自推进聚合物链体系的结构与动力学行为研究

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaov705
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来对活性物质系统的研究引起了研究者极大的兴趣。活性物质可以通过消耗外界环境中的能量来实现自身的驱动。目前,从根本上理解这些自驱动系统的行为依然是该领域亟需攻克的难题。其中一个被广泛研究的系统是由细长的聚合物链构成的活性纤维。这些活性纤维表现出有趣的结构、动力学和集体行为。活性体系的应用前景广泛,不仅可以用于医药研究,还可用于环境治理。本工作采用分子动力学模拟方法,研究了自推进聚合物链的构象和动力学行为以及自推进聚合物链在受限环境中的动力学行为。本论文的主要内容分为以下章节:在第一章,首先介绍了活性物质,然后简要概括了活性聚合物链体系近几年国内外相关的研究进展,以及受限环境中的活性体系近几年的相关研究进展。在第二章,首先详细介绍了本工作主要使用的模拟方法——分子动力学模拟,并对分子动力学模拟的过程进行了简要的说明,并且详细介绍了分子动力学模拟的核心方程及常用算法,最后介绍了模拟前所需确定的力场以及周期性边界。在第三章,研究了自推进聚合物单链的构象和动力学行为。在二维的平面中放置一个周期性边界的方盒,方盒中随机放入一个由被动粒子和活性粒子组成的聚合物链,活性粒子等间距放置,研究活性粒子数目以及链的刚度和活性力大小对链的构象及动力学行为的影响。通过分析聚合物链的平均回转半径、聚合物链的均方位移随时间的变化图像、聚合物链的扩散系数随刚度及活性力的变化曲线,把体系的构象区分为四种:卷曲态、过渡态、随机态、伸长态。在第四章,研究了自推进聚合物链在微管受限环境中的动力学行为。详细探讨了聚合物链的质心位移,聚合物链的均方位移随时间的变化图像,以及聚合物链的扩散系数随刚度及活性力的变化曲线。分析得出:在特定的参数条件下,一定的活性粒子数目,刚度及活性力下,体系可以发生长期稳定的定向移动。最后总结了本论文的工作,并对后续工作进行了展望。
其他文献
近年来,高次谐波的产生作为一种极端的非线性效应逐渐被人所熟知,相关的研究如火如荼,方兴未艾。强激光作用于气体介质上时,非线性效应随之发生,随后,上百阶的高能谐波光子辐射而出。作为一种相干的宽谱高能光源,它可以用来产生阿秒脉冲(10-18s),它也可以在百电子伏附近及以下的波段部分代替同步辐射光源,甚至在一定程度上优于同步辐射光源。随着研究的深入,气体介质密度低,较难被电离,稳定性差等缺点逐渐暴露,
学位
化石燃料的燃烧所造成的日益严峻的能源危机和环境污染迫使人们去寻求一种绿色清洁的新能源。虽然太阳能、风能、潮汐能的开发和利用极大的改善了这一现状,但由于受季节和地域等因素的影响,这些能源的利用仍然受到了一定的限制。于是氢能作为一种能量密度高、燃烧产物无污染的清洁能源逐渐走进了人们的视野。传统的制氢方式包括甲烷重整、煤炭气化等仍无法做到真正的零碳排放。幸运的是,通过电解水的方式来制备氢气可以完美的解决
学位
核碎裂在空间辐射防护和重离子治疗中都是一种重要现象,并且近些年来针对中高能核碎裂的研究为核半径的测量提供了重要参数,因此对其的研究具有重要意义。而Si粒子作为银河宇宙射线(GCR:Galatic Cosmic Rays)粒子中一种引起生物学效应的主要成分,以及医学肿瘤治疗中一种能针对抗辐射性很强的肿瘤的重离子,关于其与复合靶发生作用弹核碎裂反应的研究,在不同能区的实验数据有待进一步完善。本实验主要
学位
地球是人类赖以生存的家园,人们在对太空不断的探索中,越来越关注空间天气的变化,发现太阳的爆发活动是造成空间天气变化的主要原因,其中日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)是最剧烈的太阳爆发活动,表现为从太阳日冕中抛射出大量的等离子体物质,传播到行星际空间扰乱近地环境的磁场,可以引起地磁暴,破坏通信系统,影响航天航空以及人类的生产生活。因此,准确预测CME到达地球的时间是太
学位
近年来,原子、分子产生的高次谐波在阿秒脉冲的产生、超快电子动力学追踪、分子轨道和结构成像等方面取得了成功的应用。然而,由于气体靶中原子和分子密度低,气体谐波的转换效率很低,限制了许多潜在的实验应用。为了打破这一瓶颈,人们开始关注固体谐波的产生。本文基于双色周期势的高次谐波产生,主要研究内容包括以下两个方面:(1)研究了由双色周期势产生的谐波最小值的电子动力学。结果表明,在双色场的驱动下,谐波谱的第
学位
Ds介子作为拥有c夸克和s夸克的含粲介子,对卡比博-小林-益川矩阵(CKM矩阵)的研究颇有意义。在Ds的众多衰变过程中,Cabibbo允许的Ds+→KS0KS0π+过程凭借着较大的分支比和低本底特性,使其成为研究Ds介子的重要衰变道。通过对该过程的振幅分析研究,不仅可以加深对Ds介子的理解,也可以更进一步的掌握此过程中可能存在的中间共振态如K*(892)+、a0(980)、f0(980)、f0(1
学位
量子点由于其优异的光电特性,在传感器、光电器件等诸多方面得到了广泛应用。本文研究掺锰量子点复合体系的载流子传输特性:在量子点和金属铜离子复合体系中,从掺锰量子点的磷光强度和寿命光谱出发,揭示了铜离子诱导掺锰量子点磷光淬灭的动力学机理,高效地操控了两者之间的电子转移过程;在量子点和聚合物复合材料中,通过改变激发光的光子能量,调控了掺锰双钙钛矿量子点和共轭聚合物之间的电荷载流子动力学,包括电子转移和空
学位
以18世纪詹姆斯·瓦特的改良蒸汽机为契机,英国开始了工业革命。从此,机器代替人类的劳动力,西洋进入近代资本主义经济社会。人们从信仰神的教会中走出来,开始正视生命与自然的问题,并热衷于学习先进的科学知识。卡雷尔·恰佩克在他1920年发行并在第二年首演的SF戏剧《R.U.R》中,首次使用了“机器人”一词。此后,“机器人”一词成为象征着SF文学作品的存在。被称为“微型小说之神”的星新一的作品中也多次出现
学位
从古至今,对日本学者来说,完全明确地把握中国的全貌是一件极为困难的事情。中国幅员辽阔,情况又相对复杂,所以即使是亲身到中国旅行过的日本学者也只能了解中国的一部分。于是,日本文学家们在各个领域写了很多作品来反映中国的社会面貌。明治时代以来,日本文学受西方文学的影响,在近代化的过程中比中国先迈出了一步。西方文学就成了日本文学的典范,很多日本文学家开始学习西方文化。即使在这样的学习西方的风潮下,也有像夏
学位
晋北地区白家杂割是在上世纪八九十年代当地赫赫有名的一家地方餐饮门店,在那个饮食行业正在崛起的年代,凭借对于商机敏锐的洞察力和精湛的传统技艺,白家族人率先占据了市场并迅速发展壮大。之后更是一度垄断了杂割市场,成为彼时最受追捧的饮食门店。然而好景不长,白家杂割仅仅维持了十余年的风光便因家族组织解体而迅速衰落。尽管如今门店尚存,但更多地是作为当地民俗文化的一角,或是民众的符号记忆而存在。从家族组织民俗的
学位