利用最速熵上升量子热力学框架预测溶剂中聚合物刷的行为
软凝聚态物质
2024-01-09 v2 材料科学
摘要
利用最速熵上升量子热力学(SEAQT)框架研究温度对聚合物刷的影响。该刷由通过副本交换 Wang-Landau 算法获得的离散能谱和能级简并度表示。将 SEAQT 运动方程应用于态密度,以建立从初始热力学态到稳定平衡态的唯一动力学路径。该动力学路径描述了刷在与热库相互作用时其在状态空间中的演化。沿动力学路径预测的占据概率用于确定预期的热力学和结构性质。利用运动方程预测了环己烷溶剂中聚苯乙烯刷的聚合物密度分布,其与实验密度分布定性相符。用于描述刷-溶剂相互作用的 Flory-Huggins 参数影响刷中溶剂分布,但对聚合物密度分布影响极小。考虑了三种具有不同熵产生量的非平衡动力学路径:加热路径、冷却路径和加热-冷却路径。针对每条路径计算了诸如弯曲度、回转半径、刷密度、溶剂密度和刷链构象等性质。
引用
@article{arxiv.2304.04105,
title = {Predicting Polymer Brush Behavior in Solvents using the Steepest-Entropy-Ascent Quantum Thermodynamic Framework},
author = {Jared McDonald and Michael R. von Spakovsky and William T. Reynolds},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04105},
year = {2024}
}
备注
37 pages, 19 figures