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研究方向

材料设计与多重尺度模拟

学术带头人:邱枫  

    高分子材料的微观结构的预测:嵌段高分子被广泛用于制造热塑性弹性体、高抗冲工程塑料、汽车部件、压敏胶粘剂、油品添加剂等。近10年来,人们又发现可以利用嵌段高分子的这些有序微相结构(其尺度通常在几十纳米左右)作为模板(template)来制备规整的人工微结构,例如,纳米点或纳米管的阵列、无机介孔分子筛、光子晶体等。微观上嵌段高分子材料会保持双相甚至多相结构,而且其微观相结构往往异常丰富,对这些微观结构生成的动力学途径的预测有助于我们更好地设计具有特定功能的高分子材料。但是要精确可靠地预测其形态结构将是对理论工作的极大挑战。我们应用目前国际上最成功的预测高分子材料微观结构的方法—自洽场方法来组合搜索可能出现的新的微观相结构。
    高分子材料的力学和加工性能的计算:高分子材料的最终使用性能在很大程度上取决于成型加工(注射、挤出等)中受到的热历史及剪切等外场流变史所导致的相结构对应的形态,材料的加工不仅仅是为了成型这样一个单纯的物理过程,同时也是一个性能调控过程,因此对温度场、外部流场等导致高分子复杂流体的相形态结构流变学及其力学性能的研究一直是凝聚态物理及高分子科学的前沿领域。我们根据含时自洽场方程,引进外场研究线型链、长支化链、星型链等链拓扑结构体系的粘弹流变行为。研究多峰分子量分布(多分散)体系的流变学和力学行为,为实际工业生产中的聚烯烃的成型加工工艺过程提供理论指导。对相分离高分子共混体系、含无机纳米粒子的高分子填充体系以及嵌段共聚物等非均相体系的流变学和力学行为给出成功的预测。  


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