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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Density Functional Simulation of Spontaneous Formation of Vesicle in Block Copolymer Solutions
基于密度泛函理论,对嵌段共聚物溶液中囊泡的形成过程进行了数值模拟。通过求解浓度的时间演化方程,表明聚合物囊泡是从均相状态自发形成的。通过模拟得到的囊泡形成机制与其他基于粒子模型的模拟结果以及实验结果一致。通过改变聚合物的体积分数或疏水子链与溶剂之间的Flory-Huggins相互作用参数,我们也可以得到球形胶束、圆柱形胶束或双层结构。我们还表明,胶束结构的形态转变动力学可以通过控制Flory-Huggins相互作用参数再现。
2007-01-10 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
Phase behavior and dynamics of a micelle-forming triblock copolymer system
Synperonic F-108(通用名,“pluronic”)是ABA型胶束形成三嵌段共聚物,其中A是聚环氧乙烷(PEO),B是聚环氧丙烷(PPO)。在高温下,PPO链的疏水性增加,并且当普朗尼克分子溶解在水性介质中时,自缔合成具有致密PPO核和水合PEO冠的球形胶束。在适当的高浓度下,这些胶束排列在面心立方晶格中以显示逆结晶,样品表现出高温结晶相和低温流体相。通过研究弹性模量和粘性模量随温度以固定速率升高的演化,我们构建了Synperonic F-108的浓度-温度相图。对于一定范围的温度和适当的样品浓度,我们观察到一个主要的弹性响应。对这些样品的振荡应变振幅扫描测量显示出损耗模量的明显峰值,这是软固体的典型特征。通过测量这些材料的频率依赖性机械模量,进一步证明了这些材料的软固体性质。储能模量明显大于损耗模量,并且几乎与所施加的角频率无关。最后,我们进行应变率频率叠加(SRFS)实验来测量这种软固体的慢松弛动力学。
2008-04-16 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Scaling Law for Sequence-Induced Demixing of Compositionally Identical Copolymers
North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学)
研究揭示了同组成共聚物因序列差异导致相分离的缩放规律,提出新的理论模型并通过模拟验证。
2026-02-05 cond-mat.soft
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
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
Engineering single-polymer micelle shape using non-uniform spontaneous surface curvature
传统的胶束,由简单的两亲物组成,只表现出几个标准的形态,其特征在于由两亲物设置其平均表面曲率。在这里,我们展示了一个合理的设计方案,以构建胶束的更一般的形状从聚合物的两亲性。我们取代了许多两亲物的传统胶束由一个单一的灵活的,线性的,嵌段共聚物链包含两个不相容的物种排列在多个交替的片段。在合适的链段长度下,链在溶液中表现出类似于常规胶束的凝聚球形构型。我们的设计方案假定通过改变片段长度来获得进一步的形状。为了评估这个计划的力量,我们表现出稳定的马蹄形胶束使用传统的珠弹簧模拟在两个维度。链段长度的适度变化产生胶束形状和稳定性的平滑变化。
2017-11-10 cond-mat.soft
Cholic Acid-Based Mixed Micelles as siRNA Delivery Agents for Gene Therapy
本研究开发了一种基于胆酸的星型嵌段共聚物混合胶束,通过引入脂质助表面活性剂和叶酸修饰,实现了高效的siRNA复合、递送及癌细胞转染。
2025-04-28 cond-mat.soft
Conformations of amphiphilic polyelectrolyte stars with diblock copolymer arms
我们考虑的构象和分子内的构象转变形成的两亲性星形聚合物由两嵌段共聚物臂与内部疏水性和外部疏水性嵌段。分析平均场论与无扰动的数值自洽场(SCF)模拟方法相结合。结果表明,在高离子强度或/和低电离度的外部亲水嵌段的稀水溶液中,形成具有塌陷的疏水核和溶胀的疏水冠的单分子胶束。与单分子胶束的疏水核心的展开相关的分子内构象转变可以通过溶液的离子强度的降低或/和冠状块的电离度的增加来触发。在具有大量二嵌段共聚物臂的星形中,通过核心域的渐进展开,连续地发生具有塌陷或拉伸的核心形成嵌段的构象之间的转变。相比之下,在臂数相对较少的恒星中,核心的连续展开被突然的解开过渡所打断。一个详细的SCF分析表明,在两种展开的情况下,恒星的臂都相当均匀地延伸,即,不发生分子内的反硝化。
2012-05-12 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
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
Concentration-dependent shear response of multi-chain amphiphilic block copolymer self-assemblies
Soft Matter Informatics Research Group, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Information Technology, The University of Melbourne(墨尔本大学工程与信息科技学院机械工程系软物质信息学研究组)
研究通过布朗运动动力学模拟,探讨了不同浓度和剪切速率下多链两亲块状共聚物自组装形态的变化,揭示了其粘弹性行为和浓度驱动的相变机制。
2026-04-14 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
Star-Like Micelles with Star-Like Interactions: A quantitative Evaluation of Structure Factor and Phase Diagram
PEP-PEO嵌段共聚物胶束为研究星形聚合物(超软胶体)的相行为和相互作用提供了可能性。通过极不对称的嵌段比(1:20)实现星形结构。胶束官能度f可以通过改变溶剂组成(界面张力)而平滑地变化。通过SANS得到的结构因子可以定量地描述星型聚合物的有效势。实验相图再现预测的液体/固体转变的高精度水平。而对于中间体f的体心立方相观察,高f的fcc相的形成是由玻璃形成抢占。
2005-05-04 cond-mat.soft
Structure of nanoparticles embedded in micellar polycrystals
我们调查散射技术的结构的水基软复合材料,包括一个晶体制成的普朗尼克嵌段共聚物胶束排列在一个面心立方晶格和少量(最多2%体积)的二氧化硅纳米粒子,尺寸相当的胶束。该共聚物是热敏性的:它是亲水性的,在低温(T ~ 0°C)下完全溶于水,并且在室温下自组装成胶束,其中嵌段共聚物是两亲性的。我们使用对比度匹配的小角度神经元散射实验独立探测的纳米粒子和聚合物的结构。我们发现,纳米粒子不扰乱的结晶秩序。此外,测量了分散在多晶样品中的二氧化硅纳米颗粒的结构峰。这意味着样品在空间上是不均匀的,并且在没有宏观相分离的情况下包括二氧化硅贫乏和二氧化硅富集区域。我们发现,在富含二氧化硅的区域中的纳米颗粒浓度约为平均浓度的十倍。这些区域是微晶之间的晶界,纳米颗粒集中在那里,如静态光散射和样品的光学显微镜成像所示。我们表明,在制备样品的温度速率强烈影响的纳米粒子在晶界的偏析。
2012-05-21 cond-mat.soft
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
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
Experimental and computer simulation studies of the micelles formed by comb-like PEG-containing polymeric surfactants as potential enzyme scaffolds
从木质纤维素生物质生产生物燃料的工业实施面临许多经济障碍。其中之一是通常用于纤维素水解的酶的成本。自然界提供了一些关于这一过程效率的提示,例如由一些微生物产生的天然酶复合物-纤维素体。因此,许多研究小组的目标是合成路线,以模拟具有合成结构的纤维素体,但仍有许多问题有待解决:这种合成支架的最佳化学结构和尺寸,它们在纤维素生物质颗粒上的吸附,复合物中酶的组合和最佳实践安排。在这项工作中,聚乙二醇(PEG)共聚物,形成胶束和容纳酶的胶束结构进行了系统的研究,使用实验和计算机模拟技术。初步结果表明,胶束是纤维素水解的有效聚合物-酶结构.虽然真实系统和模型系统之间的直接定量比较并不总是简单的,但这两种方法都同意共聚物的分子结构对胶束形成及其结构特征的作用。
2021-10-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
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
Self-Consistent Field Approach for Crosslinked Copolymer Materials
发展了一种适用于固定拓扑结构聚合物网络的广义自洽场方法。结果表明,该理论再现本地化的交联,这是凝胶的特点。然后,该理论被用来研究规则网络中的有序-无序转变的端基连接的嵌段共聚物。与二嵌段共聚物熔体相比,转变向不相容性参数$χ$(Flory-Huggins参数)的较低值移动。此外,过渡成为强烈的一阶已经在平均场水平。如果施加应力,则转变进一步移动,并最终在临界点处消失。
2013-08-31 cond-mat.soft
Structural Signature of a Brittle-to-Ductile Transition in Self-Assembled Networks
我们研究了一类新型的瞬态网络的非线性流变学,由表面活性剂胶束的可调形态可逆地连接嵌段共聚物。我们耦合流变学和时间分辨的结构测量,使用同步辐射,以表征高度非线性粘弹性制度。我们提出的胶束剪切下的排列程度的波动作为探针,以确定一个断裂过程。我们显示了一个清晰的签名的脆性到韧性的过渡在瞬态凝胶,胶束的形态变化,并提供了一个平行的固体断裂和粘弹性流体剪切下的断裂之间。
2012-03-05 cond-mat.soft
Theory of copolymer micellization
我们考虑嵌段共聚物在溶液中的胶束化,采用自洽的场论与一个额外的约束,允许检查的中间结构。从一个孤立的胶束(结构,结合能,自由能)的信息,我们描述了如何可以获得这些系统的全局热力学,这可以用来建立一个现实的相图;在这方面的作用,必须解决的平移熵。
2003-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质(例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等)混合时,形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构,其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献,我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子(半径2纳米)和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统,并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验,我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论,如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
Static and Dynamic Properties of Block-Copolymer Based Grafted Nanoparticles Across the Non-Ergodicity Transition
我们提出了一个系统的调查静态和动态性能的嵌段共聚物胶束与交联的核心,代表模型聚合物接枝的纳米粒子,在很宽的浓度范围从稀制度逮捕(结晶)状态,通过光和中子散射,补充线性粘弹性。我们已经遵循了他们的散射强度和扩散动力学的演变,在整个非遍历性过渡和观察到的结果进行了对比,适当的粗粒度Langevin动力学模拟。这些核壳型的稳定模型软粒子位于超软恒星和硬球之间,众所周知的星对相互作用势不适合描述它们。相反,我们已经发现,一个有效的刷相互作用潜力提供了非常令人满意的实验和模拟之间的协议,提供洞察力的相互作用的柔软性和动态的球形胶体悬浮液。
2020-12-12 cond-mat.soft
Use of Superparamagnetic Nanoparticle/Block Copolymer Electrostatic Complexes as Contrast Agents in Magnetic Resonance Imaging
在过去的几年里,我们研究了纳米胶体和带相反电荷的聚合物之间的络合作用。研究的纳米胶体是离子表面活性剂胶束和无机氧化物纳米颗粒。对于聚合物,我们使用均聚电解质和嵌段共聚物与线性和梳状结构。通常,带相反电荷的物质之间的吸引相互作用很强,因此,简单混合含有分散组分的溶液会产生沉淀或相分离。我们已经开发出控制静电驱动吸引力和保持混合溶液稳定性的方法。通过这些方法,我们设计了新的核-壳纳米结构,例如用聚合物和氧化铁超顺磁性纳米颗粒获得的那些。在本报告中,我们表明,静电络合可用于定制新的功能化纳米粒子,我们提供的例子相关的生物医学应用领域的造影剂的磁共振成像。
2007-01-26 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
Structural changes in block copolymer solution under shear flow as determined by nonequilibrium molecular dynamics
本文报道了对称二嵌段共聚物微分凝溶液的非平衡分子动力学计算机模拟。随着聚合物浓度的增加,系统经历以下顺序的相变:体心立方(BCC)胶束、六方(HEX)圆柱体、螺旋状(GYR)双连续网络和层状(L),这是已报道的嵌段共聚物熔体的相同形态。结构分类是基于各向异性静态结构因子和特征三维图像的模式。然后使BCC胶束($ρσ^{3}=0.3$)和HEX圆柱($ρσ^{3}=0.4$)相中的系统经受稳定的平面剪切流。在弱剪切流中,两个系统中的分凝域倾向于重新排列成滑动平行的密排层,其法线在剪切梯度的方向上。在较高的剪切速率下,两种体系均呈垂直的片层结构,其法线沿中性方向。剪切速率的进一步增加导致片层间距的减小,而没有任何进一步的结构转变。两个临界剪切速率值,对应于不同的结构行为的分界被发现。
2003-10-06 cond-mat.soft
Evidence of Overcharging in the Complexation between Oppositely Charged Polymers and Surfactants
本文报道了用小角中子散射研究荷电-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。研究了两种嵌段共聚物/表面活性剂体系,聚(丙烯酸)-b-聚(丙烯酰胺)与十二烷基三甲基溴化铵和聚(丙烯酸乙酯甲基硫酸三甲基铵)-b-聚(丙烯酰胺)与十二烷基硫酸钠。这两种体系在结构和分子量方面相似,但具有不同的静电荷。中子散射数据已被解释的模型,假设形成的混合聚合物-表面活性剂聚集体,也称为胶体复合物。这些复合物表现出核-壳微结构,其中核是由中性块包围的胶束的致密凝聚层微相。在这里,我们正在利用的事实,即在有限大小的聚集体的络合结果,阐明络合机制。为了定量分析的中子数据,我们开发了两种不同的方法来获得的表面活性剂胶束的数量,每个聚合物在混合聚集体和聚集数的分布。这些结果表明,胶体复合物的形成与过充电的预测是一致的。在这两种体系中,构建核-壳胶体所需的聚电解质的量总是超过补偿胶束电荷所需的数量。对于两个聚合物-表面活性剂系统的研究,过充电比为0.66和0.38。
2005-07-11 cond-mat.soft
Static and Dynamic Properties of Block-Copolymer Based Grafted Nanoparticles Across the Non-Ergodicity Transition
我们提出了一个系统的调查静态和动态性能的嵌段共聚物胶束与交联的核心,代表模型聚合物接枝的纳米粒子,在很宽的浓度范围从稀制度逮捕(结晶)状态,通过光和中子散射,补充线性粘弹性。我们已经遵循了他们的散射强度和扩散动力学的演变,在整个非遍历性过渡和观察到的结果进行了对比,适当的粗粒度Langevin动力学模拟。这些核壳型的稳定模型软粒子位于超软恒星和硬球之间,众所周知的星对相互作用势不适合描述它们。相反,我们已经发现,一个有效的刷相互作用潜力提供了非常令人满意的实验和模拟之间的协议,提供洞察力的相互作用的柔软性和动态的球形胶体悬浮液。
2020-12-12 cond-mat.soft
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 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
Compositional and orientational ordering in rod-coil diblock copolymer melts
本文研究了单分散棒-盘嵌段共聚物熔体的相行为。我们推导出一个朗道自由能泛函的组成和一个有序序参量。棒块之间排除的体积相互作用由有吸引力的Maier-Saupe相互作用建模。棒和线圈块之间的不相容性是由通常的Flory-Huggins相互作用建模。对于一个大的体积分数的棒,从各向同性的过渡到近晶C观察到降低温度时,而对于小的棒体积分数,球形,六边形,和层状结构占上风。在近晶C相中,杆相对于片层法线的取向角从接近于近晶/近晶-C相边界的35度至40度迅速增加至45度至55度之间的值。
2002-04-02 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