端点附壁自避行走的计算机模拟

自避行走(self-avoiding walk,简称SAW)是一种重要的模型,在数学上与简单随机行走有极大不同。由于已行走的路径不能再次被占据,SAW不再是一种Markov链。因此,一般来说,涉及到SAW的问题往往很难得出严格的解析表达式。然而,SAW模型在物理学、化学、生物学中有广泛的应用。例如在材料科学和生命科学中十分重要的高分子就可以用SAW作为一种基本模型。当一条高分子链的一个端基吸附在某一固体壁上,就可以用端点附壁的随机行走来表示。若高分子链采用SAW作为模型,其行为的预示目前仅限于采用计算机“实验”的方法。本工作在新的计算机“实验”数据基础上,提出了消除奇偶效应的方法,得到了一些新结果。     

各种格点上的端点附壁随机行走

自1905年Pearson正式提出随机行走(RW)的概念以来,在数学上已经进行了广泛深入的研究,并扩充至物理、化学、生物、工程、商业和社会科学等许多领域.由于实际应用的需要,产生了对受限RW问题的研究.其中,端点起始于某一不可穿透壁,而受限于此壁的RW,可以作为最简单的受限RW问题之一.例如,高分子吸附时形成的尾形链,蛋白质受体上环链的形成,都可直接与这类受限随机行走模型相联系.然而,这一受限RW的基本问题并没有得到系统而简明的解答.作者等曾对端基附壁RW进行了研究,但仅限于最简单形状的格点,因此有必要加以扩充,推广至各种不同的格点.本工作表明,格点的几何特征容易与扩散方程中的扩散系数相联系,从而可以导出允许路径的密度函数及行走均方末端距等基本数学物理量.     

高分子链排斥体积效应的随机研究

本文运用随机过程理论,对高分子链构象中的一个重要问题——高分子链的排斥体积效应加以研究,并且指出,在讨论排斥体积效应时,用Brown运动建立起来的高分子链数学模型仍然有效。从n维Brow运动这个数学模型出发,我们提出了高分子链排斥体积效应的概率理论,定义了在考虑排斥体积效应时,高分子链构象的数学模型所具有的部分转移密度:     

高分子物理

高分子物理是一门新兴的边缘学科,它主要研究高分子的结构和性能以及它们两者之间的关系,其目的是合理使用高分子材料和有目的地去制造各种高分子材料。《高分子物理》一文详细介绍了高分子物理的主要理论,诸如分子链构象、溶液理论和橡胶弹性理论等等,以及研究高分子的种种实验技术。     

各种孔结构活性炭吸附极性有机分子的~1H和~(13)C NMR研究

用高分辨核磁共振研究被吸附在固体表面的分子表明其共振频率与自由分子不同。这种变化表示在吸附过程中,分子中电子分布受到干扰,特别是当分子对固体表面有优先取向的情况下,各种关能团中核磁共振的频率变化更明显。对被吸附在各种孔结构活性炭中的汽油和烃口的NMR研究揭示出被吸附分子以两种状态存在。根据被吸附的链状烷烃中化学环     

二氧化碳、甲醇及氮在几种硅胶上的吸附

多孔质固体的表面在吸附质临界点以下的温度吸附气体时,由等温吸附线可说明蒸气在固体表面上的吸附状态,最初是单分子层、多分子层,当孔隙中有一定分子层厚度时,发生毛细管凝缩作用,最后表面上所有的孔隙都为液体所充满。我们用五种表面孔隙     

Li/Li(100)体系的吸附与表面扩散的对势研究

原子、分子同固体表面的相互作用是多相催化,气体腐蚀,分离以及晶体生长等领域研究中的一个重要课题,从分子水平上进行理论研究,不仅有助于认识吸附质和表面相互作用机理,而且可以获得吸附、表面扩散等动力学信息。尤其是台阶缺陷表面对吸附、扩散扰动的研究,使我们对气固吸附本质有进一步的认识。     

聚对苯撑对苯二甲酰胺液晶的中介相转变

近年来,高分子液晶方面的研究引起了人们的极大兴趣,特别是对位芳香族聚酰胺浓溶液的液晶性质已成为目前研究的主要课题之一。对于芳香族聚酰胺溶液来说,由于分子链的刚硬性而在溶液中具有近于棒状的构象,当超过临界浓度时可由各向同性溶液转变成各向异性溶液,有序区域中分子链是沿链长度方向呈一维有序排列,从而形成溶致性向列型液晶。已     

表面手性现象的STM研究

表面手性现象研究是一与表面物理、表面化学、结构化学、立体化学等学科密切相关、在基础和应用研究方面均具意义的重要领域. 近年来, 利用STM等现代分析手段, 该领域的研究取得了显著进展. 结合我们的近期研究工作, 概述了目前利用STM技术进行表面手性现象研究的代表性结果, 包括表面手性分子的绝对构象判定、二维组装结构和由分子吸附引起的特殊手性表面结构等, 并对该领域的未来发展进行了展望.     

吸附于铜表面的一氧化碳的平衡位置、结合能和芯电子能级移动——简化的集团模型研究

一、模型定量地研究原子(或分子)和固体表面之间的互作用,对于了解在表面上发生的吸附过程和化学反应极为重要。对一个真实的由吸附物和固体衬底组成的体系作精确的量子力学处理是不可能的,所以必须引入一些简化和近似,使这样一个多体体系可介。     

聚合物链构象熵的蒙特卡罗模拟计算

本工作提出了一种聚合物链构象熵的蒙特卡罗模拟计算方法。在三维简单立方格子内计算了链长302以下的无规自避行走链的熵。在链长5～12时本方法得到的熵数值和直接计数构象数目得到的准确熵值完全符合。对星形链和支化链也进行了研究,并且和线型链作了比较。     

接枝高分子对纳米-生物界面黏附性能的调控

接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为在生物医学领域具有广泛应用,相关研究也具有重要的理论意义,从而获得了持续的关注.本文对接枝高分子调控纳米-生物界面的黏附行为所涉及的物理化学机制进行了梳理.通过在纳米药物表面接枝聚合物,可以抑制生物小分子的随机吸附,从而减少蛋白冠厚度,减轻免疫反应,延长药物的体内循环时间.此外,聚合物接枝还能改变药物载体的表面结构性能,从而提高其在生理组织中的输运效率.本文涉及的机理分为两大类:界面物理和界面化学.前者主要关注微观结构和形态,可以通过接枝密度、接枝长度、链拓扑等进行调节.本文着重介绍了与接枝聚合物的高熵特性密切相关的两种物理机制:熵弹空间位阻和链段动力学.后一类机理通过特殊的化学基团实现,特别是官能团的亲疏水性.通过在接枝链上加入适当的化学基团修饰,可以获得更好的稳定性和更强的生物分子吸附抑制.此外,通过化学基团对温度、光照、pH的依赖性,可以对接枝聚合物涂层的生物黏附性能进行动态调节,实现对外部刺激响应智能化.本文有望为该领域未来的基础理论研究和先进材料开发提供参考.     

氧化铝对长链正构烷烃的吸附性能

在将氧化铝用于重质油的族组分的制备分离研究中 ,发现氧化铝对长链正构烷烃有较强的吸附性能 .氧化铝的这一性能可能是由于 :正构烷烃可紧密地在氧化铝表面上展开 ,而一个正构烷烃分子可被氧化铝表面上的多个活性点吸附 .正构烷烃的链越长 ,氧化铝对其吸附的活性点越多 ,这样使得链越长的正构烷烃的氧化铝上有越强的吸附力     

电导法用于催化研究

由电导的变化提供固体表面和它们表面吸附分子之间电子传递的信息,已成为人们进行催化研究的“电子化学探针”之一.在多相催化和光催化的研究中,人们使用这种“电子化学探针”进行固体催化剂表面相结构的分析,研究气体在催化剂表面的化学吸附,讨论催化反应机理,揭示金属和载体之间的相互作用或影响催化反应的电子因素,等等.     

聚壬酰胺-苯酚-乙酸体系的粘度行为

柔性链高分子特性粘数[η]的温度、溶剂、分子量依赖性,目前以 Flory-Fox 理论与实验事实最相符合,即[η]=φ(■~(3/2))/Mx~3=K_θM~(1/2)x~3,式中■是在没有链段间和链段与溶剂分子间的相互作用时高分子链的均方末端距,M 是分子量,x 是溶胀因子,依赖于温度、溶剂和分子量。当链段间无远程相互作用时 x=1,φ是一个普适常数,K_θ对给定高分子是一个常数。但是 Flory-Fox 理论对聚酰胺溶液的粘度行为是否也适用,有两点理由可以置疑:(1)聚酰胺分子链的聚合度比较小,在10~2的数量级,(2)由于酰胺键的氢键作用,分子链的柔性可能比较差,因此与一般的无规线团高分子溶液的粘度行为很可能有所不同。由于聚酰胺溶剂的选择比较困难,溶液性质的研究做得很少。Liquori,Mele 曾研究过聚酰     

H_2O/γ-Al_2O_3吸附体系的热容及相变

当固体表面发生了吸附现象后,该吸附体系的热力学性质将有所改变。热容是一个重要的热力学函数。精确测定吸附体系在不同温度时不同吸附量的热容,可以研究固体表面与吸附质之间的相互作用、表征吸附质的形态及推断吸附层的结构。有关这方面工作的文献报道     

原子力显微镜研究高聚物结晶的最新进展

对高分子结晶过程的研究是高分子物理研究的一个重要方向,球晶是高聚物最典型的结晶形态之一,高聚物球晶的形成过程一般被描述为:（1）具有相似构象的高分子链段聚集在一起形成一个稳定的原始核（primary nuclei）;（2）随着更多的高分子链段排列到核的晶格中,核逐渐发展成一个片晶;（3）片晶不断生长,同时诱导成核（induced nuclei）出现并逐     

轴向扭转引起的DNA分子构象的屈曲

细胞中的DNA通常存在着超螺旋现象。这与这些高分子的结构受到的约束有关,例如环合、与蛋白体结合等。当一定的超螺旋数存在时,DNA的构象可能表现出两种反应:一种是超螺旋数转化为双螺旋扭转率的变化,但分子的空间构象不变;另一种则是DNA的空间构象发生显著变化。这些现象对于理解DNA在细胞中的组织及功能具有重大意义。     

烷氧基取代苯甲酸甲酯有序膜结构的STM研究

利用扫描隧道显微镜研究了3, 4, 5-三取代十二烷氧基苯甲酸甲酯(E12)和3, 4, 5-三取代十四烷氧基苯甲酸甲酯(E14)两种分子的自组装结构、组装层分子间相互作用以及两种分子共吸附在石墨表面时的组装结构. 两种分子均在石墨表面有序吸附, 分子在偶极-偶极相互作用下, 烷基链对插排列形成类二聚体的二维有序长程结构. 取代基数目的差异导致两种分子吸附结构不同. 两种分子混合在石墨表面吸附时, 各自形成不同的畴区, 呈相分离状态.     

高分子材料的表面改性

高分子材料表面是介于高分子材料本体和外部环境之间的相边界，在许多时候高分子材料表面的物理和化学性质对其应用有至关重要的影响。以聚烯烃（主要是聚乙烯与聚丙烯1类塑料为例，其表面具有化学反应性低、极性小、表面能低、憎水等特点。如果不经过改性处理．塑料制品就很难进行粘接、电镀、涂饰、层压、印刷等二次加工，这会大大缩小其应用范围。近年来．关于高分子材料在生物医学上的应用研究很多，但普通高分子材料表面的生物相容性很差，如不经过表面改性而直接应用会发生不希望的蛋白质吸附和细胞粘附等问题。