束在日益拥挤的体积。利用小角中子散射(SANS)和水中对比度匹配,得到了与核和日冕密度相关的部分结构因子。用同步辐射源小角X射线散射法(SAXS)测定了晶体的相对结构因子。此外,我们还测量了流动曲线和动态粘弹性模量。胶束的功能是固定的9 nm直径的PS核心和由约100 PA臂形成的电晕。如SAXS强度所示,抗衡离子在日冕层中以与日冕形成段相同的密度分布分布。无论离子强度和胶束电荷,电晕收缩与填充分数的增加。在高电荷和最小筛选条件下,双链保持几乎完全拉伸,一旦体积分数超过临界值0.53+/-0.02,它们就相互交叉。互穿的刷毛还控制流体流变学:粘度增加3个数量级和平行的频率缩放行为的动态模量表明形成的物理凝胶。在过量的盐中,日冕层的延伸程度较低,在目前的浓度范围内它们不会相互渗透。
2004-10-15 cond-mat.soft
Micelle shape transitions in block copolymer/homopolymer blends: comparison of self-consistent field theory with experiment
与均聚物共混的二嵌段共聚物可以自组装成球形、圆柱形或层状聚集体。这些结构之间的转变可以通过改变均聚物分子量或二嵌段的分子量或组成来驱动。使用自洽场论(SCFT),我们重现这些影响。我们的研究结果与X射线散射和透射电子显微镜测量Kinning,Winey和托马斯和良好的协议被发现,虽然形成圆柱形和层状结构的趋势有时被高估,由于我们忽略了边缘效应,由于这些聚集体的有限大小。我们的研究结果表明,自洽场论可以提供详细的信息,孤立的嵌段共聚物聚集体的自组装。
2009-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Response of Block Copolymer Wormlike Micelles to Shear Flow
用傅里叶变换流变学方法研究了Pb-Peo嵌段共聚物巨蠕虫状胶束对振荡剪切流的线性和非线性动态响应。实验是在各向同性-双折射相变浓度附近进行的,其中各向同性-双折射相变线的位置是独立确定的。强烈的剪切稀化行为观察到由于各向同性的-双旋节附近的结果的取向扩散的临界减慢。这种严重的剪切稀化行为被证明是导致梯度剪切带。时间分辨小角中子散射实验被用来获得洞察微观现象,所观察到的流变学响应的基础。一个运动方程的顺序参数张量和应力张量的顺序参数张量的表达式被用来解释的实验数据,无论是在线性和非线性政权。的取向序参量和应力的动态行为的缩放被发现时,由于附近的各向同性的旋节线的临界减速占。
2008-08-29 cond-mat.soft
Spontaneous formation of complex micelles from homogeneous solution
我们提出了一个广泛的计算机模拟研究的结构形成后,在两亲性嵌段共聚物的解决方案淬火从一个均匀的状态。通过使用基于介观场的模拟方法,我们能够访问秒范围内的时间尺度。最终结构的相图绘制出作为共聚物的浓度和亲溶剂性的函数。一个丰富的光谱的结构观察,从球形和棒状胶束和囊泡的环形和网笼胶束。详细分析了导致这些结构的动力学途径,并简要讨论了控制这些结构的可能途径。
2008-02-26 cond-mat.soft
Feasibility of rational shape design of single-polymer micelle using spontaneous surface curvature
聚合物胶束用于各种应用中,其中胶束的形状通常起重要作用。因此,设计任意形状的胶束的方案是可取的。在本文中,我们考虑胶束形成一个单一的,线性的,多嵌段共聚物,我们研究如何容易胶束的形状可以通过改变共聚物嵌段长度控制。使用一个合理的设计方案,我们确定了几个方面的多嵌段组合物,预计有一个良好的表现,可预测的影响胶束形状。从一个参考胶束组合物,本身已经表现出一个非标准的形状具有中等大小的酒窝,我们改变这些方面的多嵌段组合物,并观察胶束形状响应的规律性。的形状的响应被发现是有点光滑,但显着的非线性,有时非单调,这表明可能需要复杂的技术来帮助胶束设计。
2018-03-14 cond-mat.soft
Single Chain Expulsion from Diblock Copolymer Micelles with Dense Corona
South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology(华南软物质科学与技术高等研究院,新兴软物质学院,华南理工大学);Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional and Intelligent Hybrid Materials and Devices, South China University of Technology(广东省功能性与智能型杂化材料与技术重点实验室,华南理工大学);State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室)
利用自洽场理论,研究致密电晕二嵌段共聚物胶束中单链排出的自由能景观,发现排出能垒与疏水嵌段长度和溶剂选择性线性相关,并通过二维自由能面和弦方法揭示了近简并反应通道。
2026-07-02 cond-mat.soft
Shape variation of micelles in polymer thin films
用自洽场论理论研究了嵌段共聚物胶束在聚合物薄膜中的平衡性质。该理论是基于一个模型系统组成的AB二嵌段共聚物和A均聚物。两种不同的方法,基于回转半径张量和球谐函数展开,被用来表征胶束的形状。结果表明,薄膜中胶束的形态取决于薄膜的厚度和限制表面的选择性。对于球形(圆柱形)胶束,球形(圆柱形)对称性被打破的存在下的一维限制,而自上而下的对称性被打破的限制表面的选择性。当膜厚接近胶束尺寸时,预测了从球形或圆柱形胶束到圆柱体或片晶的形态转变。
2013-12-20 cond-mat.soft
Temperature dependence of micelle shape transitions in copolymer solutions: the role of inter-block incompatibility
本文用自洽场理论解释嵌段共聚物胶束形状转变的温度依赖性,发现转变方向由嵌段间不相容性$χ_{AB}$与$χ_{BS}$共同决定,为实验中加热或冷却引起蠕虫状与球形胶束相互转化的现象提供理论依据。
2024-03-21 cond-mat.soft
Self-assembly in rod/coil block copolymers: Degenerate behavior under nonconfinement
刚性嵌段共聚物的自组装由于其丰富的相行为和潜在的应用前景而受到人们的广泛关注。本文采用自洽场格子模型研究了在非对称相互作用下,Coil/Coil/Rod ABC三嵌段共聚物的自组装行为。除了胶束,中心对称层状(CSLM),层状,穿孔层状,带和陀螺状,非中心对称(NCSLM)层状和波浪形的形态被观察到作为稳定相。棒和线圈组件之间的相互作用与棒分数的相图构造线圈组件之间的相互作用给定一个固定的。对于中间棒分数,观察到简并行为。NCSLM和CSLM是简并结构。结果表明,链构象熵对这种富氧行为起着重要的作用。提出了非共约束条件下线团/棒状嵌段共聚物的简并行为机理。该研究为嵌段共聚物的简并行为提供了新的认识,可为相关实验提供理论参考。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disk-shaped bicelles in block copolymer/homopolymer blends
溶液中形成胶束和形成片层的两亲物的混合物可以形成盘状双层,有时称为双胞。利用自洽场论(SCFT),我们在225 ℃下研究了两种PS-PDMS二嵌段与PDMS均聚物共混物中这些聚集体的结构和稳定性。我们发现,每个磁盘的中心主要是由片晶形成的二嵌段,而其较厚的边缘主要是由胶束形成的二嵌段。然而,这种分离是不完美的,胶束形成剂的浓度是10%的双胞的平坦中心表面上的顺序。我们还发现,加入胶束形成剂的混合物的片层形成剂和均聚物是必要的盘状双胞是稳定的。具体而言,当胶束和片层形成二嵌段都存在时,盘的自由能量密度具有作为盘半径的函数的最小值,这表明双胶束具有优选的有限半径。然而,它单调衰减时,只有片层前存在,表明双胞结构总是不稳定的,在这些系统中的进一步聚集。最后,我们确定了一个浓度范围内的bicelle预测有一个较低的自由能量密度比简单的圆柱形和层状聚集体,所以可能是热稳定的。
2016-01-08 cond-mat.soft
Force-induced desorption of uniform block copolymers
我们研究了线性嵌段共聚物在表面吸附并在力的作用下脱附的自回避行走模型。我们严格建立的吸附和力参数的自由能的依赖关系,和形式的相图的几种情况下,包括$AB$ -二嵌段共聚物和$ABA$ -三嵌段共聚物,从端顶点和从中心顶点。我们对嵌段共聚物的兴趣部分是由于在二嵌段共聚物\cite{Iliev}的定向行走模型中出现了一种新的混合相,我们相信本文是第一个严格处理自避免行走模型的情况。
2020-08-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfaces in Diblocks: A Study of Miktoarm Star Copolymers
我们研究了AB $_n$杂臂星形嵌段共聚物在强分离极限,重点是AB界面在确定相行为中所起的作用。我们开发了一个扩展的扭结路径的方法,使我们能够探索界面形状的能量依赖。我们考虑一个单参数的界面族来研究非对称恒星中的柱状到片状的转变。我们与最近的实验结果进行了比较。我们讨论了在界面能最小化的情况下,A15晶格的球形胶束的稳定性。我们证实了我们的理论,通过实施一个数值精确的自洽场论探测的相图和AB接口的形状。
2004-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controlling phase separation in microgel-polymeric micelle mixtures using variable quench rates
我们研究了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)微凝胶胶体和三嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)表面活性剂的混合物的温度依赖性相行为,它经历胶束化。这些系统中的甘精胰岛素是由温度升高引起的。在这里,我们改变的加热速率,并观察到的聚集机制的变化,从一个耗尽的微凝胶的胶束在低温下,在高温下的两个物种的协会。我们用它在一个微凝胶浓度下访问多个结构。发现胶束浓度高于7wt%的样品在低于33度的温度下,在微凝胶颗粒部分溶胀的条件下,分层成富含和贫含微凝胶颗粒的相。在快速加热下,完全分层被绕过,而是形成凝胶网络。因此,样品的温度历史允许在不同的最终结构之间进行动力学选择,所述最终结构可以是亚稳态的。
2021-04-08 cond-mat.soft
On the Ternary Ohta-Kawasaki Free Energy and Its One-dimensional Global Minimizers
我们研究了三元Ohta-Kawasaki自由能,它已被用来模拟三嵌段共聚物系统。证明了其一维全局极小元具有循环模式。然而,一些物理实验和计算机模拟发现,三嵌段共聚物形成非环状层状图案。在这项工作中,通过比较的自由能的循环模式和一些非循环的候选人,我们表明,该猜想不成立的一些参数的选择。我们的研究结果表明,即使在一维,全球最小可能采取非常不同的模式,在不同的参数制度。为了统一现有的选择的长程系数矩阵,我们提出了一个重新制定的长程长期使用广义电荷解释,从而提出了矩阵上的条件,以使全球极小重现物理相关的嵌段共聚物的纳米结构。
2022-06-29 cond-mat.soft math.OC
Crystalline free energies of micelles of diblock copolymer solutions
我们报告的相对稳定性和各种胶束晶体的AB-二嵌段共聚物在溶液中的非热模型的结构行为的表征。我们采用了以前开发的粗粒化表示的链映射每个共聚物的软哑铃。由于这种强烈的自由度的减少,我们能够调查大的聚集系统,并为特定的长度比的块f = MA/(MA + MB)= 0.6,以定位有序-无序的胶束系统的转变。在过渡之上,发现机械和热性能取决于模拟箱中每个晶格位置的颗粒数量,以及最近用于多占据晶体的方法的应用(B.M. Mladek等人,物理修订版信函99,235702(2007))是正确定义平衡态所必需的。在这个方案中,我们计算了两个约化密度ρ/ρ \ast = 4,5和几个立方结构如FCC,BCC,A_(15)的自由能。在这两种密度下,BCC对称性被发现对应于无约束自由能的最小值,即在所考虑的少数对称性中的稳定对称性,而A15结构几乎是简并的,这表明本系统更倾向于在较少堆积的结构中结晶。在接近熔化的ρ/ρ \ast = 4时,林德曼比相当高(~ 0.29),空位浓度约为6%。当ρ/ρ \ast = 5时,稳定BCC结构的机械稳定性增加,空位浓度相应降低。发现电晕层厚度与芯半径的比率与聚(苯乙烯-b-异戊二烯)(22-12)在异戊二烯选择性溶剂中的实验数据非常一致,该聚(苯乙烯-b-异戊二烯)(22-12)也被报道以BCC结构结晶。
2012-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Mechanisms of Chain Exchange in Diblock Copolymer Micelles
本研究通过模拟揭示二嵌段共聚物胶束链交换机制:强分离下势垒标度为N^(2/3),熔体中为线性标度,并发现出芽及逐珠延伸两种路径。
2025-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech