單一高分子在接枝表面的吸附現象-分子模擬

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姓名

程志文(Chi-Wen Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

單一高分子在接枝表面的吸附現象-分子模擬

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摘要(中)

高分子的吸附現象由於應用範圍的廣泛，引起廣泛的研究興趣。例如在生醫材料的應用，植入人體的人工組織，會因生物高分子(Biopoymer)的吸附而降低使用壽命，因此考慮在組織上接枝其它分子，達到排拒的效果。另外在生物晶片上的應用，也是類似的原理，利用接枝DNA對於DNA中某一段有引力作用而發生吸附。
高分子的吸附的相關文獻中，曾對非均勻表面(Random Surface)作過探討。在接枝的情形下，我們不知是否遵守和非均勻表面相同的尺度定律(Scaling Law)。我們的研究是使用漲落鍵模式(BFM)及蒙地卡羅法(MC)，研究單一高分子在接枝表面的吸附現象。我們使用在1982年Eisenrieger、Kremer、和Binder提出的尺度定律、並找出f值。另外Sumithra & Baumgaertner在1998年針對吸附位址隨機機分佈的不均表面進行高分子吸附模擬，他們所設定的表面和我們不相同，但在吸附位址減少的情形卻是相同的，因此我們嘗試使用他們兩人提出的尺度定律，證明f值的正確。
在相轉移溫度的改變上，我們可以發現相轉移溫度會隨著接枝密度增加而呈線性下降，在Power Law的f值上也會隨著接枝密度越高而下降。接枝表面和非均勻表面的結果相同，由於模擬時間的關係，我們所設定的接枝分子長度並不是很長，它的效應和非均勻表面是非常接近，因此我們可以採用相同的尺度函數，將單一高分子的吸附行為加以描述。

關鍵字(中)

★ 單一高分子
★ 表面
★ 接枝
★ 吸附現象

關鍵字(英)

★ homopolymer
★ surface
★ grafted
★ adsorption

論文目次

第一章、緒論與文獻回顧………………………………………………1
1-1高分子吸附的重要性與分子模擬…………………………1
1-2高分子與吸附表面特性簡介………………………………1
1-3高分子在溶液中的行為……………………………………3
1-4單一高分子在均勻表面的吸附……………………………5
1-5單一高分子在不均勻表面的吸附現象……………………7
第二章、分子模擬的方法………………………………………………..9
2-1高分子模式…………………………………………………9
2-1.1連續模式…………………………………………...10
2-1.2晶格模式…………………………………………...12
2-2漲落鍵模式………………………………………………..13
2-3蒙地卡羅法………………………………………………..15
第三章、分子模擬的系統………………………………………………19
3-1模擬環境…………………………………………………..19
3-2模擬的技巧………………………………………………..21
3-3模擬程式結構……………………………………………..22
3-4系統物理性質……………………………………………..23
第四章、結果與討論……………………………………………………26
4-1鏈的結構…………………………………………………..26
4-2相轉移及吸附溫度………………………………………..26
4-3尺度分析與臨界指數……………………………………..27
第五章、結論與未來工作………………………………………………46
參考文獻……………………………………………………………..…47

參考文獻

1.許哲誠 , 以天然交聯劑(Genipin)交聯的生物組織材料表面性質的探討, 碩士論文, 中央大學(民國88)
2.P. G. de Gennes, Scaling Concepts in Polymer Physics(Cornell, Ithaca)(1979).
3.Kurt Binder, Monte Carlo and Molecular Dynamics Simulations in Polymer Science, Oxford University Press, NY(1995).
4.G.J. Fleer and M.A. Cohen Stuart and J.M.H.M. Scheutjens and T. Cosgrove and B. Vincent, Polymers at Interfaces, Chapman & Hall, London(1993)
5.Pik-Yin Lai, Static and Dynamics of a Polymer Chain Adsorbed on a Surface : Monte Carlo Simulation Using Bond Fluctuation Model, Phys. Rev. E 48, 5420(1994).
6.K. Sumithra and A. Baumgaertner, Polymer Adsorption on Planar Random Surfaces, J. Chem. Phys. 109, 1540(1998).
7.K. Sumithra and A. Baumgaertner, Adsorption of Random Copolymers : A Scaling Analysis, J. Chem. Phys. 110, 2727(1999).
8.Alexander Yu. Grosberg, and Alexei R. Khokhlov, Statistical Physics of Macromolecules, American Institite of Physics, xxii,84-85(1994)
9.E. Eisenriegler, Polymers Near Surface, World Scientific, Singpore,3-5(1993).
10.Richard L. Rowley, Statistical Mechanics for Thermophysical Property Calculation, PTR Prentice-Hall, NJ,215-274(1994)
11.E. Eisenriegler, K. Kremer, and K. Binder, J. Chem. Phys. 77, 6296(1982)

指導教授

曹恆光(Heng-Kwong Tsao)

審核日期

2000-6-26

推文