受限纳米孔中的嵌段共聚物：在弯曲且令人困惑的平面中寻找路径
软凝聚态物质
2009-11-13 v1
摘要
我们利用动态密度泛函理论 (DDFT) 研究了受限嵌段共聚物熔体中的结构形成。受限条件为二维，受限几何形状为圆柱形纳米孔。尽管本研究结果具有普适性，但我们的粗粒化分子模型灵感来源于实验中层状形成的 PS-PBD 二嵌段共聚物体系 (Shin et al, Science, 306, 76 (2004))，该体系在氧化铝纳米孔受限条件下观察到了一种奇特的环面结构。我们的计算研究表明，可以形成多种奇特结构，尽管包括在 Monte Carlo (MC) 纳米孔研究中也发现的悬链面、螺旋线和双螺旋线在内的大多数结构均为亚稳态。我们引入了一种通用分类方案，并详细考虑了动力学和拉伸压力对平衡态及亚稳态结构的稳定性和形成路径的作用。我们发现螺旋性和三叉连接介导了更大尺度的结构转变。此外，通过将我们的介观方法中的剩余参数（即 Flory-Huggins 参数）与实验体系相匹配，我们获得了一种与实验环面结构高度相似的结构。在此，最重要的因素似乎是孔的粗糙度，即在大于体系特征尺度的尺度上孔半径的微小变化。
引用
@article{arxiv.0712.1415,
title = {Block copolymers confined in a nanopore: Pathfinding in a curving and frustrating flatland},
author = {G. J. A. Sevink and A. V. Zvelindovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:0712.1415},
year = {2009}
}
备注
The following article has been accepted by JCP. After it is published, it will be found at http://jcp.aip.org/