聚合物/纳米棒复合体系自组装

• 作 者: 魏华;祁美娇;耿晓波;潘俊星;张进军;
• 机 构: 山西师范大学物理与信息工程学院 山西临汾 041004
• 出 处: 第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议
• 发表日期: 2018年期

　　本文采用计算机模拟研究了两嵌段共聚物/均聚物/纳米棒复合体系的自组装行为,探讨了纳米棒数目、大小、表面性质、以及聚合物比例等因素对复合体系自组装行为的影响。通过模拟研究发现,复合体系的自组装结构强烈依赖于纳米棒的数目、长度以及表面性质,若纳米棒浸润均聚物,当纳米棒数目较少、长度较短时,聚合物体系形成无序的海-岛状结构,纳米棒在均聚物微畴内呈无序聚集；随着纳米棒长度的增加,微畴内的纳米棒开始呈现出短程纳米线结构排列,但复合体系整体的无序结构未被破坏；当长度和数目增加到一定程度时(L=13,N=340),在整个区域,体系形成了规整的长程纳米线结构；继续增加棒长和数目,体系呈现出未完全相分离的"钉扎"现象。同时,对于所获得的纳米线结构,我们对其畴生长过程进行了研究,结果表明,纳米棒的加入抑制了聚合物的宏观相分离,减慢了相分离速度,且棒长越长、数目越多,这种抑制效应越明显,这是导致体系形成纳米线结构以及钉扎结构的根本原因。最后,我们还研究了纳米棒表面性质对体系自组装行为的影响,结果发现,当纳米棒表面性质由浸润均聚物组分转为浸润嵌段共聚物组分时,随着纳米棒数目和长度的增加,体系结构呈现出较为规整的带状结构,但嵌段共聚物组分对纳米棒的约束力远不及均聚物,所形成的结构有序度较低。