计算物理 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 598-608.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8467
收稿日期:
2021-11-05
出版日期:
2022-09-25
发布日期:
2023-01-07
通讯作者:
潘俊星, 张进军
作者简介:
王雯婷,女,硕士研究生,研究方向为理论物理
基金资助:
Wenting WANG, Huijin YIN, Junxing PAN*(), Jinjun ZHANG*(
)
Received:
2021-11-05
Online:
2022-09-25
Published:
2023-01-07
Contact:
Junxing PAN, Jinjun ZHANG
摘要:
采用基于金兹堡-朗道理论(Ginzburg-Landau Theory)的元胞动力学方法(Cell Dynamic System)研究光掩膜诱导的聚合物/纳米粒子共混体系的自组装行为。探讨掩膜、光照强度、聚合物组分比、纳米粒子浓度、聚合物-纳米粒子相互作用等因素对体系形貌形成和演化的影响, 构建体系结构与相关参数的二维相图, 同时分析结构形成的动力学过程, 揭示各参数间的相互作用机理, 获得了调控复合体系花样结构形成和转变的简便方法, 为新型高性能微纳米材料的制备提供参考。
王雯婷, 尹慧瑾, 潘俊星, 张进军. 光掩膜诱导的聚合物/纳米粒子共混体系的自组装计算机模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 598-608.
Wenting WANG, Huijin YIN, Junxing PAN, Jinjun ZHANG. Computer Simulation of Photomask-induced Self-assembly of Polymer/Nanoparticle Blends[J]. Chinese Journal of Computational Physics, 2022, 39(5): 598-608.
图1 (a) 周期性排列的矩形条纹掩膜示意图(黑色部分为遮光区域,白色部分为光照区。); (b) ABC三元混合物与纳米颗粒共混体系的自组装形貌图(颜色条中值小于0(蓝色区域)为B组分; 大于0(绿色区域)表示A组分; 大于1(红色和黄色区域)表示C组分。黑色代表纳米粒子。)
Fig.1 (a) Rectangular striped photomasks arranged periodically; (The black part is the mask area for shading. The white part is the light region where reaction in formula (1) takes place.) (b) Self-assembled morphology of the ternary mixture ABC and nanoparticles (Color schemes: Values < 0 (blue regions) indicate B component; Values > 0 (green regions) indicate A component; And values > 1 (red and yellow regions) indicate C component. Nanoparticles are represented by black.)
图2 改变纳米粒子与聚合物的相容性和纳米粒子的浓度所产生的典型形貌 (第1行是纳米粒子浸润C组分时的典型形貌,第2行是纳米粒子浸润AB组分时的典型形貌,第3行和第4行是纳米颗粒浸润A组分时的典型形貌。)
Fig.2 Typical morphograms generated by changing compatibility of nanoparticles with polymers and concentration of nanoparticles (The first row shows typical morphology of C-phase system formed by nanoparticle infiltration.In the second row, the infiltration of nanoparticles is neutral. Typical morphology structures are formed as AB phase is arbitrarily infiltrated. The third and fourth rows are typical morphology and structures of nanoparticle infiltration on A phase systems.)
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