溶液中柔性树枝形高分子的分子动力学模拟

树枝形高分子具有几乎完美的分子结构，含有许多末端基团，并拥有特殊的流变行为使其在生物医药、基因治疗、光电材料等领域有广泛的应用前景。探讨树枝形高分子的代数和链节长度对其静态性质和动力学行为的影响规律，将有助于实现树枝形高分子的结构调控，为其广泛应用提供依据和指导。然而，目前系统研究代数和链节长度的研究仍然较少，还遗留很多问题没有得到解决，尤其是树枝形高分子的动力学行为。因此，本论文使用分子动力学的模拟方法探讨了树枝形高分子的静态性质和动力学行为，获得了如下结果： 1. 树枝形高分子的回转半径Rg满足标度律Rg~N1/5(G+1)2/5P2/5（其中树枝形分子的聚合度是N，代数是G，链节长度是P，子代代数是g。）。 2. 随着代数的增加，树枝形高分子的分形维数增加并接近3.0，静态结构因子和硬球的相似，表明其内部结构发生了由类星形向近球形转化。 3. 随着代数和链节长度的增加，出现了“单元”(monomer)密度几乎不变的区域，这是外层子代链节回折的结果。定量计算表明：树枝形分子的回折能力随着链节长度的增加而增强，随着代数的增加而减弱。 4. 树枝形高分子整体的扩散行为和“单元”的运动满足Zimm标度关系。 5. 树枝形分子各子代的运动速度不同，与内层子代相比，外层子代在短时间内扩散较慢，但其松弛较快。借助Stoke-Einstein扩散方程和链节的空间位阻效应，我们解释了子代速度不同的成因。