Anomalous Self-assembly of Architecturally Semiflexible Block Copolymers
嵌段共聚物自组装是一个基本的过程，其中不相容的嵌段自发地形成有组织的微结构，具有广泛的实际应用。传统的理解是，域间距受到聚合物主链的轮廓长度的限制。在这里，使用分子设计，化学合成，小/广角X-射线散射，透射电子显微镜和电子断层扫描的组合，我们发现，这种分子图片不适用于建筑半柔性嵌段共聚物。对于强分离的线性-半柔性瓶刷-线性三嵌段共聚物，瓶刷结构域的尺寸可以是瓶刷骨架轮廓长度的两倍。这种异常自组装的机制可能是不相容嵌段之间的界面排斥力足够大，以将一部分线性末端嵌段拉入瓶刷结构域。这有效地增加了瓶刷域的大小。此外，半柔性瓶刷拓宽了与端块$f_C^{SFB}\in(0.10,>0.40)$的体积分数相关的圆柱体形态的范围。这个窗口比柔性线性嵌段共聚物，$f_C^{F} \in(0.14,0.35)$，和最近的自洽场论预测的相同的化学和分子结构的线性瓶刷嵌段共聚物宽得多。我们的实验结果揭示了以前未被认识到的结构复杂的嵌段共聚物的自组装机制。
2021-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Self-assembly of polymers or copolymers and ferrofluids leading to either 1-d, 2-d or 3-d aggregates decorated with magnetic nanoparticles
提出了一种新型的杂化胶体，基于几种聚合物体系和铁磁流体的缔合。一方面，我们使用由在LI 2C上制备的磁性氧化铁制成的无机纳米颗粒，其响应于低强度的磁场。另一方面，有机部分是由长的线性聚丙烯酰胺链或介观结构（囊泡和胶束）自组装的两亲性聚丁二烯-b-聚（谷氨酸）二嵌段共聚物，其构象是pH敏感的。
2007-09-21 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
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
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
Simulating Copolymeric Nanoparticle Assembly in the Co-solvent Method: How Mixing Rates Control Final Particle Sizes and Morphologies
微混合器中的共聚囊泡和胶束的自组装研究的外部电位动力学（EPD）模拟-一个动态的密度泛函方法，明确占的聚合物结构在热力学和动力学的水平。具体来说，我们专注于共溶剂的方法，其中纳米颗粒沉淀是通过在微混合器中将不良共溶剂混合到均匀的共聚物溶液中来触发的。实验上，据报道，在微混合器中的流速影响所得颗粒的尺寸以及它们的形态：在小流速下，囊泡占主导地位;随着流速的增加，越来越多的胶束形成，并且颗粒的尺寸减小。我们的模拟模型是基于这样的假设，即流速主要决定溶剂和助溶剂的混合速率。模拟再现了实验观察在几乎定量的水平，并提供了深入了解潜在的物理机制：首先，他们证实了一个早期的猜想，根据该猜想的大小控制发生在粒子自组装的最早阶段，在聚合物和溶剂的旋节分解。第二，他们揭示了不同形态制度之间的交叉作为混合率的函数。因此，他们证明，改变共溶剂设置中的混合速率是控制药物递送系统的两个关键性质（它们的平均尺寸和它们的形态）的有效方法。
2018-04-09 cond-mat.soft
The self-assembly behavior of a diblock copolymer/homopolymer induced by Janus nanorods
本文通过CH/BD元胞动力学模拟，研究了二嵌段共聚物/均聚物/Janus纳米棒混合体系的自组装行为，揭示了纳米棒数量增加引起的多种相转变规律及关键参数影响，为新型纳米材料制备提供理论与实验指导。
2025-09-23 cond-mat.soft
In situ monitoring of block copolymer self-assembly through controlled dialysis with light and neutron scattering detection
本研究利用专门设计的透析池结合动态光散射和小角中子散射，原位监测了PDMS-b-PEG嵌段共聚物在THF向水交换过程中的自组装形貌变化，成功建立了近平衡结构相图，并揭示了通过调节膜孔径控制透析动力学以研究自组装热力学与动力学相互作用的方法。
2023-09-11 cond-mat.soft
Controlling the self-assembly of binary copolymer mixtures in solution through molecular architecture
我们提出了一个相结合的实验和理论研究的共聚物结构的作用，在自组装的二元PEO-PCL混合物在水-THF中，并表明，改变链的几何形状和组成的共聚物可以控制的自组装结构的形式，并导致新的聚集体的形成。首先，使用透射电子显微镜和浊度测量，我们研究了形成球体和形成薄片的PEO-PCL共聚物的混合物，并表明，在恒定的亲水性和疏水性组分的比例下增加薄片形成剂的分子量导致即使在低球体形成剂浓度下也形成高度弯曲的结构。这一结果是解释使用一个简单的参数的基础上的两个部分的二块体的有效体积，并再现在一个粗粒度的平均场模型：自洽场论（SCFT）。使用进一步的SCFT计算，我们研究了两个共聚物物种的分布在各个聚集体，并讨论这如何影响自组装结构。我们还研究了不同分子量的层状形成剂的二元混合物，并发现该系统形成囊泡的壁厚中间的两种共聚物单独形成的囊泡。这一结果也使用SCFT再现。最后，球体形成剂和具有大疏水嵌段的共聚物的混合物被示出形成一系列结构，包括新颖的细长囊泡。
2011-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Patchy particles by self-assembly of star copolymers on a spherical substrate: Thomson solutions in a geometric problem with a color constraint
已知约束或几何挫折改变包括共聚熔体的软物质的结构，并且因此可用于调节结构和性质。在这里，我们调查的自组装的ABC和ABB 3-miktoarm星型共聚物局限于一个壳使用粗粒度耗散粒子动力学模拟。在块状和平面几何中，ABC星形成六边形瓦片，但这在球面几何中是拓扑禁止的，通常通过形成五边形瓦片来缓解。然而，ABC星的分子结构意味着一个额外的“颜色约束”，它只允许甚至平铺（所有多边形有偶数的边缘），我们研究这些同时约束的效果。我们发现，ABC和ABB系统形成球形平铺模式，其类型取决于半径的球形基板。对于小的球形衬底，所有的解决方案对应于解决汤姆逊问题的模式，将移动排斥电荷的球。在ABC系统中，我们发现三个共存的，可能是不同的平铺，每种颜色一个，它们中的每一个都同时解决汤姆森问题。除了最小的基板，我们发现竞争的解决方案，似乎退化的自由能发生不同的概率。从统计学上讲，一个对B和C之间的差异视而不见的观察者可以从A结构域的结构中分辨出该系统是ABC还是ABB星形共聚物系统。
2019-07-19 cond-mat.soft
Self-assembly of complex salts of cationic surfactants and anionic-neutral block copolymers. Dispersions with liquid-crystalline internal structure
本文报道了阳离子表面活性剂十二烷基三甲基铵与不同分子量的聚（丙烯酸）-嵌段-聚（丙烯酰胺）二嵌段共聚物的复合盐的合成。在水中，复合盐自组装成具有致密核和扩散壳的稳定分级聚集体。与先前的报道相反，表面活性剂/聚合物聚集体表现出Pm 3 n立方对称的液晶结构。晶体结构类似于用均聚物获得的晶体结构。大小和聚集数估计从光和小角度X-射线散射实验的组合。结果发现，随着二嵌段不对称性的增加，聚集体的尺寸减小。络合盐方法具有许多优点，其中之一是对制备条件和混合途径不敏感。
2013-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nanostructured epoxies based on the self-assembly of block copolymers: a new miscible block that can be tailored to different epoxy formulations
纳米结构热固性材料可以通过两亲嵌段共聚物在反应性溶剂中的自组装和通过交联反应固定形态来获得。纳米结构化需要在聚合期间在聚合物中保持混溶的嵌段的存在。可混溶嵌段的选择取决于特定的系统，并且在某些情况下（例如，对于基于双酚A的二缩水甘油醚和4，4 ′-二氨基二苯砜的环氧-胺网络），很难找到这样的嵌段。在这份手稿中，它表明，甲基丙烯酸甲酯（MMA）和N，N-二甲基丙烯酰胺（DMA）的无规共聚物含有不同摩尔分数的DMA，可以用作环氧树脂的纳米结构化的混溶性嵌段。首先分析了无规共聚物在环氧网络形成过程中的溶解性，确定浊点转化率作为共聚物中DMA摩尔分数的函数。的相分离的热力学模型进行使用的Flory-Huggins模型，并考虑到这两种聚合物的多分散性。基于无规共聚物理论的相互作用参数的单一表达式提供了实验浊点曲线的合理拟合。通过在共聚物中使用小的DMA摩尔分数产生的溶解性的显着增加被解释为DMA和环氧-胺溶剂之间的二元相互作用能的高负值，与DMA和MMA单元之间的相互作用能的正值相关。以聚丙烯酸正丁酯为嵌段共聚物，无规共聚物P（MMA-co-DMA）为嵌段共聚物，研究了环氧树脂网络的纳米结构。DMA在混溶嵌段中稳定纳米尺寸域的分散体所需的摩尔分数取决于不混溶嵌段的分数。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci 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
Self-assembly of liquid crystal block copolymer PEG-b-smectic polymer in pure state and in dilute aqueous solution
合成并表征了一系列疏水嵌段为近晶聚合物聚（4-甲氧基苯基4-（6-丙烯酰氧基-己氧基）-苯甲酸酯）（PA 6酯1），亲水嵌段为聚乙二醇（PEG）的两亲性液晶嵌段共聚物。详细研究了其中一种分子在纯态和稀水溶液中的自组装行为。利用小角X射线散射（SAXS）和广角X射线散射（WAXS）研究了纯态样品在磁场作用下的纳米结构。观察到六方圆柱形的微观偏析相，晶格间距为11.2 nm。PEG嵌段在圆柱体中，而近晶聚合物嵌段形成层间距为2.4 nm且层法线平行于圆柱体长轴的基质。如低温TEM所示，在水中形成有小平面的单层聚合物囊泡，聚合物囊泡。在这些聚合物囊泡的溶致双层膜中，疏水嵌段中的热致近晶顺序清晰可见，层法线平行于膜表面。
2009-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cylindrically confined assembly of diblock copolymer under oscillatory shear flow
操纵自组装纳米结构与组合不同的控制措施正在成为一个有前途的路线，为众多的应用程序，以产生模板和支架的纳米结构材料。这里，两种不同的控制措施是圆柱形约束和振荡剪切流。通过细胞动力学模拟（Cell Dynamics Simulation），研究了不同$D/L_0$（$D$为圆柱形纳米孔直径，$L_0$为微区间距）和不同剪切作用下，嵌段共聚物在纳米孔中的相行为.在不同的$D/L_0$作用下，体系中随着振幅和频率的变化，发生不同的形貌演化和相变。同时，也形成了一系列新颖的形态。对于每一个$D/L_0$，我们构造了不同形式的相图，并分析了发生相变的原因。我们发现，虽然在不同的$D/L_0$作用下，晶体的形貌不同，但随着振幅和频率的变化，晶体发生相变的原因大致相同，都是场效应和禁闭效应的共同作用所致。这些结果可以指导实验人员使用圆柱约束和振荡剪切流的组合来创建有序的、无缺陷的纳米结构材料的简单方法。
2016-09-15 cond-mat.soft
Controlling electrostatic co-assembly using ion-containing copolymers : from surfactants to nanoparticles
在这篇综述中，我们解决了带电中性的二嵌段共聚物和带相反电荷的纳米胶体之间的静电络合的问题。我们发现，纳米胶体，如表面活性剂胶束和氧化铁磁性纳米粒子共享类似的性能时，与带电中性二嵌段混合。在临界电荷比以上，在直接混合条件下自发地形成核-壳分级结构。核壳结构的小角散射技术和透射电子显微镜的组合进行了鉴定。多能级物体的形成是由相反电荷之间的静电吸引和凝聚的反离子的释放驱动的。还描述了受分子生物学启发的替代混合过程。这里应用的方案包括筛选混合分散体的静电相互作用，然后例如通过透析逐渐除去盐。通过这些技术，带相反电荷的物质在它们可以相互作用之前被紧密混合，并且它们的缔合通过双稳态动力学来监测。其结果是，球形和棒状聚集体具有显着的超顺磁性和稳定性的性能。这些研究结果进行了讨论，在一个新的范例，处理的可能性，使用无机纳米粒子作为积木的设计和制造具有增强功能的supracolloidal组件。
2011-01-30 cond-mat.soft
X-ray nanotomography reveals formation of single diamonds by block copolymer self-assembly
本研究利用高分辨率X射线纳米断层扫描无创成像大体积软材料纳米结构，首次在三嵌段三元共聚物复合网络中发现单金刚石形貌，证明该技术可成为复杂纳米结构定量分析的有力工具。
2023-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Controlling the micellar morphology of binary PEO-PCL block copolymers in water-THF through controlled blending
我们从实验和理论上研究了二元嵌段共聚物在稀溶液中的自组装，其中自组装是通过将溶剂从普通良溶剂THF改变为选择性溶剂水来触发的，并且其中两种物质在水中分别形成囊泡和球形胶束。我们发现，在水中，这些嵌段共聚物的胶束间交换非常缓慢，使得自组装结构处于局部而非全局平衡（即，它们是非遍历的）。这开辟了控制胶束形态的化学和动力学。具体地说，当两种物质首先溶解在THF中，然后通过用水稀释进行混合和自组装（“预混合”）时，发现形态取决于两种物质的混合比，随着我们增加球形形成者的比例，逐渐从囊泡通过“球状”杆、环、Y-结并最终到球形胶束。另一方面，如果这两种物质在混合和进一步自组装（“中间混合”）之前首先部分自组装（通过溶剂与水的部分交换），则出现新的亚稳态结构，包括纳米级袋。这些实验结果证实了自洽的场论计算（SCFT）再现的序列中看到的预混合实验的形态。SCFT还揭示了聚合物组合物和聚集体曲率之间的明确耦合，正曲率和负曲率的区域分别通过球体形成者的富集和耗尽而稳定。我们的研究表明，嵌段共聚物的热力学和动力学共混是有效的设计参数，以控制所得的结构，并使我们能够获得比单峰嵌段共聚物溶液更丰富的纳米形态。
2011-06-27 cond-mat.soft
Solvent-induced morphological transitions in methacrylate-based block-copolymer aggregates
聚（环氧乙烷）- $\textit{b}$ -聚（甲基丙烯酸丁酯）（PEO- $\textit{b}$ -PBMA）共聚物最近已被鉴定为用于合成分级纳米多孔材料的优异的结构单元。然而，虽然实验已经揭示了它们形成双连续相和囊泡的潜力，但它们的相和聚集行为的一般情况仍然缺失。通过分子动力学模拟，我们在这里应用我们最近的粗粒度模型的PEO- $\textit{b}$ -PBMA研究其自组装在水和四氢呋喃（THF）和揭示了发生的一个广谱的中间相。特别是，我们发现，该三元体系的形态相图在高共聚物浓度下包含双连续相和层状相，在低共聚物浓度下包含有限尺寸的聚集体，如分散片或盘状聚集体、球形囊泡和棒状囊泡。这些中间相的形态可以通过调节THF/水的相对含量来控制，这对自组装的动力学以及所得的平衡结构具有显著的影响。我们的研究结果揭示了迷人的潜力的PEO- $\textit{b}$ -PBMA共聚物的纳米结构材料的模板合成，并提供了一个指导方针，以微调其性能，通过准确地选择THF/水的比例。
2020-03-06 cond-mat.soft
Non-spherical nanoparticles in block copolymer composites: nanosquares, nanorods and diamonds
提出了一种混合嵌段共聚物（BCP）纳米复合材料的计算模型，用于研究包括正方形、长方形和菱形在内的各种形状的纳米颗粒（NPs）。模拟被用来研究各向异性的作用，在组装的胶体内BCP，从NP是兼容的一个阶段，中性NP。研究了在少数嵌段共聚物结构域内将正方形纳米颗粒有序排列成网格结构，以及纳米棒在层状嵌段共聚物中的排列，并将模拟结果与纳米片和PS- \textit{b} -PMMA嵌段共聚物的混合物的实验进行了比较。矩形纳米颗粒在结构域之间的界面处的组装导致沿着界面的对齐。长径比对胶体在界面的聚集起着关键作用，这导致了低长径比和高长径比纳米粒子的不同的共组装行为。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Nanospheres with Patches Arranged in Polyhedrons from Self-Assembly of Solution-State Diblock Copolymers under Spherical Confinement
本研究通过模拟退火技术探究球形纳米孔限域下两亲性二嵌段共聚物的自组装，获得多种补丁纳米球结构并构建相图，揭示了补丁排布的多面体规律及相互作用对结构的调控机制。
2023-12-19 cond-mat.soft
Equilibrium of Free Surfaces and Nanoparticles in Self-Consistent Field Theory of Block Copolymers
本工作提出了一个通用的和统一的理论描述嵌段共聚物的自组装在自由表面和纳米粒子的存在下，在自洽场理论的背景下。具体地，所导出的理论适用于自由和束缚的聚合物链、任何形状的纳米颗粒、任意不均匀的表面能和接枝密度，并且考虑了可能形成的三结点（例如，聚合物-空气-基质）。所提出的理论的主要成分之一是一个简单的程序，为一致的实施边界条件的表面上的非零表面能和/或非零接枝密度，导致在奇异的自由压力场，这是至关重要的力的计算。使用几个代表性的例子，如弯月面的形成在graphoepitaxy和“极化”纳米棒和二嵌段共聚物熔体的共组装的理论的一般性证明。
2021-12-16 cond-mat.soft physics.comp-ph
Building up DNA, bit by bit: a simple description of chain assembly
我们模拟组装的DNA共聚物从两种类型的短双链体（短双链与单链突出端在每个末端），所描述的oxDNA模型。我们发现，链长的统计数据可以很好地再现一个简单的理论，把粒子的缔合成理想的（即，非相互作用）簇作为可逆化学反应。反应常数可以从Santalucia的理论或Wertheim的热力学微扰理论的球形斑片状粒子的关联预测。我们的研究结果表明，理论结合非常有限的分子细节可能是有用的预测广泛的共聚平衡功能。
2021-11-07 cond-mat.soft
3D printed mesoporous superconductors with periodic order on three length scales and enhanced properties via block copolymer directed self-assembly
本研究利用Pluronics家族嵌段共聚物自组装结合3D打印制备出三尺度周期性分级多孔过渡金属氮化物超导体，实现了创纪录的上临界场与表面积提升，为高性能介孔超导体的制备提供了新路径。
2024-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Design and Fabrication of Nano-Particles with Customized Properties using Self-Assembly of Block-Copolymers
本文提出机器学习辅助的嵌段共聚物自组装机制，通过调控miktoarm星形链拓扑预测相图并定制纳米颗粒形貌与内部结构。
2024-08-04 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Strong orientational coupling of block copolymer microdomains to smectic layering revealed by magnetic field alignment
利用\textit{in situ} X射线散射研究了液晶嵌段共聚物（BCP）在磁场作用下的自组装过程中各向同性-向列相（I-N）和向列相-近晶相（N-SmA）的转变。从无序的熔体冷却到结晶器中，产生了秩序差和排列弱的BCP微区。然而，继续冷却到SmA导致BCP取向顺序的突然增加，微区排列与近晶层的平移序参量紧密耦合。这些结果强调了在这些等级有序材料中在磁场下产生高度对准状态的N-SmA转变的重要性。
2015-09-09 cond-mat.soft
Self-consistent field predictions for quenched spherical biocompatible triblock copolymer micelles
我们使用Scheutjens-Fleer自洽场（SF-SCF）方法预测了具有亲溶剂中间嵌段和足够长的疏溶剂外嵌段的三嵌段共聚物的自组装。我们模型的共聚物组成的聚环氧乙烷（PEO）作为亲溶剂性嵌段和聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA）或聚（{ \ko }-己内酯）（PCL）作为疏溶剂性嵌段。这些共聚物形成结构淬灭的球形胶束，提供了亲溶剂嵌段足够长。通过纳米沉淀法制备的PCL-PEO-PCL和PLGA-PEO-PLGA三嵌段共聚物组成的胶束的实验数据校准预测。我们建立了有效的相互作用参数，使我们能够预测各种胶束的性质，如流体动力学的大小，聚集数和负载能力的胶束的疏水性物种是一致的实验发现。
2013-05-21 cond-mat.soft
The Chain Flexibility Effects on the Self-assembly of Diblock Copolymer in Thin Film
本研究采用蠕虫状链自洽场理论，探讨了链柔性对受限薄膜中嵌段共聚物层状相取向稳定性的影响，揭示了通过调控基底粗糙度和链刚性来控制层状相取向的物理机制。
2022-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
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
Freezing-induced self-assembly of amphiphilic molecules
两亲分子的自组装通常在接近室温的液相中进行。在这里，使用实时进行的小角X射线散射（SAXS）实验，我们表明，共聚物两亲性分子的水溶液的冷冻可以在0°C以下诱导自组装。
2018-03-28 cond-mat.soft
Medial packing and elastic asymmetry stabilize the double-gyroid in block copolymers
三周期网络是最复杂和功能最有价值的自组装形态之一，但它们几乎存在于每一类生物和合成软物质构建块中。与更简单的组装图案-球体，圆柱体，层- TPN组件需要分子占据可变的局部域形状，混淆试图了解它们的形成。在这里，我们研究的双螺旋（DG）网络相的嵌段共聚物（BCP）熔体，一个典型的软自组装系统，通过使用的几何制剂的强拉伸理论（SST）的BCP熔体。该理论建立了分子嵌段共聚物包装，熔体组装热力学和{ \it medial map}，一个通用的几何测量复杂形状的中心之间的直接联系。我们发现，“介质包装”是必不可少的DG在强隔离熔体的热力学稳定性，调和长期存在的矛盾之间的无限和有限的隔离理论，证实我们的SST预测在有限的隔离通过自洽场计算。此外，我们发现了一个以前未认识到的非单调依赖DG的稳定性的弹性不对称性，比较熵的矩阵形成的管状网络形成块的刚度。稳定DG的组合物窗口-中间竞争对手的层状和柱状相-扩大了大和小的弹性不对称，似乎推翻了启发式的观点，即包装挫折是本地化的管状域。本研究证明了{ \it medial tesselations}的几何优化对于理解软分子组装的效用。因此，在这里部署的特定的基于中间的方法是容易推广到研究包装挫折远远超出的情况下，DG形态的净BCP组件。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Novel Core-Shell Structures for Colloids made from Surfactants and Polymers
我们报告的聚电解质中性嵌段共聚物和带相反电荷的表面活性剂的静电自组装形成的胶体复合物。研究的共聚物是不对称的，其特征在于由一个大的中性嵌段。使用光，中子和X射线散射实验，我们已经表明，胶体复合物表现出核-壳微观结构。核心被描述为一个密集的和无序的微相胶束连接的嵌段，而壳是一个弥漫的刷由中性链。具有核-壳结构的胶体复合物类似于众所周知的两亲性嵌段共聚物胶束。然而，这里的自组装机制不同。它基于相反电荷之间的络合作用。这种机制最近吸引了很多兴趣，因为它允许关联不同性质的组分，例如有机和无机或合成和生物。
2005-03-11 cond-mat.soft
Phase behaviour of active particles in block copolymer melts
本研究探究嵌段共聚物熔体中活性布朗粒子的相行为，发现嵌段共聚物可作为软限域调控粒子自推进，不同活性区间会形成不同有序结构或导致共聚物形貌畸变。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Magnetic alignment of block copolymer microdomains by intrinsic chain anisotropy
利用\textit{in situ} X-射线散射研究了嵌段共聚物在磁场作用下的自组装过程中固有链磁化率各向异性的作用。排列的层状中间相上观察到的无序-有序过渡与所得的取向顺序成反比的冷却速率冷却。我们讨论的磁化率各向异性，$Δχ$，驱动对齐的起源，并计算其幅度使用粗粒度的分子动力学样品的表面束缚链的构象，发现$Δχ\approx 2\times10^{-8}$。从依赖于场的散射数据，我们估计晶粒的$\approx1.2$ $μ$ m是存在于对齐过程中。这些结果表明，固有的各向异性是足够的，以支持强大的场诱导的中间相排列，并提出了一个通用的策略，在嵌段共聚物的取向顺序的字段控制。
2015-09-03 cond-mat.soft
Substrate curvature governs texture orientation in thin films of smectic block copolymers
有序纳米尺度图案的自组装本身很有趣，但其实用价值取决于预测和控制斑图形成的能力。在本文中，我们从理论上和数值上证明，工程的外在以及内在的基板几何形状可以提供这样一个可控的有序机制的嵌段共聚物膜。我们发展了一个有效的二维模型的条纹相二嵌段共聚物的薄膜一般弯曲基板。该模型是作为一个扩展的膜厚度，从而考虑到第三个维度，这至关重要的允许我们预测的优选取向，即使在没有固有曲率。我们确定了几个曲面上的最小能量纹理，并得出了一个一般原则，使用基板曲率作为一个排序字段，即条纹将倾向于沿最大曲率的方向对齐。
2019-11-29 cond-mat.soft
Phase Behavior of Block Copolymer Nanocomposite Systems
由嵌段共聚物和纳米颗粒制成的纳米复合材料显示出与纯聚合物基体不同的性质。所得材料是嵌段共聚物的原始性质和组装的纳米颗粒的存在的交叉。我们提出了一个介观的研究，通过细胞动力学模拟定量断言这种混合材料的性能。最相关的参数被确定为在系统中的纳米粒子的分数和它的化学亲和力，而相对于嵌段共聚物的长度尺度的纳米粒子的尺寸在组装中发挥作用。对于对称的A-B二嵌段共聚物，构建了具有从A相容到B相容的化学亲和性的纳米颗粒的嵌段共聚物的形态相图。嵌段相容的纳米粒子被发现诱导一个相变，由于在托管相的有效浓度的变化，而界面相容的粒子诱导两个新的相的出现，由于饱和的二嵌段共聚物界面。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Intradomain Textures in Block Copolymers: Multizone Alignment and Biaxiality
嵌段共聚物（BCP）熔体组装已经是几十年的研究主题，主要集中在自组织的空间模式的有序段密度。在这项研究中，我们证明，这些否则众所周知的组合物配置文件（即有序的薄片，圆柱体，球体和网络）的基础是通用的和异构的模式段的取向，强烈耦合到形态，即使在没有特定的因素，促进链内或链间的片段对齐。我们采用自洽场论和粗粒度模拟方法相结合，测量极性和极性序参量的链段的自由连接链模型的二嵌段熔体。我们发现，BCP形态的一般特点是由{ \it multizone}纹理，与部分主要对齐正常和平行于域间的接口在各自的刷和界面区域的微域。此外，具有各向异性弯曲界面（即圆柱体和网络）的形态表现出与界面的主曲率轴对齐的双轴顺序。了解这些通用功能的域内纹理提供了新的机会，操纵多尺度结构和功能特性的BCP组装。
2016-12-31 cond-mat.mtrl-sci 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
A theoretical estimate on the probability of the formation of a self-avoiding copolymer macromolecule
利用定向自回避行走的格点模型，估计了形成无限长线性半柔性共聚物链的可能性。假定共聚物链由四种不同类型的单体组成。一种方法的递归关系被用来解决所提出的模型分析表明，形成一个自避免的半柔性共聚物链的概率是独立的链的刚度。这与我们以前对高斯半柔性共聚物链的形成的研究不同，高斯链是由这四种单体组成的。Mishra，J. of Adv. Appl. Sci. Res. 2（4）1-8（2020）]。我们还计算了共聚物链中不同类型键合的平均数，以显示自避免共聚物链与高斯聚合物链的行为差异。
2020-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Novel polymer nanocomposite composed of organic nanoparticles via self-assembly
我们报道了一类新型的聚合物纳米复合材料，其由分散在聚合物基体中的有机纳米颗粒组成，粒径为30-120 nm。质子化聚（4-乙烯基吡啶）-r-聚丙烯腈与两亲性间胺黄染料分子在水溶液中通过静电相互作用自组装形成有机纳米粒子。一个强烈增宽的拉曼位移带被探测到，这表明存在增强的光电性能从聚合物纳米复合材料。本文以无规共聚物聚电解质和介晶两亲分子为设计的自组装结构单元，为有机纳米粒子的制备提供了一条新的途径。
2009-03-20 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
Chirality in Block Copolymer Melts: Mesoscopic Helicity from Inter-Segment Twist
用自洽场论研究了嵌段共聚物熔体在链段尺度上的手性效应。在线性二嵌段熔体的一个块的部分喜欢扭曲，或扭曲，纹理，我们表明，熔体组装是非常敏感的随机线圈的大小的比例的首选间距的扭曲。对于弱手性熔体（大间距），中间相保持非手性，而低于临界值的间距，两个介观手性相是稳定的：一个起伏的层状相;和一个相的六边形有序螺旋。我们发现，介观尺度的手性顺序的非线性灵敏度，以优选的间距来自具体的螺旋介畴形状的扭曲包装的核心内的手性片段的几何和热力学耦合，从而产生一个二阶圆柱到螺旋过渡。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatic Self-assembly : A New Route Towards Nanostructures
在过去的三年里，我们的小组广泛研究了中性嵌段共聚物与相反电荷物种之间的络合机理。这些物质是表面活性剂胶束，多价抗衡离子和无机纳米粒子。在这三种情况下，我们建立了体系的相图，并发现了通过静电自组装自发形成超分子聚集体的广阔区域。从早期的工作，它被怀疑，这些混合胶体表现出核壳结构。然而，它们的内部结构直到最近才被我们揭示出来，使用了光，中子和x射线散射实验的组合。
2005-01-05 cond-mat.soft
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
Polymersomes confined self-assembly: micellisation in 2D
生物系统利用自组装来创建复杂的结构，其排列从分子到介观水平都受到精细控制。在这里，我们报告了一个例子，使用全合成系统，模拟两个层次的自组装。我们表明，使用两亲性共聚物的化学性质选择控制膜的形成和膜限制的相互作用的囊泡的形成。我们报告的聚合物囊泡的图案，出现在聚合物囊泡表面的工程界面张力。这允许通过化学合成来定制其拓扑结构的结构域的形成，从而为功能上类似于在病毒和运输囊泡中发现的那些的复杂超分子设计铺平了道路。
2015-09-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
Block Copolymer Films with Free Interfaces: Ordering by Nano-Patterned Substrates
我们研究嵌段共聚物（BCP）图案化的基板上，其中顶部聚合物膜表面不受约束，但它是一个自由的界面，自适应其形状。特别是，我们调查的自由界面起伏的BCP膜的润湿诱导的纳米图案化的基板的组合效果。对于有限体积的BCP材料，我们发现平衡液滴由共存的垂直和平行的层状域。BCP的自组装地形图案化的基板上进行了研究，它被发现，自由界面诱导的混合形态的平行和垂直域耦合与非平坦的自由界面。在这两种情况下，自由界面放松了强约束，否则将由一个固定的顶部边界（这是常用的模拟），并强烈影响BCP排序。我们的研究有一些有趣的后果，实验装置的图形外延和纳米压印光刻。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Directed Self-Assembly of Quantum Dots in a Nematic Liquid Crystal
自组织各向异性双折射液晶（LC）诱导自组装在量子点（QD）上形成沿双折射指向矢的一维链。量子点的空间排序，实现在的CPLLC矩阵，可以控制在一个优选的方向上施加的电场，获得更好的自组装。一旦电场消失，LC+QD系统就会弛豫回到原始状态，揭示出内在动力学。由于系统的介电各向异性，这种动态响应可以通过研究介电弛豫来捕获。所研究的动态响应揭示了场诱导自组装机制和LC+QD系统的稳定性的见解。
2008-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The onset of self-assembly
我们已经制定了一个理论的自组装的基础上的概念，在中尺度的局部规范不变性。在中尺度下的局域规范不变性产生了在二元系统中负责自组装的所需长程熵力。我们的理论被应用到研究的发病的介观结构形成的临界温度以上的estane，一个二嵌段共聚物。我们用图解方法超越高斯近似，得到了相关长度zeta ~（c-c*）^-gamma，其中c* 是最小浓度，低于该浓度，自组装是不可能的，c是电流浓度，gamma在数值上接近2/3。重整化扩散常数随着c* 的接近而消失，表明临界慢化的发生，而关联函数在过渡点处保持有限。
1997-10-28 cond-mat.soft hep-th
Bulk self-assembly of giant, unilamellar vesicles
为基础科学和应用创建细胞样模型的愿望已经刺激了对创建巨型单层囊泡（GUV）的广泛努力。然而，批量选择性自组装GUV的途径仍然难以捉摸。在本体溶液中，成膜分子如磷脂、单尾表面活性剂和嵌段共聚物通常自组装成多层洋葱状结构。因此，尽管自组装过程可以形成纳米级单层囊泡，但需要通过液滴或表面的支架来产生GUV。在这里，我们表明，令人惊讶的是，它是可能的散装自组装细胞大小的GUV与其他囊泡拓扑结构几乎完全的选择性。这一看似矛盾的特征似乎是在纳米尺度上具有非常动态的分子，创造出异常坚硬的膜。所得到的自组装途径使得能够封装分子和胶体，并且还可以产生可以生长和分裂的模型原始细胞。
2020-06-17 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
Capillary Interactions on Fluid Interfaces: Opportunities for Directed Assembly
一个粒子放在软物质中会扭曲它的宿主并创造一个能量景观。例如，对于液晶中的颗粒、对于脂质双层上的颗粒或对于捕获在流体界面处的颗粒，这可能发生。这样的能量可以用来引导粒子组装，并对方向和结构进行显著的控制。这些说明探讨了毛细管相互作用的概念，从流体界面处的颗粒捕获开始，解决平面界面上的对相互作用，并最终与曲率毛细管迁移。特别注意相关的边值问题的解决方案，以确定相互作用的能量。实验探索这些相互作用的平面和弯曲的接口。将理论与实验进行了比较。这些相互作用为材料的定向组装提供了丰富的工具包，并且由于它们与相关系统的密切相似性，为材料科学的新探索铺平了道路。
2015-10-19 cond-mat.soft
