聚合物晶体多态性的自由能景观

多态性解释了加工如何控制材料的最终结构。固态中崎岖的自由能景观和极慢的动力学迄今为止阻碍了相关计算研究。我们首次报道了多态结晶聚合物间同立构聚苯乙烯的自由能景观。粗粒化元动力学模拟使我们能够高效地大范围采样该景观。两种主要多晶型 $\alpha$ 与 $\beta$ 之间的自由能差进一步通过量子化学计算进行研究。两种方法均与实验观测一致：它们预测在标准条件下 $\beta$ 是更稳定的多晶型。关键的是，自由能景观提示了 $\alpha$ 多晶型如何导致实验上观察到的动力学陷阱。多尺度建模、增强采样与量子化学计算的结合，为揭示具有多态行为的复杂自由能景观提供了一种有吸引力的策略。