量化基底相互作用、刚度与粗糙度对支撑超薄聚合物膜动力学影响的统一框架

与块体材料相比，支撑聚合物膜动力学的变化涉及诸如基底相互作用、粗糙度和柔顺性以及膜厚等效应的复杂卷积。我们考虑基底支撑的粗粒化聚合物膜的分子动力学模拟，其中这些参数被单独调节以确定这些变量各自如何影响薄聚合物膜的分子动力学。我们发现所有这些变量都显著影响膜动力学，导致描述这些变化看似难以处理的复杂度。然而，通过考察这些约束变量如何影响膜内类弦集体运动，我们表明所有观察结果都能以统一且定量的方式理解。更具体地，形成玻璃液体的弦模型意味着这些膜的结构弛豫变化由类弦合作运动的平均长度变化所支配，并且该模型在我们模拟考虑的所有条件下均得到证实。最终，这些变化仅用分子组织的活化焓和活化熵来参数化，它们对基底性质和膜厚具有可预测的依赖性，从而为膜性质的理性设计提供了有前景的方法。