簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 曾品濂
Tzeng, Pin-Lian
論文名稱: 應用耗散粒子動力學模擬探討介面分子的鏈段比例於不同非極性溶劑比例之相態變化
Adopt Dissipative Particle Dynamics to Simulate the Chain Ratio of Surfactant in Different Ratio of Non-Polar Solvent to Achieve the Change of Morphology
指導教授: 張榮語
Chang, Rong-Yeu
口試委員: 吳建興
黃招財
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 耗散粒子動力學介面分子溶劑
相關次數: 點閱:2下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 介面分子會因為其雙親性分子間的性質不同,而會有自組裝和相分離的特性,學者們利用此特性來產生不一樣結構,但由於鮮少有文獻描述介面分子內親水端和疏水端比例對平衡相態產生的影響。因此本研究利用耗散粒子動力學來模擬介面分子在溶劑下的平衡相態,且介面分子的親水端帶有靜電力場並利用Ewald summation來表達其靜電作用力,以探討介面分子內的親水端和疏水端比例以及介面分子和溶劑比例對系統平衡相態的影響,再藉由剖面結構圖來討論形成的特徵結構。
    從模擬結果可以發現介面分子在溶劑不同比例中會產生X-shape、彎曲層板狀、網狀等特殊結構;而在介面分子中親水端和疏水端的不同比例也會形成不一樣結構的產生,如由微胞變球形結構、由彎曲層板變圓柱狀結構,因此可以知道在介面分子中,不只有溶劑比例會改變結構,且在介面分子內的分子比例也會造成影響,這對分子設計上和結構學有重大的影響,而所得到的新結構對於光電、醫藥、生物產業有很大的影響。


    摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 X 特殊符號表 XI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 4 1.3 介面活性劑的簡介 5 1.4 耗散粒子動力學系統 8 第二章 文獻回顧 11 2.1 耗散粒子動力學模擬文獻回顧 11 2.2 耗散粒子動力學於介面分子在溶劑中的文獻回顧 14 2.3 靜電力於耗散粒子動力學的文獻回顧 20 第三章 研究方法 24 3.1 耗散粒子動力學基本理論 24 3.1.1 耗散粒子動力學的模擬流程 25 3.1.2 運動方程式的數值方法 27 3.1.3 週期性邊界 28 3.2 耗散粒子動力學力場 31 3.2.1 粒子間作用力 31 3.2.2 粒子內作用力 33 3.3 加速運算方法 34 3.3.1 程式編譯加速方法 34 3.3.2 電腦加速方法 36 3.4 性質統計 37 3.5 靜電力的介紹 39 3.6 Ewald summation的介紹 41 第四章 模擬系統架構 47 4.1 耗散粒子動力學模擬系統驗證 47 4.2 Ewald Summation數學式驗證 53 4.3 耗散粒子動力學靜電力系統 58 第五章 結果與討論 60 5.1 介面活性分子在不同親水端和疏水端比例與不同溶劑比例 60 5.1.1 H1T1加入不同溶劑比例 62 5.1.2 H1T2加入不同溶劑比例 66 5.1.3 H1T3加入不同溶劑比例 70 5.1.4 H1T4加入不同溶劑比例 74 5.2 模擬系統之平衡相態統整 78 第六章 結論與未來展望 79 參考文獻 81

    1. 智慧型手機。網址:
    http://tw.image.search.yahoo.com/images/
    2. R. A. L. Jones,” Soft Condensed Matter,”New York Oxford University,2002
    3. C. L. Lo, S. J. Lin, H. C. Tsai, W. H. Chan, C. H. Tsai, C. H. D. Cheng and G. H. Hsiue, “Mixed Micelle Systems Formed from Critical Micelle Concentration and Temperature-Sensituve Diblock Copolymers for Doxorubicin Delivery,” Biomaterials, 30, 2009
    4. H. Y. Hsueh , H. Y. Chen , M. S. She, C. K. Chen, R. M. Ho , Shangjr Gwo,Hirokazu Hasegawa and Edwin L. Thomas , ”Inorganic Gyroid with Exceptionally Low Refractive Index from Block Copolymer Templating,” Nano letters,10, 2010
    5. 介面活性劑之原理與應用。網址:
    http://www.nchu.edu.tw/
    6. P. J. Hoogerbrugge and J. M. V. A. Koelman, ” Simulating Microscopic Hydrodynamic Phenomena with Dissipative Particle Dynamics,” Europhysics Letters ,19, 1992
    7. X. Li, J. Guo, Y. Liu and H. Lianga, ” Microphase Separation of Diblock Copolymer Poly(Styrene-B-Isoprene):A Dissipative Particle Dynamics Simulation Study,”J.Chem.Phys,130,2009
    8. P. Espanol and P. B. Warren, ” Statistical Mechanics of Dissipative Particle Dynamics,”Europhysics Letters ,30,191 1995
    9. R. D. Groot and P. B. Warren, ” Dissipative Particle Dynamics: Bridging the Gap between Atomistic and Mesoscopic Simulation,”J.Chem.Phys,107 1997
    10. 鄢立傑。耗散粒子動力學模擬帶支鏈官能基團高分子與線性高分子共混系統之相態衍變,國立清華大學化學工程研究所碩士論文,2010
    11. J. G. Gai, H. L. Li, C. Schrauwen and G. H. Hu, “ Dissipative particle dynamics study on the phase morphologies of the ultrahigh molecular weight polyethylene/polypropylene/poly(ethylene glycol) blends.” Polymer, 50, 2009
    12. R. D. Groot and T. J. Madden, ” Dissipative Simulation of Diblock Copolymer Microphase Separation”J.Chem.Phys.108,1998
    13. H. Wu, J. Xu, X. Feng, H. Y. Zhao and H. Wen, ” Mesoscopic Simulation of Self-Assembly in Surfactant Oligomers by Dissipative Particle Dynamics”Colloids and Surfaces ,290,2006
    14. C. I. Huang, Y. J. Chiou, Y. K. Lan,” Phase behavior of an amphiphilic molecule in the presence of two solvents by dissipative particle dynamics,”Polymer, 48,2007
    15. Y. Li , Y. Guo ,M, Bao ,X. Gao, ” Investigation of interfacial and structural properties of CTAB at the oil/water interface using dissipative particle dynamics simulations,” Journal of Colloid and Interface Science ,361, 2011
    16. G. M. Minerva, E. Mayoral, M. E. Velázquez, and J. Alejandreb, " Electrostatic Interactions in Dissipative Particle Dynamics Using the Ewald Sums," J. Chem. Phys. ,125, 224107,2006
    17. C. Ibergay ,P. Malfreyt, and D. J. Tildesley, " Electrostatic Interactions in Dissipative Particle Dynamics: Toward a Mesoscale Modeling of the Polyelectrolyte Brushes, " J. Chem. Theory Comput. ,5, 3245,(2009).
    18. L. T. Yan and X. J. Zhang,” Dissipative particle dynamics simulations on overcharged cylindrical polyelectrolyte brushes with multivalent counterions, ” Soft Matter, 5,2009
    19. M. P. Allen and D. J. Tildesley, ” mputer Simulation of Liquids” ,1991
    20. 陳建彣。耗散粒子動力學模擬探討水分子的靜電感應作用對相態變化之影響,國立清華大學化學工程研究所碩士論文。2011
    21. M. Kawata and U. Nagashima, " Particle Mesh Ewald Method for Three-Dimensional System with Two-Dimensional Periodicity," Chem. Phys. Lett., 340, 165, 2001
    22. A. Bro´dka, " Optical Parameter Values of the Ewald Method with Electrostatic Layer Correction for Coulomb Interactions in Slab Geometry," J. Mol. Struct., 56, 2006
    23. R. D. Groot, " Electrostatic Interactions in Dissipative Particle Dynamics—Simulation of Polyelectrolytes and Anionic Surfactants," J. Chem. Phys. ,118, 11265 ,2003
    24. I. C. Yeh and M. L. Berkowitza, "Ewald Summation for Systems with Slab Geometry," J.Chem. Phys. 111, 3155, 1999

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE