嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    20974040
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    33.0万
  • 负责人：
    吕中元
  • 依托单位：
    吉林大学
  • 学科分类：
    B0406.生命与公共安全分析
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

发展并利用多尺度计算机模拟方法，研究嵌段共聚物多级自组装结构及演化过程。着眼于两类体系：一是嵌段共聚物在稀溶液中自组装产生非中心对称的胶束，以胶束为基础进一步自组装产生胶束高级结构；二是嵌段共聚物吸附在纳米粒子表面从而诱导出非中心对称的相互作用，以纳米粒子为基础进一步自组装产生纳米粒子高级结构。对这两类体系提出一致的多尺度模拟研究方案：在微观尺度上，以分子动力学方法研究嵌段共聚物的自组装及在纳米粒子表面的吸附；通过构建"平均力势"及几何分析的办法，获取胶束、纳米粒子之间非中心相互作用的势函数；利用获取的势函数，进一步在介观尺度上以耗散粒子动力学研究胶束或纳米粒子的高级自组装。本申请拟解决两大难题：一是胶束、纳米粒子之间非中心相互作用势函数的建立；二是认清嵌段共聚物多级自组装结构的特性。这些信息将为控制嵌段共聚物多级自组装结构及多尺度功能材料的研究提供可靠的理论帮助。

结项摘要

发展并利用多尺度计算机模拟方法，研究了嵌段共聚物多级自组装结构及演化过程。我们发现，可以利用嵌段共聚物在稀溶液中自组装产生非中心对称的胶束，以胶束为基础可以进一步自组装生成胶束自组装高级结构。从嵌段共聚物链微观结构出发，我们结合实验中获得的溶解自由能数据，构建了多嵌段共聚物的粗粒化模型。通过调节嵌段数目、链长、组分比例、溶剂环境等，可以发现在特定条件下，嵌段共聚物会自组装形成具有不同对称结构的补丁粒子。进一步通过热力学及几何分析，我们获取了补丁粒子之间非中心相互作用的势函数；利用获取的势函数，在介观尺度上研究了补丁粒子的多级自组装。我们的模型不但重现了实验中业已发现的补丁粒子螺旋结构聚集体，而且还给出了不同表面覆盖率下补丁粒子其它自组装结构。利用我们建议的嵌段共聚物多级自组装多尺度模拟模型，可以有效地研究复杂结构聚合物体系多级结构的生成及演化规律。这些信息将为控制嵌段共聚物多级自组装结构及多尺度功能材料的研究提供可靠的理论帮助。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Free energy and scalings for polymer translocation through a nanopore: A molecular dynamics simulation study combined with milestoning
聚合物通过纳米孔易位的自由能和缩放：与里程碑相结合的分子动力学模拟研究
  • DOI：
    10.1016/j.physleta.2011.12.014
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Physics Letters. Section A: General, Atomic and Solid State Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xue; Xiang-Gui;Zhao; Li;Lu; Zhong-Yuan;Li; Ze-Sheng
  • 通讯作者：
    Ze-Sheng
Simulation Model for Hierarchical Self-Assembly of Soft Disklike Particles
软盘状颗粒分级自组装模拟模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry B
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Li; Zhan-Wei;Sun; Zhao-Yan;Lu; Zhong-Yuan
  • 通讯作者：
    Zhong-Yuan
多分散性对嵌段共聚物相行为的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李跃;钱虎军;吕中元
  • 通讯作者：
    吕中元
Influence of Grafting Surface Curvature on Chain Polydispersity and Molecular Weight in Concave Surface-Initiated Polymerization
凹面引发聚合中接枝表面曲率对链多分散性和分子量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    ACS Macro lett.
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Hong Liu;You-Liang Zhu;Jing Zhang;吕中元;Zhao-Yan Sun
  • 通讯作者：
    Zhao-Yan Sun
DESIGNING NANO-STRUCTURES OF BLOCK COPOLYMERS VIA COMPUTER SIMULATION
通过计算机模拟设计嵌段共聚物的纳米结构
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li Zhanwei;Jia Xiaoxi;Zhang Jing;Sun Zhaoyan;Lu Zhongyuan
  • 通讯作者：
    Lu Zhongyuan

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其他文献

A four-component model for volune phase transitio n
体相变的四分量模型
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    孙家钟
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    吕中元
超支化分子自组装形成纳米纤维的计算机模拟研究
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    吕中元
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线性低密度聚乙烯结晶的分子动力学模拟
  • DOI：
    10.1063/1.1389856
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    （美国）Journal of Chemical Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张秀斌;李泽生;吕中元;孙家钟
  • 通讯作者：
    孙家钟
Af-Ag型自由基加聚反应的固化理论-Ⅱ.网络结构参数的表征
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    唐敖庆

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吕中元的其他基金

新型二维高分子的设计制备及其结构演化机制
  • 批准号：
    22133002
  • 批准年份：
    2021
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  • 项目类别：
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表面接枝聚合物纳米粒子自组装结构与性能调控
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  • 批准年份：
    2015
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嵌段共聚物稀溶液中自组装复杂结构的生成机理及调控
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  • 批准年份：
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    面上项目
高分子溶液的表面吸附动力学及二维溶液的标度研究
  • 批准号：
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    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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