半刚性高分子相行为的场论模拟及其应用

目前，自洽场理论描述柔性高分子凝聚态形态已取得了巨大成功，然而，对半刚性高分子的研究却十分有限。实际运用的高分子体系中很多存在一定程度的链刚性，例如，应用于电子或光子器件的含共轭键嵌段高分子，合成多肽，蛋白质，聚电解质及DNA等。本项目用蠕虫链代替柔性高分子的高斯链模型，发展半刚性高分子的自洽平均场理论。由于采用蠕虫链构象考虑刚性分子的连接特性，与柔性高斯链相比，链段分布函数所满足的扩散方程中增加了描述刚棒取向的参数，从而极大地加大了其数值求解难度。因此，探索从实空间及球谐空间对取向矢进行离散，寻求半刚性高分子自洽场方程的精确、高效的数值解法，解决这一公认的难题，以期成功预测含有刚性的高分子本体、受限、接枝及带电情况下的相结构及相行为。这一方法将为研究特殊光电子材料，高分子/纤维复合材料的制备和应用及高分子科学家理解生命体系的本质提供理论指导。