半剛性環(huán)形高分子體系在包括高分子材料、生物化學(xué)、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有重要研究意義。對(duì)半剛性環(huán)形高分子鏈的空間構(gòu)型和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的研究將為構(gòu)建具有優(yōu)越的機(jī)械、熱學(xué)、光學(xué)等性能的高分子復(fù)合材料開辟新的道路,并且半剛性環(huán)形高分子鏈為環(huán)狀生物大分子提供了理論研究模型,例如:大腸桿菌的環(huán)狀染色體、真核生物線粒體DNA、環(huán)狀質(zhì)粒和環(huán)狀結(jié)構(gòu)單糖。在本學(xué)位論文中,基于分子動(dòng)力學(xué)模擬方法和粗�；Ｐ�,我們對(duì)半剛性環(huán)形高分子的構(gòu)象及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了廣泛地模擬研究:包括納米粒子/半剛性環(huán)形高分子復(fù)合物體系、非受限半剛性環(huán)線共混體系、受限于平行板的半剛性環(huán)形高分子體系、受限于硬球的長-短半剛性環(huán)二元共混體系、受限于硬橢球的環(huán)線共混體系。這些研究結(jié)果有助于了解半剛性環(huán)形高分子的結(jié)構(gòu)及其在受限情況下的分布。在第二章中,我們研究了納米粒子在納米粒子/環(huán)形高分子復(fù)合體系中的運(yùn)動(dòng)方式。發(fā)現(xiàn)隨著環(huán)形高分子鏈剛性的增加,納米粒子在半剛性環(huán)形高分子熔體中出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變。即在柔性環(huán)形高分子熔體中,納米粒子以經(jīng)典的擴(kuò)散方式運(yùn)動(dòng)。但是,處于具有較大彎曲能的半剛性環(huán)形高分子熔體中的納米粒子,其擴(kuò)散非常緩慢,均方位移出現(xiàn)平臺(tái)區(qū),并表現(xiàn)出玻璃態(tài)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）纖維細(xì)胞核中染色體區(qū)域的實(shí)驗(yàn)圖像［２］

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文???為簡化環(huán)狀大腸桿菌染色體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，Ｒｅｉｓｓ等提出了一種聚合物結(jié)構(gòu)＇如圖１．４（ｂ），??該結(jié)構(gòu)由一個(gè)中心環(huán)及其側(cè)鏈嫁接的若干環(huán)組成。他們發(fā)現(xiàn)一旦內(nèi)圈變得足夠大，就會(huì)??發(fā)生從球形到扁平形組織的形狀變化。這種特定的基礎(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的環(huán)形結(jié)構(gòu)的自然??形成與減少的旋渦可能利于確保將遺傳物質(zhì)正確儲(chǔ)存在桿狀細(xì)菌內(nèi)。??Ｂ?＿??圖１．４（ａ）?ＰＥＯ高分子鏈的簡化與幾何分析［８１。（ｂ）環(huán)狀星形聚合物的構(gòu)象及其示意圖??［９］〇??由于環(huán)形高分子鏈的拓?fù)浼s束會(huì)降低構(gòu)象自由度，并會(huì)在多種環(huán)形高分子的性能??上表現(xiàn)出來［１（Ｍ４］。近年來，研究人員對(duì)純環(huán)形高分子、線環(huán)共混體系、受限環(huán)形高分子??等體系，在理論和實(shí)驗(yàn)方面均進(jìn)行了廣泛的討論。對(duì)于純環(huán)形高分子鏈體系，Ｋａｐｎｉｓｔｏｓ??等發(fā)現(xiàn)柔性環(huán)形高分子熔體中存在自相似動(dòng)力學(xué)，應(yīng)力松弛滿足冪法則，而不是存在糾??纏平臺(tái)，而在糾纏的線形鏈中可觀察到指數(shù)衰減。環(huán)的弛豫時(shí)間比線形鏈短得多，并??且研究發(fā)現(xiàn)零剪切粘度的變化范圍滿足？Ｎ１４，遠(yuǎn)小于線形鏈的Ｎ３４［１１Ｉ。此外，Ｔｕｒｎｅｒ??等發(fā)現(xiàn)對(duì)于高密度下的長柔性環(huán)形高分子，由于環(huán)－環(huán)拓?fù)湎嗷プ饔每蓪?dǎo)致長柔性環(huán)聚??合物出現(xiàn)新型的玻璃化轉(zhuǎn)變［１２］。對(duì)于線環(huán)共混體系體系，Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ等使用熒光顯微鏡??研究了不同基質(zhì)中ＤＮＡ的動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)環(huán)形聚合物被線形聚合物包圍時(shí)的擴(kuò)散速度比??被環(huán)形聚合物包圍時(shí)慢１００倍，相反，當(dāng)被環(huán)形聚合物包圍時(shí)，線形和環(huán)形聚合物以幾??乎相同的速率擴(kuò)散［１５］。ＧｏｏＰｅｎ等用中子自旋回波光譜法研究了浸在線形聚合物中的環(huán)??形聚合物的動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)它們的動(dòng)力學(xué)完全受本體控制［

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?＾??剛性環(huán)靠近時(shí)趨向于近似平行并在高濃度下發(fā)生構(gòu)象變化（收縮，互穿）［３３］。并且存在局??部有序的管狀堆疊聚集結(jié)構(gòu)１３４］，如圖１．６。??＿＿??圖１．６?（ａ）具有５０個(gè)單體的半剛性環(huán)狀聚合物鏈的在周期邊界條件下的模擬快照。同??一堆疊聚集體為相同顏色。（ｂ）長半剛性環(huán)－短半剛性環(huán)共混體系的模擬快照。短環(huán)為??青色％。??對(duì)半剛性環(huán)受限體系的探討引起了廣泛關(guān)注。該模型是了解半剛性生物聚合物與??細(xì)胞膜之間的相互作用的經(jīng)典模型。Ｍｉｌｃｈｅｖ等人［３５，３６］通過使用分子動(dòng)力學(xué)（ＭＤ）方法模??擬研究了在較大粒子數(shù)密度下，球形限制空間中半剛性線形聚合物的向列順序與受限作??用之間的競爭。他們發(fā)現(xiàn)存在復(fù)雜的不均勻結(jié)構(gòu)，即雙極取向順序與“網(wǎng)球態(tài)”。然而，??對(duì)于球形受限空間中半剛性環(huán)的構(gòu)象，相關(guān)研究較少，特別是考慮到具有多分散性的半??剛性環(huán)混合體系。??總而言之，無論是在高分子材料領(lǐng)域還是在生物化學(xué)、生物工程技術(shù)等領(lǐng)域上，??對(duì)半剛性環(huán)形高分子鏈構(gòu)象和動(dòng)力學(xué)行為的研究都具有很重要的意義。對(duì)半剛性環(huán)形高??分子鏈的空間構(gòu)型和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的研究將為構(gòu)建具有優(yōu)越的機(jī)械、熱學(xué)、光學(xué)等性能的??高分子復(fù)合材料開辟新的道路，并且半剛性環(huán)形高分子鏈為環(huán)狀生物大分子提供了理論??研究模型。在本學(xué)位論文中，基于分子動(dòng)力學(xué)模擬方法和粗�；Ｐ停覀儗�(duì)半剛性環(huán)??形高分子的構(gòu)象及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了廣泛地研究。包括納米粒子／半剛性環(huán)形高分子復(fù)合物??體系、半剛性環(huán)線共混體系、受限于平行板的半剛性環(huán)形高分子體系、受限于硬球的長??－短半剛性環(huán)二元共混體系。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]熵焓共同作用下納米粒子/高分子復(fù)合體系的自組裝[D]. 張冬.浙江大學(xué) 2015
[2]環(huán)形高分子在受限環(huán)境中的構(gòu)象與動(dòng)力學(xué)研究[D]. 盛俊芳.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



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