嵌段共聚物增容机制的理论研究:胶束的形成与破裂

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21304051
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0406.生命与公共安全分析
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In this project, we propose to investigate the mechanism of compatibilization of A/B polymer blends using A-B diblock copolymers by focusing on the formation and rupture of the diblock copolymer micelles that are the necessary intermediates in the process. First, we study the equilibrium behavior of A-B self-assembly in a single homopolymer A and in an A/B blend. The structure and thermodynamics of micelles (in single component A) or swollen micelles (in A/B blend) will be examined using the grand canonical ensemble formulation of the self-consistent field theory. In particular, by studying the free energy of formation, we establish a rigorous determination of the critical micelle concentration (CMC). With this equilibrium information as a guide, we then consider the kinetic process of adding homopolymer B to a solution with A-B diblock copolymer micelles in homopolymer A. Specifically, we will consider how the A-B diblock copolymer micelles fuse with a droplet of B homopolymer resulting in A-B diblock copolymers adsorbed at the interface between homopolymers A and B. Since this step is likely to involve an activation barrier, we will develop the string method for this A-B/A/B system to identify the minimum free energy path for this process. Experiments will be performed in conjunction with the theoretical work. We expect that the theories developed in this work together with the experimental results will provide the necessary mechanistic understanding of compatibilization of A/B polymer blends using A-B diblock copolymers and serve as useful guide for industrial processing of such systems.
本项目中我们将从胶束的形成与破裂入手研究嵌段共聚物在共混物体系中的增容机制。 首先研究嵌段共聚物在单一均聚物A以及A/B共混物中的自组装行为,发展巨正则系综下的自洽场理论,研究胶束(在单一均聚物A中)或溶胀胶束(在A/B共混物中)的结构以及热力学性质,考虑多根高分子链形成胶束所需要的能量,准确的计算临界胶束浓度(CMC)。其次加入另一种均聚物B,研究含有胶束的共混物体系的相分离动力学,明确胶束是如何与B均聚物融合并且迁移至均聚物A/B两相的界面处,考察胶束稳定性对这一过程的影响;考虑到这一过程涉及到能垒的翻越,我们将发展研究不同稳态结构之间演化的弦方法(String Method),得到其演化的自由能极小路径。最后,结合理论的实验工作也将会同时展开。 所发展的理论方法以及实验结果将有助于理解嵌段共聚物的增容机制、寻找最佳实验条件以及加工方法,为实际的生产加工提供理论依据。

结项摘要

本项目主要运用自洽场理论,研究胶束的形成与破裂,从而明确嵌段共聚物的增容机制,主要取得了如下的研究成果:(1)在胶束形成方面,考虑局部涨落的体系研究了胶束的形成,准确计算了单个胶束的生成自由能,发展了精确得到临界胶束浓度方法;(2)对Flory- Huggins理论在稀溶液下进行修正,并得到了聚合物共混物的Coil-to-Globule转变;(3)发展了研究星型多臂嵌段共聚物(AB)f的自洽场方法,并且研究其在体相及受限下的自组装。项目的研究成果在Science子刊Science Advances(一篇), Nanoscale(一篇), Langmuir(两篇)以及高分子学报(一篇)等上发表了5篇SCI论文。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A general route to nanocrystal kebabs periodically assembled on stretched flexible polymer shish.
在拉伸柔性聚合物烤盘上定期组装纳米晶体烤肉串的一般途径
  • DOI:
    10.1126/sciadv.1500025
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Xu H;Xu Y;Pang X;He Y;Jung J;Xia H;Lin Z
  • 通讯作者:
    Lin Z
Effects of Block Copolymer Compatibilizers on Phase Behavior and Interfacial Properties of Incompatible Homopolymer Composites
嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物复合材料相行为和界面性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acta Polymerica Sinica
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xu Yuci;Ruan Yongjin;Li Liang-yi;An Lijia
  • 通讯作者:
    An Lijia

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其他文献

Study on the stretch induced phase transition of α trans-1,4-polyisoprene by in-situ SAXS and WAXS measurements
通过原位 SAXS 和 WAXS 测量研究α反式-1,4-聚异戊二烯的拉伸诱导相变
  • DOI:
    10.1007/s10965-014-0576-3
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
    Journal of Polymer Research
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    翁更生;吴锦荣;徐玉赐;包锦标;黄光速;陈忠仁
  • 通讯作者:
    陈忠仁
嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王 健;卢宇源;徐玉赐;阮永金;李良一;安立佳
  • 通讯作者:
    安立佳

其他文献

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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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