在高分子材料中,填充了纳米粒子的复合材料在光学、力学等方面有着更加优异的性能。近年来也有诸多的科研工作者围绕着纳米复合材料开展了相应的工作。作为聚合物纳米复合材料的重要成分,特定的纳米粒子分散状态对于优化这种复合材料的性能是至关重要的。为了增强无机纳米粒子与聚合物基底的相容性,一般的做法是共价地接枝与基底相近或相同的聚合物链到纳米粒子的表面。接枝的配体链会起到稳定纳米粒子的作用。那么配体链的分散性是否会影响纳米粒子在基底中的分散性呢?目前已有研究报道过了纳米粒子表面接枝单分散性的配体链和双分散性配体链,他们发现接枝双分散性配体链的纳米粒子所填充的体系更加稳定。除此之外,也有科研工作者计算了接枝多分散性聚合物链的纳米粒子之间的平均力势。他们发现,接枝配体链的多分散性不仅缓解了纳米粒子表面附近的聚合物单体的拥挤程度,而且长链的存在引入了长程的空间排斥,从而改变了接枝层对基底高分子的浸润性。因此接枝多分散性聚合物链的纳米粒子较接枝单分散性聚合物链所填充的体系更加稳定。但是纳米粒子在多分散性聚合物链的体系中接枝过程的细节是怎样的?纳米粒子对配体链的链长是否有选择性?与接枝单分散性聚合链相比,接枝多分散性聚合物链的纳米粒子表面的接枝密度如何?这一系列重要的科学问题迄今仍没有确定的答案。我们采用分子动力学模拟的方法,利用grafting-to反应模型,模拟配体链接枝到纳米粒子表面的过程,旨在探究纳米粒子在投料多分散性聚合物链的体系中对配体链链长选择性的问题。在本篇论文中,我们通过构建多分散性聚合物链与纳米粒子结合的接枝反应模型,阐明了接枝配体链的接枝密度、多分散性指数和链长分布随着投料聚合物链所产生的变化。我们的研究表明接枝密度对投料聚合物链平均链长存在线性依赖性。我们也明确地证明了纳米粒子在反应后期对短链的选择性。结果还表明,每个单独纳米粒子上的配体链的多分散性通常要高于投料聚合物链的多分散性。此外,与接枝单分散链的模拟体系相比,多分散性聚合物链在接枝反应过程中更容易结合。因此,投料相对较高的多分散性的聚合物链有利于提高纳米粒子的接枝密度。我们的研究有助于阐明纳米粒子表面接枝聚合物链多分散性的原因,并可为精确地调节纳米颗粒上配体链的多分散性提供有效的指导。