以軟粒子動力學法模擬雙團聯共聚物的螺旋結構

Simulation of helical structure of diblock copolymer by dissipative particle dynamics

葉尚諭(Shang-Yu Ye)

指導教授 ： 汪上曉

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2006年)

摘要

系上何榮銘教授的實驗室研究群利用PS ( Polystyrene ) - PLLA ( Poly-L-Lactic Acid ) 所合成的雙團聯共聚物，會自組裝形成左旋的奈米螺旋管結構。我們試圖以軟粒子動力學來模擬形成這個結構的主要機制。

本實驗室的謝升元已經成功地利用軟粒子動力學法（DPD）模擬出三團聯共聚物所形成的具有螺旋結構的相態。儘管軟粒子動力學可以利用ABC三段分子間的不相容性來模擬出雙螺旋的結構，但是還無法模擬出PS-PLLA雙團聯共聚物所形成的螺旋管結構。手性的影響是形成螺旋狀形態的主要因素。所以我們模擬的方法就是盡量要讓模擬的團聯共聚物單體具有手性的性質。由於分子結構的手性所產生的彎曲力和扭轉力，使得分子在作自組裝的行為時，會形成螺旋狀的結構。而我們所採用的軟粒子動力學法，由於它的珠子之間的連接是以線性的方式來做排列，同時也忽略了鍵角力的存在；這也就造成了DPD無法模擬雙團聯共聚物所形成螺旋狀結構的原因。

於是我們想對軟粒子動力學中粒子之間的連接設計作些改變，使得粒子間可以有分枝（Branch）的排列；並且加入鍵角力（Bond-angle force）的影響，期望可以模擬出PS-PLLA雙團聯共聚物所形成的螺旋管結構，並且了解形成這個結構的主要機制。

關鍵字

雙團聯共聚物 ； 軟粒子動力學法 ； 螺旋結構 ； 鍵角力 ； 彎曲力 ； 手性

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無資料

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Diblock copolymer ； Dissipative Particle Dynamics(DPD) ； helix ； twisting force ； bending force ； chirality

參考文獻

3.Li,; Cheng, S. Z. D.,“Molecular orientations in flat-elongated and helical lamellar crystals of a main-chain nonracemic chiral polyester,”Lotz, B. et al. ,J. Am. Chem. Soc.,122,p.79 (2000)

8.R.D. Groot, and T.J. Madden, ”Dynamic Simulation of Diblock Coploymer Microphase Separation,”Journal of Chemical Physics,108(20),p.8713(1998)

9.M.W. Matsen and M. Schick, ”Stable and Unstable Phase of a Diblock Copolymer Melt,” Phys. Rev. Lett.,72,p.2660(1994)

11.U. Krappe, R. Stadler and I. Voigt-Martin,”Chiral Assembly in Amorphous ABC Triblock Copolymers,” Macromolecules,28,p.4558-4561 (1995)

12.R. M. Ho, Y. W. Chiang, C. C. Tsai, C. C. Lin, B. T. Ko and B. H. Huang,“Three-dimensionally packed nanohelical phase in chiral block copolymers,” J. Am. Chem. Soc.,126(9),p.2704-2705 (2004)