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多臂星形链拓扑结构对嵌段共聚物非平衡态自组装行为的影响
1
作者
杨晓
孙德文
《应用化学》
2025年第8期1087-1095,共9页
嵌段共聚物通过自发的自组装行为能够在纳米尺度上形成多种多样的有序结构,并且由于这些纳米有序结构在电池电极材料、先进半导体器件和三维光子晶体等多个领域具有重要的应用前景,因此其成为高性能材料科学领域的研究人员重点关注的研...
嵌段共聚物通过自发的自组装行为能够在纳米尺度上形成多种多样的有序结构,并且由于这些纳米有序结构在电池电极材料、先进半导体器件和三维光子晶体等多个领域具有重要的应用前景,因此其成为高性能材料科学领域的研究人员重点关注的研究对象。随着高分子合成技术的不断发展,越来越多其他类型的链拓扑结构被合成出来,例如,多臂星形链拓扑结构。虽然链拓扑结构对嵌段共聚物平衡态自组装行为的影响已经为研究人员所熟知,并且被广泛应用于所需要的嵌段共聚物有序结构的稳定化,但是对于嵌段共聚物非平衡态自组装行为,目前还很少考虑链拓扑结构的影响。在本研究中,通过设计多臂星形A(CB)m快速组分变化嵌段共聚物体系,基于多臂星形ABm嵌段共聚物体系中热力学稳定的六角堆积柱状有序结构,利用C嵌段组分的快速组分变化构建不稳定状态,研究了C嵌段的数目(m的数值)和长度对以这些不稳定状态为起点的非平衡态自组装行为的影响。通过研究发现,m的数值越大,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终能够到达有序结构的A组分体积分数范围越小,当2≤m≤4时,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终除了能够到达六角堆积柱状有序结构,还能够到达堆积形式类似于石墨烯的柱状有序结构,而当m=5时,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终能够到达的有序结构只有六角堆积柱状有序结构。
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关键词
嵌段共聚物
链拓扑结构
非平衡态自组装行为
快速组分变化
柱状有序
结构
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职称材料
一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法
2
作者
姚齐水
董鹏林
+2 位作者
唐嘉昌
夏艳
邱梓潼
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第6期1075-1086,共12页
针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,...
针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,得到了符合条件的运动链,并对其进行了数学描述;其次,选择并分析了运动链的拓扑对称性,利用特征数组的方法得到了判别矩阵,对运动链进行了同构判别,从而得到了可行的多种运动链形式;再次,建立了各运动链的拓扑图,通过筛选得到了最终的拓扑图,去掉该拓扑图的各个构件,得到了拓扑变换子图和相对应的邻接矩阵,对拓扑图进行了同构判别,再通过改变机架与移动副的位置得到了满足要求的12种构型,画出了其相应的机构拓扑图和机构简图;最后,考虑了大尺度连续变形机构的整体稳定性,避免了尺寸过大等因素,对大尺度变形机构进行了构型优选,得到了符合要求的多种新构型。研究结果表明:该方法能够将大尺度连续变形机构抽象为图形式,获得了22种构型,可根据机构变形要求的不同,改变优选依据,从而得到符合不同要求的构型。
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关键词
大尺度连续变形机构
图论法
构型综合
同构判别
运动
链
结构
拓扑
分析
机构变形要求
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职称材料
题名
多臂星形链拓扑结构对嵌段共聚物非平衡态自组装行为的影响
1
作者
杨晓
孙德文
机构
中国科学院长春应用化学研究所
出处
《应用化学》
2025年第8期1087-1095,共9页
基金
吉林省自然科学基金(No.20240101173JC)
国家自然科学基金(Nos.21973090,22373029)资助。
文摘
嵌段共聚物通过自发的自组装行为能够在纳米尺度上形成多种多样的有序结构,并且由于这些纳米有序结构在电池电极材料、先进半导体器件和三维光子晶体等多个领域具有重要的应用前景,因此其成为高性能材料科学领域的研究人员重点关注的研究对象。随着高分子合成技术的不断发展,越来越多其他类型的链拓扑结构被合成出来,例如,多臂星形链拓扑结构。虽然链拓扑结构对嵌段共聚物平衡态自组装行为的影响已经为研究人员所熟知,并且被广泛应用于所需要的嵌段共聚物有序结构的稳定化,但是对于嵌段共聚物非平衡态自组装行为,目前还很少考虑链拓扑结构的影响。在本研究中,通过设计多臂星形A(CB)m快速组分变化嵌段共聚物体系,基于多臂星形ABm嵌段共聚物体系中热力学稳定的六角堆积柱状有序结构,利用C嵌段组分的快速组分变化构建不稳定状态,研究了C嵌段的数目(m的数值)和长度对以这些不稳定状态为起点的非平衡态自组装行为的影响。通过研究发现,m的数值越大,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终能够到达有序结构的A组分体积分数范围越小,当2≤m≤4时,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终除了能够到达六角堆积柱状有序结构,还能够到达堆积形式类似于石墨烯的柱状有序结构,而当m=5时,以构建的不稳定状态为起点,相应的非平衡态自组装行为最终能够到达的有序结构只有六角堆积柱状有序结构。
关键词
嵌段共聚物
链拓扑结构
非平衡态自组装行为
快速组分变化
柱状有序
结构
Keywords
Block copolymer
Chain architecture
Nonequilibrium self-assembly
Rapid-component change
Cylindrical mesostructure
分类号
O631 [理学]
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职称材料
题名
一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法
2
作者
姚齐水
董鹏林
唐嘉昌
夏艳
邱梓潼
机构
湖南工业大学机械工程学院
高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室
中国运载火箭技术研究院
出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第6期1075-1086,共12页
基金
国家自然科学(企业发展联合)基金重点资助项目(U20B2028)
中国运载火箭技术研究院自研项目(2022AVZS1887)
株洲市“小荷”行动专项(202211)。
文摘
针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,得到了符合条件的运动链,并对其进行了数学描述;其次,选择并分析了运动链的拓扑对称性,利用特征数组的方法得到了判别矩阵,对运动链进行了同构判别,从而得到了可行的多种运动链形式;再次,建立了各运动链的拓扑图,通过筛选得到了最终的拓扑图,去掉该拓扑图的各个构件,得到了拓扑变换子图和相对应的邻接矩阵,对拓扑图进行了同构判别,再通过改变机架与移动副的位置得到了满足要求的12种构型,画出了其相应的机构拓扑图和机构简图;最后,考虑了大尺度连续变形机构的整体稳定性,避免了尺寸过大等因素,对大尺度变形机构进行了构型优选,得到了符合要求的多种新构型。研究结果表明:该方法能够将大尺度连续变形机构抽象为图形式,获得了22种构型,可根据机构变形要求的不同,改变优选依据,从而得到符合不同要求的构型。
关键词
大尺度连续变形机构
图论法
构型综合
同构判别
运动
链
结构
拓扑
分析
机构变形要求
Keywords
large-scale continuous deformation mechanism
graph theory method
configuration synthesis
isomorphism discrimination
topological analysis of kinematic chain structure
mechanism deformation requirements
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
V22 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多臂星形链拓扑结构对嵌段共聚物非平衡态自组装行为的影响
杨晓
孙德文
《应用化学》
2025
在线阅读
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职称材料
2
一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法
姚齐水
董鹏林
唐嘉昌
夏艳
邱梓潼
《机电工程》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
0
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参考文献
引证文献
统计分析
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