Rod-coil嵌段共聚物相分离的动力学理论和模拟

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21174031
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    李卫华
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    B0309.高分子物理与高分子物理化学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目中我们借鉴描述柔性嵌段共聚物凝聚态分相动力学获得很大成功的含时Ginzburg-Landau理论，发展适合刚－柔嵌段共聚物动力学演化的理论，得到浓度序参量和取向序参量的动力学演化方程，并且寻找高效的数值求解方法。在推导体系的自由能泛函中，将自由能划分为柔性嵌段和刚性嵌段的贡献，再加上Ohta-Kawasaki的长程相互作用贡献。我们结合密度泛函理论中基本测度理论给出的棒状胶体系统的自由能泛函，通过合适的渐进近似，推导出刚性嵌段的自由能泛函。然后利用发展的刚－柔嵌段共聚物体系的动力学演化理论，研究刚－柔嵌段高分子薄膜在大尺度上（0.5-10微米）自组装的动力学，理解取向序参量的耦合对自组装有序化动力学过程的影响；阐明刚－柔嵌段高分子在旋涂、溶剂蒸汽、电场、温度梯度、衬底调控等外部实验条件下凝聚态的演化机制。所发展的理论方法有助于理解共轭高分子链构象、链取向和凝聚态结构之间的耦合。

结项摘要

本项目主要是运用自洽场理论方法（self-consistent field theory, SCFT）和含时Ginzburg-Landau理论（time-dependent Ginzburg-Landau theory, TDGL）方法分别研究了嵌段共聚物自组装的热力学平衡态和动力学，主要取得了一下的研究成果：（1）通过TDGL模拟研究了图案诱导下层状和柱状结构的有序化动力学，揭示了图案诱导下层状和柱状结构的有序化机理；（2）发展了基于异相成核的图案诱导自组装，大幅提高了图案诱导的效率；（3）提出了“为感兴趣的目标结构，设计相应的嵌段共聚物分子结构”的新理念，通过自洽场理论计算证实了该理念的可行性，预测了一系列的单元和二元晶体结构；（4）结合自洽场理论和弦方法计算了层状结构中典型缺陷消亡的最小自由能路径，揭示了dislocation缺陷的稳定性和相分离强度参数χN的重要关系。项目的研究成果在J. Am. Chem. Soc.（1篇）、Phys. Rev. Lett.（1篇）、ACS Macro Lett.（1篇）、Macromolecules（3篇）、Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng.（1篇）、Soft Matter（1篇）等上发表了15篇SCI论文。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Perfectly Ordered Patterns via Corner-Induced Heterogeneous Nucleation of Self-Assembling Block Copolymers Con？ned in Hexagonal Potential Wells
通过角诱导的六角势井中自组装嵌段共聚物的异相成核形成完美有序的图案
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Macromolecules
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Xie N;Li Weihua;Qiu F;Shi AC
  • 通讯作者：
    Shi AC
New strategy of nanolithography via controlled block copolymer self-assembly
通过受控嵌段共聚物自组装的纳米光刻新策略
  • DOI：
    10.1039/c2sm26833g
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    SOFT MATTER
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Xie, Nan;Li, Weihua;Shi, An-Chang
  • 通讯作者：
    Shi, An-Chang
Defects in the Self-Assembly of Block Copolymers and Their Relevance for Directed Self-Assembly
嵌段共聚物自组装的缺陷及其与定向自组装的相关性
  • DOI：
    10.1146/annurev-chembioeng-061114-123209
  • 发表时间：
    2015-01-01
  • 期刊：
    ANNUAL REVIEW OF CHEMICAL AND BIOMOLECULAR ENGINEERING, VOL 6
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li, Weihua;Mueller, Marcus
  • 通讯作者：
    Mueller, Marcus
Defect Removal in the Course of Directed Self-Assembly is Facilitated in the Vicinity of the Order-Disorder Transition
在有序-无序转变附近有利于定向自组装过程中的缺陷去除
  • DOI：
    10.1103/physrevlett.113.168301
  • 发表时间：
    2014-10-15
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Li, Weihua;Nealey, Paul F.;Mueller, Marcus
  • 通讯作者：
    Mueller, Marcus
A dissipative dynamical method based on discrete variational principle: stationary shape of three-dimensional vesicle
基于离散变分原理的耗散动力学方法：三维囊泡的稳态形状
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Li JF;Li Weihua;Zhang HD;Qiu F
  • 通讯作者：
    Qiu F

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其他文献

On pair additivity of the depletion force
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    --
  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
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  • 通讯作者：
    李卫华

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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