生物相容性 PLGA 聚合物的介观建模：粗粒化分子动力学模拟

材料工程中的一个挑战性课题是开发能够以原子级精度准确预测材料性能，并匹配实验所达到的尺度和细节水平的数值模型。为此，粗粒化（CG）分子动力学（MD）模拟是实现这一目标的一种流行方法。尽管科学界付出了努力，但对于材料（尤其是聚合物）的设计和原型制作，尚未提出具有准原子级精度的可靠 CG 模型。在本文中，我们描述了一种针对聚合物的 CG 模型，重点关注生物相容性聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA），该模型基于一种可能具有更广泛应用领域的通用参数化策略。在该模型中，聚合物用椭球体表示，短程相互作用通过广义 Gay-Berne 势能描述，而静电和长程相互作用则通过椭球体内的点电荷来描述。通过比较玻璃化转变温度、热导率和弹性模量等物理性质，我们将该模型与通过反向映射过程获得的原子级模型进行了验证。我们观察到原子级表示和 CG 表示之间的定量一致性，从而为采用所提出的模型将典型 MD 模拟的域大小扩展到与实验设置相当的尺寸开辟了可能性。