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掺杂无机性纳米粒子的嵌段聚合物体系的场理论模拟研究 被引量:2
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作者 肖立勇 曾云兰 张博凯 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第11期96-102,共7页
自洽场理论(SCFT)是目前国内外研究纳米粒子聚合物复合材料以及聚合物材料的重要研究理论之一,基于自洽场理论对掺杂有无机性纳米粒子的AB嵌段聚合物体系进行场理论自组装模拟。对无机性纳米粒子AB嵌段聚合物体系中的纳米粒子与AB嵌段... 自洽场理论(SCFT)是目前国内外研究纳米粒子聚合物复合材料以及聚合物材料的重要研究理论之一,基于自洽场理论对掺杂有无机性纳米粒子的AB嵌段聚合物体系进行场理论自组装模拟。对无机性纳米粒子AB嵌段聚合物体系中的纳米粒子与AB嵌段聚合物之间的相互作用势,本文引入一个势函数u(r),然后对体系进行自洽场理论分析和计算模拟。通过对纳米粒子半径、浓度对体系平衡态影响的计算模拟研究发现:当纳米粒子浓度、半径逐步增大时,其纳米粒子表面与聚合物的分布方式从层状式分布逐步过渡到发散式分布;同时还研究发现无机性纳米粒子嵌段聚合物体系中的A、B嵌段聚合物浓度对纳米粒子的分布情况无影响。综述以上的结果验证无机性纳米粒子/嵌段聚合物体系中纳米粒子的表面效应和体积效应对体系的平衡态有很大的影响。 展开更多
关键词 无机性纳米粒子 自洽场理论 复合材料 嵌段聚合物
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基于铁电聚合物P(VDF-TrFE)的多级存储研究
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作者 陈雷 吴阳江 +3 位作者 李晓慧 傅超 王芳 胡志军 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期684-691,共8页
铁电聚合物偏氟乙烯三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))具有可兼容硅基元件和可溶液加工等优点,在未来可擦写式非易失存储领域极具应用前景.构建多级存储态是提高存储密度和降低生产成本的有力途径.以纳米压印为主要实现手段,通过构建高度有... 铁电聚合物偏氟乙烯三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))具有可兼容硅基元件和可溶液加工等优点,在未来可擦写式非易失存储领域极具应用前景.构建多级存储态是提高存储密度和降低生产成本的有力途径.以纳米压印为主要实现手段,通过构建高度有序的纳米图案化导电基底的方式,简单快捷地实现了P(VDF-TrFE)薄膜高密度的多级存储功能.应用压电响应力显微镜(PFM)从微观上观测了图案化导电基底上P(VDF-TrFE)在电压加载后的极化变化情况,直观地证实了其在外电场的作用下形成了三种不同的极化状态. 展开更多
关键词 纳米压印 PFM P(VDF-TrFE) 多级存储
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两平行嵌段共聚物刷自组装的Monte Carlo模拟 被引量:2
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作者 肖立勇 曾云兰 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期517-523,共7页
本文运用蒙特卡洛模拟方法研究了嫁接有嵌段共聚物的两表面接近时的共聚物刷的自组装结构.对于这样一个聚合物刷体系,其体系相互作用能包括键连接部分的键能和非键连接部分的非键能,其中的键能用弹性能来表示,非键能是通过粒子表象到场... 本文运用蒙特卡洛模拟方法研究了嫁接有嵌段共聚物的两表面接近时的共聚物刷的自组装结构.对于这样一个聚合物刷体系,其体系相互作用能包括键连接部分的键能和非键连接部分的非键能,其中的键能用弹性能来表示,非键能是通过粒子表象到场表象转化的密度场来描述.对于聚合物刷体系组分之间的相互作用势,用ζ来表示,ζ<0表示两组分相吸引,ζ>0表示两组分相排斥.然后运用蒙特卡洛模拟方法对聚合物刷体系进行计算模拟.模拟结果表明:当AB两嵌段聚合物中不同组分相排斥时,则不同组分会发生相分离;当AB两嵌段聚合物中不同组分相排斥以及相同组分相吸引时,则不同组分会发生相分离,相同组分会相融合;当各组分的相互作用不变时,两平行聚合物刷的自组装随着相隔距离的增宽而相对独立进行.除此之外,还对体系势能的变化进行计算和分析,从模拟结果可以看出,随着蒙特卡洛模拟步数的进行其体系能在逐步减少,最终达到最小值,即体系将达到稳定态.同时体系体系能随着相同组分吸引作用的增强,其达到平衡态时的体系势能越低. 展开更多
关键词 聚合物刷 场表象 蒙特卡洛模拟
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图案化聚合物电极及其在有机太阳能电池中应用 被引量:1
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作者 张煜悦 李晓慧 +2 位作者 吴阳江 陈高健 翁雨燕 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期14-19,共6页
为了提高聚合物载流子迁移率,本文对图案化聚合物聚3,4-乙撑噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)作为半导体聚合物的基底对载流子迁移率的影响进行研究.以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为模板,利用基于毛细力原理的软压印技术,使硬度系数很高的聚合... 为了提高聚合物载流子迁移率,本文对图案化聚合物聚3,4-乙撑噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)作为半导体聚合物的基底对载流子迁移率的影响进行研究.以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为模板,利用基于毛细力原理的软压印技术,使硬度系数很高的聚合物PEDOT∶PSS形成图案化结构.此压印方法可形成大面积高保真的图案,且适合工业化生产.阐述了图案化PEDOT∶PSS可增加与活性层的接触面积,从而缩短聚合物载流子的迁移路径,有效地提高了聚合物载流子的迁移率.同时图案化结构散射入射光进入活性层,促进活性层光的吸收,从而提高了光电流.最后,本文将图案化PEDOT∶PSS作为电极应用到有机太阳能电池聚3-已基噻吩与富勒烯衍生物(P3HT∶PCBM)共混体系中,对其研究发现图案化后的PEDOT∶PSS能有效地提高了太阳能电池P3HT∶PCBM共混体系的能量转换效率. 展开更多
关键词 图案化 PEDOT∶PSS 有机太阳能电池 软压印
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纳米粒子嫁接嵌段共聚物体系的自组装模拟 被引量:1
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作者 曾云兰 肖立勇 余雷 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第18期5083-5089,共7页
基于非格点模型,结合自洽场理论中的能量表达式,运用蒙特卡洛模拟方法对嫁接有嵌段共聚物的纳米粒子进行自组装模拟研究。每一个纳米粒子表面上嫁接有多条相同性质的AB嵌段共聚物,其中组分之间存在一定的相互作用。通过改变组分之间的... 基于非格点模型,结合自洽场理论中的能量表达式,运用蒙特卡洛模拟方法对嫁接有嵌段共聚物的纳米粒子进行自组装模拟研究。每一个纳米粒子表面上嫁接有多条相同性质的AB嵌段共聚物,其中组分之间存在一定的相互作用。通过改变组分之间的相互作用来对纳米粒子-嵌段共聚物体系的自组装结构进行研究。通过模拟发现:当一个纳米粒子-嵌段共聚物体系只存在A-B组分相互排斥作用时,其纳米粒子-嵌段共聚物中的A组分与B组分相分离,若同时还存在A-A(B-B)组分相互吸引作用时,其A-A(B-B)组分会相融合。同时还发现随着纳米粒子表面上的嵌段共聚物数量的减少,其嵌段共聚物黏附在纳米粒子表面的现象越明显。还研究了两个纳米粒子-嵌段共聚物体系的自组装模拟,并对其体系受两个纳米粒子之间距离的影响进行了研究。通过上述研究模拟发现,纳米粒子-嵌段共聚物的相结构以及其"最适"稳定态受组分之间的相互作用势和纳米粒子之间的距离的影响。 展开更多
关键词 蒙特卡洛模拟 纳米粒子 嵌段共聚物 自组装
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单层颗粒模型体系融化过程中的动力学和动力学异质性 被引量:1
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作者 李洋 孙晓燕 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期524-529,共6页
在过去十几年中,人们对胶体和颗粒等软物质模型晶体的融化过程进行了广泛的研究.本文中选择了单层的颗粒体系作为软物质物理模型,利用摄像和粒子跟踪技术,在粒子尺度上定量地研究了体系的融化行为.与前人对融化研究的内容不同,他们大部... 在过去十几年中,人们对胶体和颗粒等软物质模型晶体的融化过程进行了广泛的研究.本文中选择了单层的颗粒体系作为软物质物理模型,利用摄像和粒子跟踪技术,在粒子尺度上定量地研究了体系的融化行为.与前人对融化研究的内容不同,他们大部分关注的都是融化的静态结构和序参量变化,而本文重点是研究融化过程中的动力学和动力学异质性.根据实验数据,计算了融化过程中表征动力学和动力学异质性的一系列物理量,包括散射函数、非高斯参数、极化率和动态构型.研究结果表明,单层的颗粒体系由晶体融化成为液体的过程中,不但动力学变快,而且动力学异质性出现独特的非单调变化,呈现为:晶体中是均匀的动力学,融化过程中动力学异质性增加,进入液体后又减小的变化过程.结合动态粒子运动的微观位型对这样独特的动力学和动力学异质性进行了讨论. 展开更多
关键词 颗粒 融化 动力学 动力学异质性
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凹陷状胶体粒子的自组装 被引量:1
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作者 程志峰 罗富华 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-29,共7页
凹陷状胶体粒子的自组装具有独特的方向性和形状识别性,是最近几年自组装研究的热点问题之一.由于缺乏合适的实验模型系统,至今为止,大部分研究都是以计算机模拟为主.为了从实验上研究凹陷状胶体粒子的自组装现象,本文首次采用分散聚合... 凹陷状胶体粒子的自组装具有独特的方向性和形状识别性,是最近几年自组装研究的热点问题之一.由于缺乏合适的实验模型系统,至今为止,大部分研究都是以计算机模拟为主.为了从实验上研究凹陷状胶体粒子的自组装现象,本文首次采用分散聚合的方法,设计并成功合成了两种单分散性的、具有不同数目凹陷的胶体粒子:单凹陷粒子和多凹陷粒子.通过扫描电镜和光学显微镜对合成的凹陷粒子的形貌、大小进行分析,结果表明所得到的凹陷粒子为大小均一的微米级胶体粒子,表面光滑,在水溶液中能稳定分散,适合利用光学显微镜直观研究胶体凹陷粒子自组装.本文考察了单凹陷胶体粒子的方向性聚集组装和多凹陷粒子的特定识别性自组装现象.我们研究发现,在交变电场中,单凹陷粒子倾向于侧向移动,容易定向自组装成线性结构,使得该粒子在模拟碗状粒子凝聚态物理结构方面具有潜在的应用.另外,本文以多凹陷胶体粒子为"锁",聚苯乙烯圆球为"钥匙",研究了多凹陷粒子与圆球粒子的"锁-钥"自组装现象,展现了圆球粒子与凹陷粒子之间丰富的"锁-钥"自组装可能性,并初步探讨了其形成机制. 展开更多
关键词 单凹陷粒子 多凹陷粒子 自组装 交变电场 排空力
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水辅助CVD法合成碳纳米管阵列以及制备取向碳纳米管阵列/环氧树脂多孔复合膜
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作者 王续杨 廖高民 杨朝晖 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期520-527,共8页
碳纳米管作为一维碳纳米材料,具有十分独特的结构与物理化学性质.近年来,人们开始着重研究碳纳米管的内部填充与物质传输的性质,因此,合成高质量,高通透性的碳纳米管具有重要的意义.采用电子束蒸镀催化剂CVD法制备碳纳米管阵列,并且引... 碳纳米管作为一维碳纳米材料,具有十分独特的结构与物理化学性质.近年来,人们开始着重研究碳纳米管的内部填充与物质传输的性质,因此,合成高质量,高通透性的碳纳米管具有重要的意义.采用电子束蒸镀催化剂CVD法制备碳纳米管阵列,并且引入了水蒸汽用以刻蚀多余的无定型碳,最终合成了高质量,高通透性的碳纳米管阵列.碳管内径主要分布在8nm到15nm之间,高度可达在100μm以上,最高可达厘米级别,管壁厚度一般在1.2~2nm之间.进一步通过环氧树脂包埋结合微切片技术,制备出取向碳纳米管阵列/环氧树脂多孔复合膜,通过一系列的测试证明合成的复合膜中碳纳米管保持了高度取向性,同时具有良好的通透性并且没有宏观裂缝的出现,这保证了复合膜中碳纳米管是唯一的物质传输通道,为进一步研究碳纳米管的内部填充与修饰,以及碳纳米管的内部输运行为奠定了基础. 展开更多
关键词 水辅助 CVD 碳纳米管阵列 多孔复合膜
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