聚合物—粘土納米復合體系(PCNs)正在逐漸引起學術界和工業界的關注。他們相對于純聚合物或傳統的微觀/宏觀復合體系有著顯著的優勢:比如更高的力學模量,更大的強度和隔熱能力,更低的氣體透過率,更好的生物降解能力等。
荷蘭的科學家利用計算機介觀模擬技術對聚環氧乙烷(PEO,4類不同聚合度)和高嶺石(MMT)組成的納米復合材料進行了結構形態與性質研究。
他們的模擬分為4步:
(1)普通分子動力學模擬產生體系各組分之間的相互作用能;
(2)將能量值映射到耗散粒子動力學參數;
(3)介觀模擬確定體系密度分布與形態;
(4)利用有限元級別的模擬計算相對宏觀性質。他們的模擬結果與實驗數據吻合的非常好。
![]() |
平衡的介觀形態 |
(a)四個不同體系的聚合物/水夾層在垂直于MMT的方向上的耗散粒子動力學介觀密度示意圖; |
![]() |
Ref: R. Toth et al, Macromolecules 2009(42):8260
使用軟件:Culgi