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嵌段共聚物层状薄膜的激光尖峰退火分子模拟
摘要： 我们采用分子动力学模拟方法，研究了不同加热周期长度、薄膜厚度及基底-聚合物亲和力条件下，粗?；阕碅-b-B二嵌段共聚物在薄膜软限制环境中的相行为。该模型描述了具有自由表面（空气-聚合物界面）和固体基底的薄膜形貌影响。通过验证发现：当在中性基底上形成垂直层状相时，模拟结果与激光尖峰退火实验中观察到的退火条件对有序-无序转变温度的影响变化一致，从而首次验证了模拟的可靠性。此外，针对特定嵌段选择性基底的模拟揭示了其他相态的形成，包括混合垂直-水平层状相以及具有水平但不完整层状结构的亚稳态岛状相。通过合理选择化学组分和退火条件，可以调控该岛状相的纳米级粗糙特征及其表面润湿性。
关键词： 薄膜、纳米级粗糙度、有序-无序转变、相行为、激光尖峰退火、分子动力学模拟、嵌段共聚物
更新于2025-09-23 15:21:01
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液晶中的聚合物功能化纳米颗粒：将聚合物分散液晶与液晶纳米复合材料相结合
摘要： 液晶（LC）-聚合物共混物是重要的刺激响应材料，已广泛应用于多个领域；而纳米粒子（NP）-液晶共混物则是一类新兴的纳米复合材料。聚合物配体具有合成简便、化学性质及分子量可调的优势。本研究通过差示扫描量热法（DSC）、偏光显微镜（POM）和13C核磁共振光谱技术，对比分析了5CB与聚环氧乙烷（PEO）以及硫醇化PEO功能化金纳米粒子（AuNP-PEO）在不同PEO浓度下的相行为。PEO和AuNP-PEO在等向性5CB中均形成均匀分散体系，并在I-N相变温度以下发生相分离。当温度高于PEO结晶温度时，PEO/5CB共混物呈现预期的两相状态——富PEO等向性液体与贫PEO向列相液滴共存。当PEO浓度超过10 wt%时，向列相5CB会随PEO结晶过程成核。在接近TNI温度时，PEO和AuNP-PEO均能诱导5CB基体立即产生垂直排列。AuNP-PEO/5CB共混物形成了与低分子量介晶配体功能化金纳米粒子相似的热可逆蜂窝状网络结构。本文提出了一个解释所观察相行为的热力学模型。
关键词： 聚合物共混物、纳米粒子、液晶、相行为、热力学模型
更新于2025-09-23 15:21:01
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小分子有机光伏活性层中的相行为：p-DTS(FBTTh<sub>2</sub>)<sub>2</sub>:PC<sub>71</sub>BM的状态图
摘要： 一项综合研究旨在更深入地理解小分子有机太阳能电池中p-DTS(FBTTh2)2:PC71BM体系的相行为，重点关注非晶相对结晶度的影响。研究结合了三种专门的热处理方案、先进的热分析技术、固态核磁共振和广角X射线衍射。通过快速冷却（避免结构形成以探究非晶相）和慢速冷却（促进结构形成）这两种极限情况，解释了溶液加工器件后的中间态行为。研究建立了完整的状态图并确定了玻璃化转变温度(Tg)与组分的关系。在慢速冷却及器件加工工艺条件下，p-DTS(FBTTh2)2的快速结晶会导致PC71BM在非晶相中富集——当PC71BM总含量超过70 wt%时，其Tg升高并在结晶前引发混合非晶相的玻璃化。常用加工添加剂1,8-二碘辛烷(DIO)会降低p-DTS(FBTTh2)2的结晶度并减小平均晶粒尺寸，更重要的是，它作为强增塑剂显著降低Tg，从而削弱p-DTS(FBTTh2)2:PC71BM混合物的形貌稳定性。
关键词： p-DTS(FBTTh2)2:PC71BM、玻璃化转变温度、广角X射线衍射、相行为、结晶度、非晶相、小分子有机光伏、热分析、固态核磁共振、1,8-二碘辛烷(DIO)
更新于2025-09-23 15:19:57
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面内限制下锚定强度对盘状液晶相行为的影响
摘要： 在本研究中，我们通过分子动力学模拟研究了固定受限长度下板状几何结构中Gay-Berne盘状流体的行为。我们考察了四种具有垂直排列（面朝上）构型的不同锚定强度。研究发现，改变锚定强度会改变应力张量的法向分量，进而影响体系体相的密度。该现象导致各向同性-向列相转变温度发生偏移。我们观察到，随着锚定强度的增加，向列相存在的温度区间逐渐缩小。锚定强度还会影响向列-柱状共存温度区间：在较高锚定强度下，该区间覆盖的温度范围更广。
关键词： 分子动力学模拟、盘状液晶、锚定强度、相行为、面内限制
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过炔-叠氮环加成化学合成的主链型液晶聚合物网络的相行为
摘要： 液晶聚合物网络（LCNs）将聚合物链的排列与分子有序性相耦合，其开关特性可赋予网络响应刺激的性能，包括驱动和单向形状记忆。虽然LCNs长期被提议作为人工肌肉材料，但近期研究也表明其可作为动态生物材料基底的潜力。与现有采用疏水间隔基合成的LCNs不同，本研究采用亲水性更强的间隔基来促进与水的相互作用。此类材料的挑战在于：水合网络中液晶相可能被破坏。因此，本研究探究了聚醚间隔基与介晶组分对LCNs相行为的影响。 通过炔-叠氮环加成反应（"点击"化学）合成了主链型LCNs，将两种介晶单体（5yH和5yMe）与非液晶单体（5yTe）分别与两种聚醚间隔基（聚乙二醇和聚丙二醇）及交联剂连接。该化学反应生成高凝胶分数材料，经处理后得到的网络在可沥滤组分方面与组织培养塑料对照物相比无细胞毒性差异。量热分析、动态力学分析和X射线散射揭示了网络的液晶微观结构与温度响应特性。研究发现低分子量聚醚间隔基能防止其在液晶网络内结晶，而通过调整介晶组分增强液晶相稳定性后，可采用更大分子量且带侧基的间隔基。水合网络与干燥网络相比虽发生结构重排，但仍保持液晶相。与其他交联液晶材料类似，该网络会因液晶有序性变化产生形状改变（驱动）。这项研究为多畴网络提供了新合成方法——形成的稳定液晶相可通过聚醚间隔基调控，未来有望作为水合型刺激响应材料应用。
关键词： 液晶聚合物网络、相行为、炔-叠氮环加成反应、刺激响应材料、聚醚间隔基
更新于2025-09-04 15:30:14