胶束破裂动力学和Bola型表面活性剂自聚的计算机模拟

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1、摘要胶束破裂动力学和BoIa型表面活性剂自聚的计算机模拟在本文中，我们利用耗散粒子动力学的方法研究了大胶束的破裂过程。通过改变双亲分子之间的头头排斥作用对初始构型为表面活性剂H4T3形成的胶束进行胶束破裂的计算机模拟。针对实际破裂时间点附近，计算出Minkowski泛函中四个可靠参数随时间的变化曲线。定量分析了头头相互作用对胶束破裂过程的影响，找出不同头头相互作用力下胶束破裂过程必经的四个阶段，并研究尾链大小在破裂动力学中的作用。模拟的结果证明：依靠表面活性剂的结构特点，破裂过程的第一、二、三阶段具有特殊的动

2、力学特征。表面活性剂的结构控制着胶束破裂的过程，同时它也控制着平衡状态下胶束的大小和形状，特别是对于第二阶段。由于绝大多数情况下第二阶段决定了破裂过程中胶束的寿命，所以我们认为分子堆积参数不仅影响着胶束的形状和大小，也影响着胶束破裂的动力学特性。对于具有两个亲水基的一类特殊Bola型表面活性剂来说，我们利用耗散粒子动力学模拟了不同大小亲水基和疏水基组成的Bola型表面活性剂分子构型的自聚。根据Bola型表面活性剂的结构特点，我们观察到了它们不同的自聚形态。根据堆积参数，我们建立了量化模型用以定性分析其白聚结果

3、。我们的研究证实，Bola型表面活性剂自聚过程可以用量化模型很好地解释。I摘要关键词：胶束破裂；耗散粒子动力学；Bola型双亲分子ABSTRACTComputersimulationsofmicellefissionandself-assemblyofBolasurfactantsInthiswork，westudythefissionprocessoflargemicellesusingdissipativeparticledynamics(DPD)．Inthesimulationsofmicellesfi

4、ssion，wepreparedalargemicelleastheinitialconfigurationself-assembledofH4T3surfactantsforfurtherfissionandchangedthehead—headrepulsiveinteractiontostrongervalues．WegottheaveragetimeevolutionsoftheMinkowskifunctionals，includingvolume，surfacearea，integralmeanc

5、urvature，andEulercharacteristicforatypicalmicellefissionprocess．Wefindouttheeffectsofhead-headinteractionduringthefissionprocessandthereexistfourdifferentstagesduringafissionprocessingeneral．ThenwesimulatedanothermicellesfissionaggregatedofH4T4withtwodiffer

6、entshapestostudytheeffectsoftailsizeinfissiondynamics．Thesimulationresultsdemonstratedthatthefirst，secondandthirdstagesarecharacterizedwithdistinctdynamicfeatures，dependingonthesurfactantarchitecture．ItisfoundthatIIIABSTRACTsurfactantsarchitecturecontrolsth

7、emicellefissionprocess，especiallyforthesecondstage，similartothewayitcontrolsthesizeandshapeoftheaggregatesatequilibrium．Sinceformostcaseitisthesecondstagedominatingthelifetimeofamicelle，wesuggestthatthemoleculepackingparameterisnotonlyapredictoroftheshapean

8、dsizeofaggregates，butalsoapredictorofkineticpropertiesformicellefission．Additionally,westudiedaspecialsurfactant-Bolasurfactant，whichhastwohydrophilicheadswhilethetraditionalsurfactanthasonlyonehead．We