Microphase Separation Induced by Differential Interactions in Diblock Copolymer/Homopolymer Blends
从理论上研究了两嵌段共聚物/均聚物共混物（AB/C）的相行为。研究的重点是一个特殊的情况下，所有三个二元对，A/B，B/C和C/A，是混溶的。尽管二元对的相容性，当A/C和B/C对相互作用充分不同时，在AB/C共混物中存在闭环不混溶区域。在闭环内，系统经历微相分离，表现出不同的有序结构。当均聚物（C）与嵌段（A或B）之一更强地相互作用时，这种现象得到增强。
2009-06-18 cond-mat.soft
Fluctuation effects in the theory of microphase separation of diblock copolymers in the presence of an electric field
在自洽Hartree近似下，考虑了均匀电场对组成波动的影响，推广了对称二嵌段共聚物熔体中微相分离的Fredrickson-Helfand理论.我们预测，电场抑制成分波动，从而削弱了一级转变。在电场的存在下，有序-无序转变的临界温度向其平均场值移动。在电场的存在下，无序相中的集体结构因子变得各向异性。沿场方向的序参量的波动调制被最强地抑制。后者与有序状态下薄片的平行取向一致。
2007-02-19 cond-mat.soft
Crystallization of Diblock Copolymer from Microphase Separated Melt
由于组成嵌段之间的化学相异性，二嵌段共聚物在熔融状态下表现出微相分离。相分离的熔体可以成功地用于控制最终的半结晶材料的形态，通过允许延长的热退火。热退火加速微区的聚结，产生相分离的熔体，其将表现出与没有退火的微相分离的熔体明显不同的结晶行为。本文报道了A-B两嵌段共聚物的结晶行为的模拟结果，其中A嵌段的熔融温度高于B嵌段，这是由微相分离熔体引发的。在结晶过程中，微相分离熔体的形态演化在很大程度上受热历史的驱动。微相分离熔体在高温下退火成功地重新定向熔体形态，并保持几乎不变，在随后的结晶（等温和非等温），这是由于硬约束过程中产生的微相分离。退火引起的A-块的键取向的变化，而有没有明显的变化，保持结晶度和片层厚度不受影响的B-块的键取向。等温结晶将结晶限制在相分离的微区中，而非等温结晶导致形态扰动。退火熔体的结晶速率比未退火熔体快得多，这是由于通过退火实现的更少的缠结和更松弛的结构。在B区组成较高时，A区产生较厚的晶体，这归因于B区表现出的稀释效应。与一步等温结晶相比，两步等温结晶产生更厚的晶体，具有更高的A-嵌段结晶度。
2018-02-16 cond-mat.soft
Entropy-induced Microphase Separation in Hard Diblock Copolymers
虽然熵可以诱导相行为，这是丰富的能量系统中看到的，微相分离仍然是一个非常罕见的现象在熵系统。在本文中，我们提出了一个密度泛函方法来研究熵驱动的微相分离的可能性在两嵌段共聚物。我们的模型系统由自由连接的细长硬棒组成的共聚物。这两种类型的单体链段具有相当的长度，但直径显著不同，后者的差异提供了相分离的驱动力。同时，这些系统也可以表现出液晶相。我们对待这个系统在适当的推广Onsager近似链状粒子。使用线性稳定性（分叉）分析，我们分析确定的发病的microseparated和长链的双相。我们发现，对于非常长的链，微观分离相总是先于向列相。在无限长链的极限下，链内的相关性变为高斯，方法变得精确。这使我们能够定义一个高斯极限，其中的理论大大简化和微相分离和液晶形成之间的竞争可以基本上分析研究。我们的主要结果是相图作为一个功能的有效直径差，段组成和段的长度比。我们还确定的位置顺序的振幅作为一个功能的位置沿链在发病时的微相分离不稳定性。最后，我们给出了如何在实验中观察到这种类型的熵诱导的微相分离的建议。
2004-02-19 cond-mat.soft
The Extension of Rod-Coil Multiblock Copolymers and the Effect of the Helix-Coil Transition
本文分析了两种实验可得的棒-卷多嵌段共聚物的拉伸弹性。在淬火的情况下，当结构是固定的综合，力的法律是由一个急剧变化的斜率。在退火的情况下，棒和线圈状态之间的相互转换是可能的，所产生的力的法律是S形的一个明显的平台。例如，当能够经历螺旋-卷曲转变的同聚多肽从卷曲状态延伸时，最后一种情况得以实现。这两种情况都与涉及生物聚合物和合成大分子的单分子机械测量的实验的分析和设计有关。
1999-09-21 cond-mat.soft q-bio.BM
Microphase transitions of block copolymer/homopolymer under shear flow
采用细胞动力学模拟方法研究了嵌段共聚物/均聚物混合物在稳态剪切流场中的相行为。随着剪切速率的增加，层状结构发生了由横向到平行再到垂直的相变，这是剪切流动与浓度波动相互作用的结果。流变特性，如法向应力差和剪切粘度，都与层流方向密切相关。此外，我们还具体探讨了弱剪切和强剪切两种不同初始状态下的相行为和序参量，认识到热历史的重要性。如果我们想得到我们想要的结果，就必须在适当的时候施加剪切场。这些结果为在实验和工程技术中通过施加剪切流来制备有序、无缺陷的材料提供了一种简便的方法。
2015-06-26 cond-mat.soft
Localization of a multiblock copolymer at a selective interface: Scaling predictions and Monte Carlo verification
我们研究了疏水极性（HP）-规则共聚物在选择性溶剂-溶剂界面的定位，重点是嵌段长度$M$对共聚物行为的影响。的考虑是基于简单的缩放参数，并使用映射到一个均聚物吸附问题的问题。所得的标度关系根据链长N和嵌段尺寸M以及选择性参数χ来处理垂直和平行于界面的共聚物链的回转半径。弱定域和强定域的标度关系是不同的。在强局部化极限下，还导出了横向扩散系数D的标度关系。我们实现了一个动态的非格子蒙特卡罗模型来验证这些缩放预测。对于链长在很宽的范围内（32 < N < 512），我们发现与标度预测很好的协议。
2004-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intra-Globular Structures in Multiblock Copolymer Chains from a Monte Carlo Simulation
本文用Monte Carlo方法研究了隐式非选择性溶剂中的多嵌段共聚物链。由120个$A$和120个$B$单体组成的链，排列在三种不同的微结构中：$(10-10)_{12}$、$(6-6)_{20}$和$(3-3)_{40}$，如预期的那样，在冷却时塌缩成球状状态。通过改变降低的温度$T^*$和单体$ω$之间的相容性，获得许多球内结构：双簇（握手、螺旋、具有核的环面等），三聚物和$n$ -具有$n>3$的聚物（层状和其它），其使人联想到用于球形限制几何形状的嵌段共聚物纳米相。绘制了$(T^*, ω)$空间中各种链的相图。计算了选定微结构和$ω$的结构因子$S(k)$。由于$S(k)$可以在散射实验中测量，因此它可以用于将模拟结果与实验相关联。在这些系统中的自组装被解释为在分离不同类型的单体的界面面积的最小化和链和溶剂之间的接触的最小化之间的竞争。最后，这个模型的蛋白质折叠的相关性。
2014-10-16 cond-mat.soft cs.CE
Microphase separation in thin block copolymer films: a weak segregation mean-field approach
在本文中，我们考虑AB嵌段共聚物熔体的薄膜限制在两个平行的平板之间。这些板是相同的，并且可能对其中一种单体类型具有优于另一种单体类型的偏好。该体系的特征在于四个参数：Flory-Huggins chi参数、嵌段共聚物分子中A-单体的分数f、膜厚度d和量化板对A型单体的偏好的参数h。在参数空间的某些区域，薄膜将发生微相分离。实验上已经观察到了各种结构，它们中的每一个都具有一定的对称性，取向和周期性。我们利用平均场论的弱偏聚近似对系统进行了理论研究。我们将我们的分析限制在参数空间的区域，其中膜厚度d接近自然周期的一个小倍数。我们将提出我们的结果在相图的形式，其中的膜厚度的偏差的绝对值从多个体周期被放置沿水平轴，和卡参数被放置沿垂直轴;两个轴被重新缩放的一个因素，这取决于A-单体分数f。我们提出了一系列这样的相图的A-单体的表面亲和力的增加值。我们发现，如果膜的厚度是几乎相称的批量周期性，平行取向的结构有利于垂直取向。我们还预测，在增加的表面亲和力，体心立方相的稳定区域收缩。
2006-03-28 cond-mat.soft
Hybrid Lattice Boltzmann / Dynamic Self-Consistent Field Simulations of Microphase Separation and Vesicle Formation in Block Copolymer Systems
提出了一种混合数值方法，将流体力学引入非均质聚合物体系的动态自洽场（SCF）研究中。它解决了一组耦合的动力学方程：流体流动的纳维-斯托克斯方程，和基于SCF的对流扩散方程的局部单体组成的演变。用格子玻尔兹曼方法模拟Navier-Stokes方程，用有限差分法求解动力学自洽方程。提出了两种应用：首先，我们研究了在对称和不对称的嵌段共聚物熔体与各种值的剪切和体积粘度的微相分离，比较与纯扩散动力学的结果。其次，我们研究了两亲性嵌段共聚物溶液中流体力学对囊泡形成的影响。与前人的研究结果一致，流体动力学相互作用对早期的微相分离影响不大，但在后期却大大加速了结构的形成过程。此外，它们还有助于选择囊泡形成的途径，有利于球形中间体而不是非球形（盘状）中间体。
2012-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular simulation of 2-dimensional microphase separation of single-component homopolymers grafted onto a planar substrate
用分子蒙特卡罗方法研究了接枝到平面基底上的单组分线性均聚物刷的结构相行为。当系统的模拟参数设置在相应的非接枝均聚物溶液的宏观相分离区域时，接枝聚合物也更倾向于分离。然而，由于聚合物的空间固定的接枝点，不允许宏观相分离。这种对接枝的约束类似于在熔融状态下的微相分离处的未接枝的二嵌段共聚物的嵌段之间的连接点。这导致均聚物刷在基底的横向方向上的“微相分离”。在这里，我们广泛的搜索参数空间，并揭示了各种横向域模式，发现在微相分离的二嵌段共聚物熔体中的那些相似。
2012-12-13 cond-mat.soft
Dynamic self-consistent field approach for studying kinetic processes in multiblock copolymer melts
自洽场论是在介观水平上研究平衡（共）聚合物体系的一个流行和非常成功的理论框架。动态密度泛函允许人们使用这个框架来研究动态过程中的扩散，非惯性制度。在这些方法中的中心量是迁移率函数，它描述了链连接性对单体的非局部响应热力学驱动场的影响。在最近的一项研究[Mantha et al，Macromolecules 53，3409（2020）]中，我们开发了一种方法，可以从参考细粒度模拟中系统地构建迁移率函数。在这里，我们专注于熔体中的线性链的劳斯制度，并显示如何流动性函数可以计算半解析的多嵌段共聚物与任意序列，而不诉诸模拟。在这种情况下，精确的近似表达式的单链动态结构因子的推导。几个限制制度进行了讨论。然后，我们应用所得到的密度泛函理论来研究两个长度尺度的嵌段共聚物系统的有序化过程后，瞬时淬火成有序相。不同的动力学制度在订购过程中确定：在早期，在短尺度上的订购占主导地位，在后期，在较大尺度上的订购接管。对于大的淬火深度，系统不一定松弛到真正的平衡态。我们的密度泛函方法可用于计算机辅助设计的淬火协议，以创造新的非平衡材料。
2021-02-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Solvent Selectivity controls Micro- versus Macro-phase Separation in Multiblock Chains
本研究通过巨正则系综Monte Carlo模拟，探究溶剂选择性对不同结构嵌段共聚物相分离行为的调控作用，明确了微相分离与宏相分离的临界条件及相关规律。
2024-05-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Microphase separation in polyelectrolytic diblock copolymer melt : weak segregation limit
本文提出了一种荷电-中性嵌段共聚物熔体微相分离的广义理论。本文用随机相近似（RPA）和自洽场论（SCFT）计算了无盐熔体中无序相的稳定极限。给出了不同经典有序微结构（层状、圆柱和球形）的自由能解析表达式。我们表明，所需的微相分离（$χ^{\star} N$）在荷电中性二嵌段熔体的发病化学失配是较高的，有序微结构的周期是低于相应的中性-中性二嵌段系统。理论预测的周期的有序结构的库仑静电相互作用强度，链长，嵌段长度，和块之间的化学失配。SCFT已被用于超出稳定性极限，其中静电势和电荷分布自洽计算。使用RPA计算的稳定性极限与相应的SCFT计算完全一致。给出了有序结构稳定极限和周期的极限定律，并与以前的理论进行了比较。此外，不同形态之间的过渡边界进行了研究。
2008-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of selectively cross-linked block copolymers shows chemically microstructured gel
我们分析研究了交联$AB$二嵌段共聚物熔体的复杂相行为，由于猝灭的随机约束，该熔体可以经历两个主要的相变：聚合物的空间无规定位形成跨越体系的簇，是通过增加$A$嵌段的无规对之间的不可逆、类型选择性交联的数目参数$μ$来驱动的。自组装成富含$A$ / $B$的微区的周期性图案（微相分离）由与温度成反比的$AB$不相容性$χ$控制.我们的模型旨在捕捉系统的基本微观特征，包括反映交联瞬间空间相关性的随机网络的集合。我们确定合适的序参量，并推导出自由能泛函的朗道理论的精神，使我们能够跟踪在平面上的$μ$和$χ$的相图。选择性交联在比未交联的二嵌段共聚物熔体更高的临界温度下促进微相分离。在液体状态下的微相分离促进凝胶化，产生一种新的凝胶状态，其化学组成密度反映了周期性的$AB$图案。
2014-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lifshitz points in blends of AB and BC diblock copolymers
我们研究了AB和BC两嵌段共聚物共混体系的微观相分离和宏观相分离.我们表明，根据体系结构，一些相图拓扑结构是可能的。可能发生微相分离或大相分离，并且存在多种可能的Lifshitz点。由于丰富的参数空间，多重Lifshitz点是可能的。我们证明了一阶和二阶的Lifshitz点，并认为，原则上，5阶Lifshitz点是可能的。
1998-07-02 cond-mat.soft
Monte Carlo simulation study of diblock copolymer self assembly
提出了一种技术，它映射的参数的珠弹簧模型，使用弗洛里哈金斯理论，到一个特定的实验系统。通过只保留必要的细节，对于这些系统的描述，映射过程变成了对一些特征参数的估计。该技术的优点在于其易于应用并捕获嵌段共聚物相分离的行为。在我们的研究中，利用这种映射技术与蒙特卡罗（MC）算法进行模拟嵌段共聚物系统。微相分离的研究在散装和约束下，在未图案化和图案化的表面。
2016-04-18 cond-mat.soft
Theory of microphase separation on Side-Chain Liquid-Crystalline Polymers with flexible spacers
我们将单分散侧链液晶聚合物的熔体模拟为梳形共聚物的熔体，其中侧基是棒-线圈二嵌段共聚物。我们考虑排斥体积和Maier-Saupe相互作用。第一个作用于任何一对段之间，而后者只作用于杆之间。使用从这个微观模型计算的自由能泛函，我们研究了各向同性相对密度和取向波动的旋节稳定性。用这种方法得到的相图预测了双晶和近晶不稳定性以及微相或具有调制波矢但没有双晶有序的相的存在。这种微相是块之间的不相容性与间隔区和主链施加的连接性约束之间竞争的结果。研究了单体的聚合度和结构构象对侧链液晶高分子相行为的影响。
2006-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ordering at two length scales in comb-coil diblock copolymers consisting of only two different monomers
微相分离形态的一个特定类别的梳形线圈二嵌段共聚物，由AB梳形块和线性均聚物A块的熔体，分析在弱偏析极限。在增加均聚物A嵌段的长度时，系统经历一系列特征性的结构转变。从纯梳形共聚物开始，第一系列结构涉及短长度尺度，随后是涉及大长度尺度的结构。最多存在两个临界点。此外，在两个参数空间中，表征所考虑的梳形线圈二嵌段共聚物分子，存在非平凡的分叉点，超过该分叉点，结构因子可以具有两个最大值（两个相关孔峰）。
2001-03-26 cond-mat.soft
Phase behaviour of block copolymer melts with arbitrary architecture
Leibler理论[L. Leibler，Macromolecules，v.13，1602（1980）]中的微相分离理论，推广到具有任意拓扑结构的分子体系。提出了一种计算单体关联函数的图解法。在二次谐波近似下计算了各种中间相的自由能。以典型高分支树状结构为例，给出了它们的相图。发现分子的拓扑结构影响相图的旋节温度和不对称性，但不影响相的类型和它们的顺序。我们认为，所有的模型AB嵌段共聚物系统将表现出典型的相行为。
2000-08-17 cond-mat.soft
Mesophase formation in two-component cylindrical bottle-brush polymers
当两种类型的侧链（A，B）密集地接枝到（刚性）主链上并且所得瓶刷聚合物在不良溶剂条件下处于溶液中时，A和B之间的不相容性导致所得圆柱形刷中的微相分离。可能的排序类型是令人想起的圆柱形限制的嵌段共聚物的排序。从这个类比出发，Leibler的嵌段共聚物熔体中的微相分离理论被推广到弱分离极限下的系统描述。同时给出了相应的粗粒珠-弹簧模型的分子动力学模拟结果。使用最多N = 50个有效单体的侧链长度，改变不同单体$(ε_{AB})$和同类单体$(ε_{AA} = ε_{BB})$之间的Lennard-Jones能量参数的比率。分析了各种关联函数，研究了（局部）Janus圆柱型有序化和沿圆柱轴方向（局部）微相分离发生的条件。分析理论和模拟都给出了证据短程秩序由于在轴向方向上的微相分离的趋势，与侧链回转半径成比例的波长，不考虑温度和接枝密度，对于宽范围的这些参数。
2011-05-10 cond-mat.soft
Coarse-graining diblock copolymer solutions: a macromolecular version of the Widom-Rowlinson model
我们提出了一个系统的粗粒度表示的嵌段共聚物，从而每个嵌段被减少到一个单一的“软斑点”和有效的内部以及分子间的相互作用的块的质量中心之间的行为。粗粒化的方法被施加到简单的非热晶格模型的对称AB二嵌段共聚物，特别是Widom-Rowlinson-like模型，其中相同物种的块表现为理想的聚合物（即自由互穿），而相反物种的块相互避免散步。这种不相容性驱动微相分离的共聚物溶液中的半稀释制度。一个适当的，一致的反演程序是用来提取有效的分子间和分子内的潜力从Monte Carlo结果的块中心的质量在无限稀释极限的对分布函数。
2005-07-15 cond-mat.soft
Block copolymer knots
本文对含有两种单体$A$和$B$的单嵌段共聚物结点进行了广泛的研究。结在溶液中，它们的单体受到短程相互作用，可以是吸引力或排斥力。鉴于在医学和智能材料的建设中可能的应用，它表明，可以通过改变单体的配置来调整的共聚物结的几个功能。在某些多嵌段共聚物中，随着温度的升高，获得了非常快速和突然的溶胀，而在二嵌段共聚物中，可以控制尺寸和高温下的溶胀行为。当长度增加时，共聚物的热曲线出现了有趣的新效应。
2016-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Parameterized Density Functional Models for Block Copolymer Melts
本文将自洽平均场理论推导的密度泛函能量方法推广至二嵌段共聚物与均聚物共混物，通过引入非局域变换实现自由能的参数化，在无调节参数下验证了相图并利用梯度下降识别微观结构与两相转变。
2023-07-02 cond-mat.soft
Microphase separation in neutral homopolymer blends induced by salt-doping
聚合物体系中的微相分离提供了一种自下而上的策略来制造纳米结构。据报道发生微相分离的聚合物通常包括嵌段共聚物或聚电解质。中性均聚物，这是比较容易合成，被认为是不能微相分离。在这里，使用一个极小模型，占离子溶剂化，我们表明，微相分离是可能的中性均聚物共混物具有足够的介电对比度，在微量的盐掺杂。微相分离的驱动力是选择性的离子溶剂化，这将更小的离子在域具有较高的介电常数，和局部电荷中性的倾向，以减少静电能之间的竞争。折衷的办法是使微相分离和离子选择性溶剂化的出现长度。影响这种竞争的因素进行了探讨，包括离子溶剂化半径，介电对比度，和聚合物分数，这指向观察这种行为的实验方向。这些研究结果表明，低成本和简便的替代品，以产生微相分离，可利用先进的材料设计和制备。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microphase separation in oil-water mixtures containing hydrophilic and hydrophobic ions
我们发展了一种基于格子的蒙特卡罗模拟方法，能够处理带电混合物的介电异质性。使用这种方法，我们研究了含有拮抗盐的油水混合物，具有亲水性阳离子和疏水性阴离子。我们的模拟揭示了几个阶段与空间调制的溶剂组合物，其中的离子分配之间的富水和贫水区域根据其亲和力。除了最近观察到的层状相，我们发现管状，液滴，甚至gyroid相让人想起那些发现在嵌段共聚物和表面活性剂系统。有趣的是，这些结构源于离子介导的相互作用，其允许通过浓度、离子性质和温度来调节相行为。
2017-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembling multiblock amphiphiles: Molecular design, supramolecular structure, and mechanical properties
我们进行非晶格，规范系综分子动力学模拟的自组装的长链段共聚物组成的交替，可调的吸引力和疏水性{ \em粘合剂}域，连接的亲水性{ \em连接器}链的长度可以单独控制。在这样的系统中，分子的分子设计直接决定了能量和熵趋势之间的平衡。我们确定了该系统的结构相图，它显示了塌陷状态（由有吸引力的连接器的能量为主），溶胀状态（由无规卷曲连接器的熵为主）以及中间网络水凝胶相，其中长分子表现出部分塌陷到{ \em单分子网络}状态。我们提出了这个网络相的连接性和空间结构的分析，并将其基本拓扑结构的力学性能，使用修改后的橡胶弹性模型。机械性能的进一步特征在于在振荡流变测量的直接计算实施。我们发现，它是可能的，以优化机械性能的分子设计，这可能指向的方式，使最佳的机械使用的组成聚合物的新型合成。
2015-07-20 cond-mat.soft physics.comp-ph
Self-Consistent Field Theory of Disordered Block-Copolymers
将Edwards的泛函方法与无序系统的复制技术相结合，导出了由两种单体组成的无序嵌段共聚物的平均场论.在没有无序的情况下，我们恢复了非均匀聚合物的正则自洽场论。在序列无序的存在下，该理论可以被看作是一个全面的，新颖的自洽处理共聚物熔体，统一的弱和强不均匀制度。特别是，我们研究的稳定性的微相分离过渡在熔体中的二嵌段共聚物，由$N$单体和相等的$A$ - $B$ -体积分数，对混乱的破坏性影响。我们得到了一个相图的相关参数，即重新缩放的Flory-Huggins参数$χN$和无序强度$p$。
2011-01-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhancing ordering dynamics in solvent-annealed block-copolymer films by lithographic hard masks supports
我们研究了溶剂驱动的有序动力学的嵌段共聚物膜支持的一个密集的交联聚合物网络设计为有机硬掩模（HM）的光刻制造。微相分离域在低程度的溶胀对应于中间/强偏析制度的顺序被发现进行显着更快的膜上的HM层相比，类似的嵌段共聚物膜上的硅晶片。的10倍增强的链的流动性是显而易见的，在动态的形态相变和相关的过程中的梯田形成的宏观尺度上，以及在纳米结构的长程横向顺序。该效果独立于嵌段共聚物的化学结构和体积组成（圆柱体/层状形成）。原位椭圆偏振测量的溶胀行为显示了1-3体积%的累积增加，在溶剂吸收HM-嵌段共聚物双层膜，使我们建议以外的稀释效应的原因，所观察到的显着增强的链的流动性，在浓缩的嵌段共聚物溶液。HM-载体的另一个有益效果是抑制膜去湿，这甚至适用于高溶胀度的低分子量均聚物聚苯乙烯膜。除了嵌段共聚物辅助纳米光刻的直接技术影响外，我们的研究结果还传达了对分子结构对聚合物-溶剂相互作用的影响的新见解。
2014-05-13 cond-mat.soft
Effective Graph Neural Representation of Chain Architectures of Block Copolymers Tested by Predicting RPA Instability Limits
Fudan University（复旦大学）
该研究提出一种用于无环AB多嵌段结构的图神经网络表示，通过RPA不稳定性预测测试，可跨拓扑学习，能外推至多嵌段结构，还可迁移至不稳定性波数预测，为嵌段共聚物相行为研究提供了新途径。
2026-10-15 cond-mat.soft physics.comp-ph
Soft particle model for block copolymers
提出了一个适用于两嵌段共聚物熔体的软颗粒模型。每个分子被映射到两个软球建立高斯A-和B-单体分布。两个球之间的距离和它们的回转半径的联合分布函数的近似解析表达式推导出来，这决定了熵的分子内自由能的贡献。通过引入平均场表达式，得到了系统的总自由能。在此基础上，利用蒙特卡罗模拟研究了体相有序化动力学及其对分子扩散的影响。其次是分析薄膜，重点是从具有周期性结构的壁的图案转移。结果表明，软粒子模型中的粗粒化程度适合于在介观尺度上描述共聚物的结构和动力学性质。
2007-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Copolymer adsorption kinetics at a selective liquid-liquid interface: Scaling theory and computer experiment
我们考虑了一个规则的嵌段共聚物的总长度$N$和嵌段尺寸$M$在选择性的液-液界面的强本地化的限制的吸附动力学。我们提出了一个简单的分析理论的基础上缩放的考虑，它描述了松弛的初始线圈成一个平面状的层。预测达到垂直于和平行于界面的回转半径分量的平衡值的特征时间与链长$N$和嵌段长度$M$成比例，如$τ_{\perp} \propto M^{1+2ν}$（此处$ν\approx 0.6$是Flory指数）和$τ_{\parallel} \propto N^2$，尽管最初预计线圈扁平化的速率随着嵌段尺寸的减小如$\propto M^{-1}$。由于通常$N\gg M$的多嵌段共聚物，我们的研究结果表明，扁平化动力学进行更快的垂直，而不是平行于界面。我们还表明，这些缩放预测同意与本地化动力学的广泛的蒙特卡罗模拟的结果。
2005-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Behavior of Melts of Diblock-Copolymers with One Charged Block
本文采用耗散粒子动力学方法研究了嵌段共聚物熔体的相行为。假设所有的Flory-Huggins \c{hi}参数均为0，证明了电荷关联吸引力可以单独引起具有长程序的微相分离，通过改变不带电块体的体积分数和静电相互作用参数λ构建了相图。将所得相图与相应的中性二嵌段共聚物的相图进行了比较。令人惊讶的是，这些相图之间的差异是相当微妙的;观察到相同的相位，并且如果λ参数被认为是“有效的”\c{hi}参数，则ODT点的位置是相似的。接下来，我们研究了取决于链长N的层状结构的ODT的位置。结果表明，对于不带电荷的二嵌段共聚物，产物\c{hi} crN几乎不依赖于N，而对于具有一个带电荷嵌段的二嵌段共聚物，我们观察到λcrN随着N的增加而显著增加。这可以归因于相反熵阻止有序结构的形成。这是支持的研究ODT在二嵌段共聚物与带电的嵌段和抗衡离子交联的带电单体单元。在显著较低的λ值下观察到此类系统的ODT，其中在较长的链长N下差异更明显。研究了所获得的有序结构中反离子的扩散，并与具有相同带电基团数量但结构均匀的系统的情况进行了比较;发现片层平面内某个方向的扩散系数高于均匀结构中任何方向的扩散系数。
2019-05-05 cond-mat.soft
Hydrogen bonding in acrylamide and its role in the scattering behavior of acrylamide-based block copolymers
氢键在许多嵌段共聚物的微相分离行为中起作用，例如在光刻中使用的那些嵌段共聚物，其中由于氢键的较强相互作用可以导致自组装结构的较小周期，从而允许产生更高分辨率的模板。然而，目前的统计热力学模型用于描述微相分离，如Flory-Huggins方法，不考虑氢键的一些重要性质，如位点特异性和协同性。在这一理论和实验相结合的研究中，一个步骤是朝着发展一个更完整的聚合物中的氢键理论，使用聚丙烯酰胺作为模型系统。首先，我们开发了一套缔合模型来描述酰胺中的氢键。这两个模型与一个缔合常数和两个缔合常数被认为是。用该理论对丙烯酰胺氯仿溶液的红外光谱数据进行拟合，从而确定模型参数。然后，这些参数被用来计算一个聚丙烯酰胺嵌段和一个非氢键嵌段的无规相近似的二嵌段共聚物的无序状态的散射函数。然后，它表明，与氢键的逆散射函数的表达式是相同的，没有氢键，但与Flory-Huggins参数$χ$取代的有效值$χ_\text{eff}=χ+δχ_\text{HB}\left(f\right)$，其中氢键的贡献$δχ_\text{HB}$取决于体积分数$f$的氢键块。我们发现，模型与两个常数给出更好的预测的键能在丙烯酰胺二聚体和更现实的渐近行为的缔合常数和$δχ_\text{HB}$在高温的限制。
2018-05-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Chemical analysis and aqueous solution properties of Charged Amphiphilic Block Copolymers PBA-b-PAA synthesized by MADIX
我们已经链接的结构和在水溶液中的两亲性带电的两嵌段共聚物聚（丙烯酸丁酯）-b-聚（丙烯酸），PBA-b-PAA，通过控制自由基聚合合成，与样品的物理化学特性。尽管产品的缺陷，样品自组装在熔体和水溶液中预测的单分散微相分离理论。然而，PBA核异常大; PBA核的溶胀不是由于AA（Flory参数chiPBA/PAA，在0.25处测定，意味着强分离），而是由于h-PBA均聚物（通过液相色谱法在排阻和吸附转变点LC-PEAT测定含量）。除了通过散射实验检测到的胶束的优势群体之外，毛细管电泳CE分析允许检测另外两个群体，一个是h-PAA，另一个是游离的PBA-b-PAA链，其具有非常短的PBA块并且从不自组装。尽管存在这些游离单聚体，但发现溶液中的自组装不平衡：聚集状态是历史依赖性的，并且数月内胶束之间没有单聚体交换（时间演化SANS）。在20 mN/m下测量的高PBA/水界面张力阻止胶束之间的单聚物交换。PBA-b-PAA溶液体系既不处于热平衡，也不是完全冻结的体系：可能发生单个聚集体的内部分馏。
2007-08-27 cond-mat.soft
Correlated disorder in random block-copolymers
我们研究了一个随机的Flory-Huggins参数在对称的二嵌段共聚物熔体，这是预计发生在一个共聚物，其中一个嵌段是接近其结构的玻璃化转变的效果。在干净的限制，两个块之间的微相偏析导致一个弱的，波动引起的一阶过渡到层状状态。使用一个重整化群的方法与副本的技巧相结合来治疗的淬火无序，我们表明，超过临界无序强度，这取决于聚合物链的长度，转变的字符被改变。该系统成为占主导地位的强随机性和玻璃状，而不是有序的层状状态发生。有效的无序分布的重整化导致非局部的无序相关性，反映了强烈的组成波动的聚合物链的回转半径的规模。这种行为的原因被证明是链长依赖的作用的临界波动，这是不太重要的较短的链，变得越来越相关的聚合物长度的增加和清洁的一级转变变得更弱。
2005-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation kinetics of block copolymer melts confined under moving parallel walls: a DPD study
采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究了剪切对临界嵌段共聚物（BCP）本体熔体微相分离的微相形态和动力学的影响。熔体被限制在模拟箱顶部和底部的两个平行的固体壁内。剪切是通过允许壁以特定速度在一个方向上移动而引起的。我们探讨了以下情况：（i）墙是固定的，（ii）只有顶墙移动，（iii）两个墙在同一方向移动，（iv）两个墙在相反的方向移动。在温度淬火后，我们监测了剪切对演化形态的影响，系统的标度行为，以及特征长度标度和生长。特征长度尺度在早期遵循典型的幂律行为，并且在两个壁固定时在晚期饱和。长度尺度随壁面速度引起的剪切而显著变化。通常的层状形态，这是没有实现的情况下1内所考虑的模拟时间步长，注意到更早的非零壁速度的情况下。具体地说，它在情况4中比在其他情况中更早被看到。我们发现，剪切粘度降低（剪切变稀）与壁速度（剪切速率）的所有情况下，在一个给定的粗化时间。总之，我们报道了剪切速率对BCP熔体微相分离动力学的影响规律。该研究为预测和设计壁面剪切力作用下的各向异性微结构提供了一种思路，可进一步指导制备各种具有优异力学性能和物理性能的复合材料。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Kinetics of copolymer localization at a selective liquid-liquid interface
在疏水链段和极性链段之间的强分离的限制下，研究了具有总长度$N$和嵌段尺寸$M$的规则嵌段共聚物在选择性液-液界面处的局部化动力学。我们提出了一个简单的分析理论的基础上缩放的参数，它描述了松弛的初始线圈成一个扁平状的层的情况下，劳斯和Zimm动力学。对于Rouse动力学，达到垂直和平行于界面的回转半径分量的平衡值的特征时间被预测为与块长度$M$和链长度$N$成比例，如$τ_{\perp} \propto M^{1+2ν}$（这里$ν\approx 0.6$是Flory指数）和$τ_{\parallel} \propto N^2$，尽管最初特征线圈平坦化时间被预测为与块大小成比例，如$\propto M$。由于通常$N\gg M$的多嵌段共聚物，我们的研究结果表明，扁平化的动力学进行更快的垂直，而不是平行的界面，在对比的情况下，Zimm动力学的两个组件放松与可比的速率，并进行相当慢，比在劳斯的情况下。我们还表明，在劳斯动力学的情况下，这些缩放预测与本地化动力学的蒙特卡罗模拟的结果吻合得很好。与{ \em无规}共聚物的局域化动力学进行了比较。
2006-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breakdown of inverse morphologies in charged diblock copolymers
通过布朗动力学模拟，了解介质温度和介电常数对荷电中性二嵌段共聚物体系微相分离的影响。对于不同的介电介质，我们重点研究了温度对模型带电二嵌段共聚物的形态和动力学的影响。在这项研究中，我们详细研究了系统的部分带电的嵌段共聚物组成的75%的中性嵌段和25%的带电嵌段与50%的电离度。我们的研究表明，由于带电的嵌段和反离子之间存在强的静电相互作用，嵌段共聚物的形态是相当不同的，而不是在低介电常数的中性对应物，但在高介电常数的中性二嵌段行为观察。本文重点介绍了两种不同介质的介电常数对不同热力学和动力学量的影响。在低介电，形态是一个直接的结果的离子countryside多重峰的形成。在高介电常数下，这些带电荷的二嵌段行为类似于具有可持续的长程序的中性和弱电荷聚合物的行为。在链溶胀中已经观察到类似的行为，尽管对于介质极性的大变化，溶胀比变化很小。我们的模拟结果与最近的实验结果一致，并与最近的理论预测的柔性聚电解质上的抗衡吸附。
2011-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Elastic Microphase Separation Produces Robust Bicontinuous Materials
本文提出弹性微相分离（EMPS）方法，利用液体过饱和弹性体基质形成长度尺度可调、可逆无滞后的均匀双连续材料，并实现优异力学性能及可控各向异性与梯度。
2023-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlled Clustering of Superparamagnetic Nanoparticles using Block Copolymers : Design of New Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging
当聚电解质-中性嵌段共聚物在水溶液中与带相反电荷的物质混合时，发现自发形成稳定的复合物。该机制是基于静电学和相反电荷之间的补偿。静电配合物具有核壳结构。在核中，嵌段和带相反电荷的物质紧密结合并形成致密的凝聚微相。壳由中性链组成，并包围着核。在本文中，我们报告的结构和磁性的这种复合物制成的直径为6.3 nm的超顺磁性纳米粒子（磁赤铁矿γ-Fe 2 O3）和阳离子中性共聚物。研究的共聚物是聚（三甲基铵乙基丙烯酸甲酯硫酸酯）-b-聚（丙烯酰胺），分子量为5000-b-30000 gmol-1和110000-b-30000 gmol-1。通过光散射和低温透射电子显微镜的组合对混合共聚物-纳米颗粒聚集体进行了表征。发现它们的流体动力学直径在70 - 150 nm的范围内，并且它们的聚集数（每个聚集体的纳米颗粒数）在几十到几百之间。此外，磁共振自旋回波测量表明，复合物在磁共振成像中具有比单个纳米颗粒更好的对比度，并且这些复合物可用于生物医学应用。
2005-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Intramolecular phase separation of copolymer "bottle brushes": No sharp phase transition but a tunable length scale
对称共聚物“瓶刷”分子的晶格模型，其中两种类型（A，B）的灵活的侧链与一个链端接枝到一个刚性的骨干，研究了修剪丰富的Rosenbluth方法（PERM）的一个变体，允许同时增长的所有侧链的Monte Carlo采样。选择排斥二元之间的相互作用不同的单体和不同的溶剂质量，它被发现，相分离成一个$A$丰富的部分的圆柱形分子和一个$B$丰富的部分只能发生局部。长程序（在骨干的方向）不发生，因此从随机混合状态的瓶刷相分离的结构的过渡是强烈的圆形，在相应的平均场预测相反。这种相变的缺乏可以通过与一维空间中的自旋模型的类比来理解。我们预测，沿瓶刷骨干微相分离的范围可以控制在纳米尺度上通过改变溶剂的质量。
2007-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of orthorhombic Fddd network in simple one-component liquids
三周期连续形态所产生的结果，在嵌段共聚物熔体中的微相分离迄今为止从未被观察到的自组装在系统中的颗粒与球对称的相互作用。我们报告了一个分子动力学模拟的两个简单的单组分的液体，自组装冷却到平衡正交连续网络形态与Fddd空间群对称再现的结构中观察到的嵌段共聚物。组成分子的几何形状与三重周期网络的形成无关的发现表明了这类相变的一般性质。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural Relaxation and Anisotropic Elasticity of Ordered Block Copolymer Melts
Department of Chemistry, Texas A\&M University, College Station, TX 77843, USA；Department of Materials Science；Engineering, Texas A\&M University, College Station, TX 77843, USA
研究有序ABA和AB共聚物熔体的各向异性弹性响应，通过自洽场理论分析不同域间距对液晶状层状和柱状相刚度的影响，揭示长时弛豫和微相分离对近平衡响应的作用。
2026-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Procedural Construction of Atomistic Polyurethane Block Copolymer Models for High Throughput Simulations
提出自动生成全原子聚氨酯嵌段共聚物LAMMPS模型的程序化方法，利用RadonPy组装嵌段，计算结构因子并与实验对比，支持高通量材料设计。
2024-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Process-Directed Self-Assembly of Block Copolymer Particles
Beihang University（北京航空航天大学）；East China University of Science and Technology（华东理工大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本研究采用动态自洽场理论探究嵌段共聚物颗粒自组装的动力学路径，发现多种形貌结构及可逆/循环转变路径，揭示了结构演化关键机制与两阶段相分离特征，为其纳米结构调控提供有效方法。
2023-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Photo-induced bond breaking during phase separation kinetics of block copolymer melts: A dissipative particle dynamics study
采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法，研究了嵌段共聚物（BCP）在$d=3$中熔体在光等外界刺激下的相分离动力学。将初始均质BCP熔体快速淬火至温度$T < T_c$，其中$T_c$是临界温度。然后，我们让系统经历交替的光“开”和“关”周期。一个开循环打破了刺激敏感的债券连接的嵌段A和B的BCP熔体，并在关闭周期，打破债券重新连接。通过模拟光的影响，我们隔离的情况下，相分离开始与光关闭（设置1）;系统内的合作相互作用，使其能够进行微相分离。当相分离随着光开启而开始时（组2），系统由于键断裂而经历宏观相分离。在这里，我们报告的交替循环域形态的作用，通过改变键断裂的概率为两组1和2，分别。我们观察到，尺度函数取决于上述条件，这些条件改变了各种循环中演变形态的时间尺度。然而，在所有情况下，平均畴尺寸遵循幂律增长：在后期为$R(t)\sim t^ϕ$，这里$ϕ$是动态增长指数。在早期短暂的扩散增长（$ϕ\sim 1/3$）之后，$ϕ$说明了从粘性流体动力学（$ϕ\sim 1$）到后期惯性流体动力学（$ϕ\sim 2/3$）状态的交叉。
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short and soft: multi-domain organization, tunable dynamics and jamming in suspensions of grafted colloidal cylinders with small aspect ratio
尚未实际探索类的软胶体棒与小的纵横比进行了研究，并显示出非常丰富的相和动态行为，从液体到近熔融状态跨越。这些短而软的纳米圆柱体随着浓度的增加而改变其组织，而不是无序排列，从具有随机取向的各向同性液体到具有优选局部取向的液体，并最终具有局部取向顺序的多域排列。后者产生类似于具有可检测的末端弛豫的结构玻璃的动力学抑制状态，其在增加的浓度上揭示了有序嵌段共聚物中的六方堆积有序的特征。相应的动态响应包括四种状态，都在0.02 g/ml的重叠浓度以上：I）从0.03至0.1 g/mol，系统经历类似液体至固体的转变，其结构弛豫时间增长四个数量级。II）从0.1至0.2g/ml，观察到显著的减慢，并且伴随着从各向同性到多畴结构的演变。III）在0.2和0.6g/mol之间，悬浮液表现出壳互穿和堵塞的特征，其中胶体平台模量线性地依赖于浓度。IV）在0.74g/ml下，在密集堵塞状态下，检测到来自微相分离的嵌段共聚物的六边形填充圆柱体的粘弹性特征。这些属性设置短而软的纳米圆柱体除了长胶体棒（具有大的纵横比），并提供见解，从根本上理解在这个中间软胶体制度的物理，以及和定制的非球形软胶体的流动性能。
2020-08-23 cond-mat.soft
Conformation-dependent sequence design of polymer chains in melts
高分子序列的构象依赖性设计可以被认为是控制大分子自组装的一种工具。我们认为，通过在均匀熔体中的聚合物的改性，根据单体单元的空间位置创建的单体单元序列。嵌段共聚物的微相分离形态包括层状、六方填充的圆柱体和体心立方晶格中排列的球体。高分子链的随机轨迹由扩散型方程描述，并在计算机建模中并行模拟。块长度的概率分布$k$，这是类似的首次通过概率，分析计算，并确定从计算机模拟。在任何域中，如果块的空间大小小于域的最小特征大小，则概率分布可以由在$k$的中等值处的渐近线$~k^{-3/2}$来描述。对于较大的区组，指数渐近线$exp(-const \, k a^2/d_{as}^2)$有效，$d_{as}$是渐近结构域长度（a是单体单元大小）。对于薄片、圆柱体和球体，当畴具有单一特征尺寸时，数均嵌段长度和它们的分散度随嵌段长度线性变化。如果域由一个以上的大小描述，则数均块长度可以随着域大小非线性地增长，并且长度das可以取决于所有域大小。
2021-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
