高分子グラフト化ナノ粒子の多形に及ぼす重合体の自由エネルギーの影響【JST・京大機械翻訳】

Ishiyama Masanari; Yasuoka Kenji; Asai Makoto

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202215699873579 整理番号：22P0283651

高分子グラフト化ナノ粒子の多形に及ぼす重合体の自由エネルギーの影響【JST・京大機械翻訳】

Impact of Free Energy of Polymers on Polymorphism of Polymer-Grafted Nanoparticles

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発行年： 2022年02月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年02月02日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

高分子グラフト化ナノ粒子(PGNP)に焦点を当てた。PGNPは,ナノ粒子のハードコアと表面上のグラフト化高分子のソフトコロナの2つの異なる層から成る。これら2つの異なる層を有するPGNPsは,星状重合体および硬質球と同様の挙動を有すると予測した。PGNPs間の相互作用は,それらのグラフト密度とグラフト高分子鎖の長さ,Nに強く依存する。したがって,PGNPは多型を示す可能性がある。さらに,PGNPから作製した結晶は,グラフト化高分子の絡み合いにより構造的に強靭になることが期待される。PGNPの結晶多形を分子動力学シミュレーションを用いて調べた。グラフト化高分子鎖の長さに依存してFCC/HCPとBCC結晶を見つけることに成功した。Nが小さいとき,PGNPは硬球のように振舞う。形成された結晶はFCC/HCP構造中に配置され,Alder転移において観測された相転移のような。Nが十分に大きいとき,グラフト化高分子の自由エネルギーの増加はもはや無視できない。このように,これらの系で形成された結晶はBCC構造中に配置され,FCC/HCPより低い密度を有する。Nが小さすぎるか大きくないとき,PGNPの濃度が低いとき,FCC/HCP構造が観測されるが,PGNPの濃度が系の圧縮とともに高くなるとき,相転移が起こる。さらに,グラフト化重合体の自由エネルギーの増加はもはや無視できず,結晶はBCC構造中にそれ自身を配置する。また,PGNP結晶の格子間隔は,鎖長によって容易に,そして広く制御できることが明らかになった。これらの結果は,多くの将来のシミュレーションおよびPGNP結晶の実験的研究において,重要な役割を果たすはずである。【JST・京大機械翻訳】

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, , , , , 【Automatic Indexing@JST】

計算機シミュレーション , 高分子固体の力学的性質

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