泰科云講堂 | 高分子及橡膠材料模擬應(yīng)用方案
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傳統(tǒng)的材料研發(fā)需要大量的實驗，這不僅會拖慢研發(fā)時間，還會造成極大的試錯成本。分子模擬是對真實分子系統(tǒng)的計算機(jī)模擬，許多通過實驗很難得到或無法得到的數(shù)據(jù)，通過模擬卻可以輕松地獲得，因為計算機(jī)可以清晰地展示分子的微觀結(jié)構(gòu)和計算材料力學(xué)性能等。真實分子的構(gòu)象除了受勢能影響外，還受到外部因素如溫度、壓力等條件的影響。分子模擬方法模擬原子的擴(kuò)散、相變、薄膜生長、表面缺陷等過程，可得到原子結(jié)構(gòu)因子、狀態(tài)方程、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、熱容和焓等物理量。
分子動力學(xué)模擬能夠在分子尺度上追蹤微觀結(jié)構(gòu)演變，這有助于理解復(fù)合材料流體的流動過程，實現(xiàn)對流體流動和結(jié)構(gòu)變形的準(zhǔn)確表征，進(jìn)而為在分子水平上建立材料的結(jié)構(gòu)-流變性能關(guān)系，確定各類流變學(xué)行為的結(jié)構(gòu)機(jī)制提供有效方法。
本次云講堂，北京泰科科技邀請來自北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院李豪祥博士和北京泰科技術(shù)總監(jiān)鄭宏博士，就分子模擬在高分子及橡膠材料領(lǐng)域的應(yīng)用做相關(guān)的主題分享。
【時 間】：2024年4月25日 上午10:00-11:30
【參會形式】：騰訊會議
報告內(nèi)容：
題目一：
聚合物納米復(fù)合材料流變性能的分子動力學(xué)模擬
主講人：
李豪祥 北京化工大學(xué)博士研究生，材料科學(xué)與工程學(xué)院，主要研究方向為聚合物納米復(fù)合材料流變性能的分子動力學(xué)模擬，以第一作者在Macromolecules, J. Phys. Chem. B, Polymer等期刊發(fā)表多篇論文。
主要內(nèi)容：
(1) 研究背景
(2) 聚合物納米復(fù)合材料的剪切變稀行為
(3) 聚合物納米復(fù)合材料的應(yīng)力過沖行為
(4) 界面強(qiáng)度對復(fù)合材料流變行為的影響
(5) 機(jī)器學(xué)習(xí)@分子動力學(xué)模擬
報告摘要：
結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系以及加工過程對這種關(guān)系的影響在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)主導(dǎo)著我們對多相多組分聚合物材料的理解。填充納米粒子的聚合物納米復(fù)合材料是一類重要的多相多組分材料，深入了解這類材料的結(jié)構(gòu)、動力學(xué)和流變行為對于從根本上理解其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系至關(guān)重要。納米粒子的引入帶來分子鏈和納米粒子的局部重排以及隨后新（瞬時）微域的形成，進(jìn)而造成了聚合物納米復(fù)合材料多層次、多尺度和多相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。這些因素給聚合物材料本已復(fù)雜的流變行為增加了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。實驗表征方法難以準(zhǔn)確的表征整鏈尺度以下的微觀結(jié)構(gòu)變化，這使得宏觀性能的微觀解釋變得困難，進(jìn)而阻礙了聚合物納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的建立。分子動力學(xué)模擬能夠在分子尺度上追蹤微觀結(jié)構(gòu)演變，這有助于理解復(fù)合材料流體的流動過程，實現(xiàn)對流體流動和結(jié)構(gòu)變形的準(zhǔn)確表征，進(jìn)而為在分子水平上建立材料的結(jié)構(gòu)-流變性能關(guān)系，確定各類流變學(xué)行為的結(jié)構(gòu)機(jī)制提供有效方法。我們采用分子動力學(xué)模擬方法對剪切流動下聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能轉(zhuǎn)變進(jìn)行研究，建立聚合物納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與其宏觀流變行為的聯(lián)系。
題目二：
高分子材料研究中Materials Studio軟件的應(yīng)用
主講人：
鄭宏 博士，北京泰科博思科技有限公司 技術(shù)總監(jiān)
主要內(nèi)容：
(1) Materials Studio在高分子材料模型建立方面應(yīng)用
(2) Materials Studio在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)分析方面的應(yīng)用
(3) 應(yīng)用案例包括：擴(kuò)散性質(zhì)預(yù)測、力學(xué)性質(zhì)預(yù)測、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)預(yù)測、熱導(dǎo)和電導(dǎo)性能預(yù)測
(4) 高分子材料結(jié)構(gòu)及性能預(yù)測流程設(shè)計平臺
報告摘要：
Materials Studio多尺度材料設(shè)計平臺應(yīng)用在高分子科學(xué)的各個方面，包括模擬高分子溶液、表面和薄膜、非晶態(tài)、晶態(tài)、液晶態(tài)、共混體、嵌段共聚體、界面、生物聚合物、高分子中的局部運動、液晶高分子的流變學(xué)、力學(xué)性質(zhì)和電活性等。Materials Studio廣泛應(yīng)用于高分子材料分子模擬研究中。
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關(guān)于Materials Studio：
擁有完善的建模和模擬工具，能夠幫助材料科學(xué)與化學(xué)領(lǐng)域的研究者對材料中原子和分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測。
利用BIOVIA Materials Studio，各工業(yè)領(lǐng)域的研究者能對所有的材料類型，如制藥、催化劑、高分子及復(fù)合材料、金屬及合金、電池及燃料電池、納米材料等進(jìn)行設(shè)計，以獲取更佳的性能。
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主要特點：
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(4) 提供了多尺度的模擬工具
(5) 運行方式非常靈活
(6) 具有完善的技術(shù)支持
關(guān)于北京泰科：
北京泰科博思科技有限公司（Beijing Tech-Box S&T Co. Ltd.）成立于2007年，是國內(nèi)領(lǐng)先的分子模擬及虛擬仿真綜合解決方案提供商。
北京泰科博思科技有限公司與國際領(lǐng)先的模擬軟件廠商、開發(fā)團(tuán)隊深入合作，為高校、科研院所和企業(yè)在材料、化工、藥物、生命科學(xué)、環(huán)境、人工智能及數(shù)據(jù)挖掘、虛擬仿真教學(xué)等領(lǐng)域提供專業(yè)的整體解決方案。用戶根據(jù)需要在我們的平臺上高效的進(jìn)行各種模擬實驗，指導(dǎo)實際的生產(chǎn)設(shè)計。
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