振荡力作用下贫溶剂中高分子球状体的力学响应
采用标度理论与粗粒化分子动力学模拟研究了贫溶剂中单个高分子球状体在周期性拉伸力下的力学响应。恒定加载下,力增大在温度依赖的特征力处诱发一级球状体-拉伸转变并形成蝌蚪构象;周期性加载下延迟响应产生伸长滞后,滞后面积量化能量耗散,低于解折叠阈值时数据经平衡松弛时间重标度驱动频率后坍缩至普适主曲线,达到或超过阈值时紧凑态与拉伸态间的力诱导动态相变产生额外低频耗散峰。
采用标度理论与粗粒化分子动力学模拟研究了贫溶剂中单个高分子球状体在周期性拉伸力下的力学响应。恒定加载下,力增大在温度依赖的特征力处诱发一级球状体-拉伸转变并形成蝌蚪构象;周期性加载下延迟响应产生伸长滞后,滞后面积量化能量耗散,低于解折叠阈值时数据经平衡松弛时间重标度驱动频率后坍缩至普适主曲线,达到或超过阈值时紧凑态与拉伸态间的力诱导动态相变产生额外低频耗散峰。
研究报道了一种基于单手螺旋聚异腈的双相聚芳基异腈溶致液晶体系,其中聚异腈由炔烃-Pd(II) 催化的可控聚合制备。该介质的双相特性使 ΔRCSA 可在单一样品上通过单次一维 13C NMR 实验直接提取,无需专用仪器、装置或后校正。
推荐理由:该双相液晶介质让 ΔRCSA 可从单次一维 13C NMR 实验直接读出,省去专用器件与后校正步骤。
研究以平面环稠合硼掺杂多环芳烃B-PAH 1及其全碳类似物PAH 2为配对体系,在高定向热解石墨上测量薄膜态电子结构。B-PAH 1可形成有序单层、电脉冲诱导双层和蒸镀阶梯膜,其薄膜LUMO起始位置达−4.04 eV(相对真空),比PAH 2低1.27 eV。尽管未占据态更深,B-PAH 1的有效功函数反而比PAH 2小0.20 eV,这一薄膜表面能级差异的微观来源尚未明确。
研究提出一种面向定向自组装(DSA)的AI驱动闭环模拟框架,将三维Ohta-Kawasaki模型与贝叶斯优化、卷积神经网络筛选结合,利用实验跑道模板数据自动标定模型参数,平均模拟与实验误差低于1.5 nm并保持形貌一致性。
推荐理由:该框架把实验跑道模板数据接入贝叶斯优化与CNN筛选,自动标定DSA模型,平均模拟与实验误差低于1.5 nm。
研究以PM6:PYF-T-o:SEBS薄膜为模型体系,结合光学裂纹追踪、裂纹长宽比分析、水面断裂测试、裂纹尖端AFM与有限元分析,建立了弹性体增韧全聚合物光伏活性层的定量断裂分析框架。
利用时间分辨三维原子力显微镜(3D-AFM)直接观测了肽在软界面经二次成核(SN)机制于高定向热解石墨(HOPG)上逐层堆叠形成三维晶体的过程。研究揭示了成核位点、生长动力学、分子分辨率纳米结构、相变及交叉引晶生长等细节,为在石墨烯与 MoS₂ 等纳米材料上构建肽三维晶体架构提供了分子层面的依据。
将溴苯、1-溴-4-氯苯和1-溴-4-氟苯掺入涂覆于铜丝上的PS基体,构建分子修饰PS界面,使表面电势、功函数与摩擦电响应随溴代芳烃取代基系统性变化,并与UPS、KPFM及计算结果定量关联。
研究提出用准一维(Q1D)紧束缚模型描述单轴取向高分子薄膜的能带结构,以解释掺杂增加时霍尔效应由 p 型向 n 型的转变。该框架在较宽掺杂范围内使霍尔导出的载流子密度与其他独立测量结果吻合,而传统霍尔系数表达式 R_H = [n_H q]⁻¹ 在重掺杂高分子中会给出非物理的高载流子密度。
推荐理由:针对重掺杂导电高分子霍尔系数给出的载流子密度偏高问题,作者用准一维紧束缚模型重新解读霍尔效应,并与独立测量结果对照。
对胺-酯基动态共价网络(CAN)开展原子尺度分子动力学模拟,系统改变链段长度与交联密度,发现链长依赖呈非单调趋势,源于化学交联与拓扑约束的共同作用。原始路径分析显示拓扑约束相对交联点的空间分布存在差异;有无动态键交换体系的残余应力比与扭结数近似线性相关,表明永久网络连接相关应力比拓扑约束应力松弛得更高效。
研究提出一种物理引导的多通道输入方法,利用AFM测量中同步采集的辅助信号提升图像重建效率与精度。该方法将四个含互补物理信息的共采集通道输入轻量卷积神经网络,在7.0 Hz扫描速率下,四通道DnCNN的重建精度高于参数量约47倍的单通道Restormer,推理速度约快24倍。在EFM与PFM条件下,四通道输入在相同PSNR时将训练图像块需求降低约2至3倍。
对超过 120,000 篇氧化石墨烯(GO)文献全文应用 LDA 主题建模,识别出 GO 研究的八大宏观领域,并用神经主题建模刻画其粒度与异质性。用 LLM 对 8000 篇全文做参数抽取,即使提示词宽泛,相对人工验证仍达 94% 的 F1 分数。
对称 AnBn 星形聚合物熔体中,臂数 n 本身即可充当调控参数,驱动有序–无序转变(ODT)由二级变为一级。基于随机相近似建立六阶自由能展开并与 SCFT 计算对照,解析确定三临界臂数 ntc ≈ 5.4475:n < ntc 时转变为一级,(χN)ODT 在临界点附近以二次依赖关系移至 (χN)s 以下。该行为源于公共结点产生的臂间关联,且非整数三临界臂数可在星形聚合物二元共混物中有效实现。
研究不同厚度 h 的柔性及半柔性狭缝约束聚合物熔体中约束对拓扑与构象的影响,结形成概率在接近本体回转半径 h ≈ Rg,bulk 的中间厚度处出现最大值,在小 h 时消失、大 h 时趋近本体值。靠近边界处结形成增强,而缠结长度单调增大、构象逐渐扁平化。通过分层解析结构与拓扑性质,可由厚狭缝的分层性质重构出明确的厚度依赖性。
自洽场理论(SCFT)计算表明,在受挫ABC/ABC线性三嵌段共聚物二元共混物中引入A嵌段双分散性可提升分级超圆柱的整体相对稳定性,并依次稳定H3C、C4C、H4C和C6C相。在此基础上,C嵌段双分散性通过形貌选择性机制优先稳定基体中C嵌段拉伸不均匀性更严重的螺旋超圆柱相,显著扩大H3C与H4C的相区。该结果为多股螺旋超圆柱结构尤其是四重螺旋的实验制备提供了分子设计策略。
研究对比了四种聚合物配方(polyplexes)与一种脂质纳米颗粒(LNP)的体外内体逃逸行为,并用全原子(AA)与粗粒化(CG)分子动力学模拟区分它们与内体膜的相互作用模式。模拟显示疏水残基对纳米颗粒有利,并揭示了生物膜中阴离子脂质的作用。不同 polyplex 配方与内体膜的相互作用模式在模拟中被可视化,用于区分潜在的内体逃逸机制。
研究用 PLP–SEC 技术在 60 °C 下测定甲基丙烯酸甲酯(MA)与 DEGMEMA、MAA、MMA 共聚,以及丙烯酸(AA)与 DEGMEMA 共聚的组成平均链增长速率系数 kpcop,考察乙醇/水混合溶剂极性和单体浓度(1 wt% 至本体)的影响。
推荐理由:PLP–SEC 测得四种丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚体系在水相中的 kpcop 比本体高一个数量级以上,为乳液共聚动力学建模提供了溶剂效应的定量依据。
研究开发了同步辐射 WAXD/SAXS 快速扫描系统,将晶区应变数据采集时间从传统 X 射线衍射所需的数十小时缩短到几分钟。作者指出晶区应力仍无法直接测得,所得晶粒模量仍是表观值,并提出晶区应视为粘弹体而非简单弹性体,结合非均匀应力分布构建新力学模型,据此估算了聚乙烯、尼龙-6、纤维素和蚕丝等代表性聚合物的真实晶粒模量与松弛行为。
推荐理由:作者用快速同步辐射 WAXD/SAXS 追踪晶区应力松弛,提出把晶区当作粘弹体处理的新力学模型。
高场NMR结合CD实验表明,双GIP/GLP-1受体激动剂tirzepatide在溶液中不采取单一刚性构象,而是由局部有序区与柔性区组成的构象集合体。研究完成了主链与侧链共振归属,Aib13区域呈现短螺旋样构象倾向,而N端Aib2仅作为归属锚点、未形成稳定末端结构。
采用粗粒化分子动力学模拟研究了动态高分子网络在键断裂时发生收缩的可行性,模拟覆盖单交联点与较大网络片段,以确定聚合物前驱体的最优设计和关键设计规则。结果表明网络在键断裂时能够收缩,但前驱体必须精确合成。该结果为实验实现键断裂诱导的网络收缩提供了定量指导。
基于 cryo-EM 解析的砖层分子排列,扩展激子模型以纳入分子间电荷转移相互作用后,可正确解释 C8S3 花菁染料自组装纳米管的光谱特征。该结果化解了砖层结构与之前用于解释吸收和线性二色性数据的鱼骨结构之间的矛盾。
研究建立了动力学、分析与随机图框架,用于预测 thiol-yne 聚合的反应动力学与网络形成。动力学模型预测出一种化学驱动的速率加速,源于乙烯基硫醚的生成与消耗之间的相互作用,使最大速率比初始速率快至多 33%。
推荐理由:用动力学模型与随机图框架预测 thiol-yne 聚合的速率加速与网络形成,方法可迁移到环氧-胺等竞争串联反应。
作者提出一种文献知识引导的迭代工作流,将大语言模型与贝叶斯优化结合,用于钠离子电池电解质的理性设计。优化得到的双阴离子杂化溶剂化电解质(DHSE)构建协同溶剂化结构,诱导形成致密、富无机且机械稳固的 CEI,抑制副反应并降低去溶剂化势垒以加速 Na+ 传输。
推荐理由:原文给出 LLM 结合贝叶斯优化筛选电解质的流程,以及 Ah 级软包电池的能量密度与循环保持率数据。
用介观计算机模拟研究了两亲性微凝胶在油水界面的行为,其网络每条子链均为双嵌段共聚物链。吸附到界面后,微凝胶不仅发生形变,还出现内部微相分离,且该分离完全由两种不互溶液体的不相容性驱动,而非嵌段间不相容。单层压缩时,形貌从高度交联粒子的沿压缩轴取向的层状畴转变为弱交联粒子的洋葱状结构,一维结构因子与二维衍射图证实了层状纳米畴的出现。
分子动力学模拟与吉布斯自由能计算表明,甘油三缩水甘油醚(GTE)在 Lyocell 纤维中优先与非晶区纤维素 −R3CH2−OH 基团相互作用,自由能变为负值,可形成稳定的三交联结构。实验经 XPS、FT-IR 与溶胀分析证实交联发生,GTE 提升了 Lyocell 纤维的抗原纤化性能,且未显著损害白度、强度与染色性能。
研究用 network disassembly spectrometry(NDS)实验量化了端基交联 PEG 网络(f = 3–6)以及线形逐步增长高分子(f = 2)中的初级环。
推荐理由:用 NDS 实测不同官能度下初级环含量,并对比四种模拟算法,为网络拓扑设计提供实验基准。
四种结构相关的POx/POzi基ABA三嵌段共聚物针对21种难溶性药物评估了Hansen溶解度参数(HSP)的预测能力,其中四种药物最大载药量超过40 wt%,另四种超过30 wt%。
采用分子动力学模拟研究了可压缩、缠结的线性缔合聚合物熔体在拉伸流下的响应,链上随机修饰的缔合珠可组装成簇并调节相互作用强度。流动下拉伸黏度与密度随相互作用增强而升高并出现向高密度态的转变,低相互作用与低流速时除外;高相互作用下链会自折叠形成由缔合基团稳定的 kink,但簇仍保持破碎。缠结效应在较低应变下即耗散。
研究用深度Q网络(DQN)联合优化TiO2/NOA61微柱阵列的半径、周期和TiO2填充率φ,并将选定结构纳米压印到Ag顶电极上,用于蓝光顶发射OLED的模式重分布增强出光耦合。
推荐理由:用深度Q网络联合优化TiO2/NOA61微柱阵列的半径、周期与填充率,为蓝光顶发射OLED的出光耦合设计提供可迁移的参数寻优思路。
研究提出一套高通量工作流,用于确定非富勒烯受体(NFA)基有机太阳能电池溶剂优化的品质因子(FoM)。以 D18:L8BO 为代表性体系,通过高通量实验与成膜过程中的原位光学表征制备多种溶剂配方,机器学习分析发现沉积过程中给体与受体初始吸收比(I_D/A)是关键 FoM,可高效优化溶剂。
推荐理由:原文用高通量实验与原位光学表征结合机器学习,给出可迁移的溶剂筛选判据,读者可据此理解有机太阳能电池配方优化的数据驱动路径。
研究以咪唑和乙酰丙酸组成的深共晶溶剂为结构化电解质,发现其延展的氢键链与质子化咪唑的快速重取向可增强 Grotthuss 质子扩散,从而绕开高粘度导致低电导率的限制。
推荐理由:原文展示了咪唑/乙酰丙酸深共晶体系中氢键链与质子化咪唑快速重取向如何绕开高粘度限制,实现 Grotthuss 质子传导。
研究基于 Kremer–Grest 模型的分子动力学模拟与 reptation 理论,从单链结构因子弛豫动力学出发,为中等和强缠结的均聚物与二嵌段共聚物体系构建迁移率函数,并将其用于 DSCFT。
推荐理由:从单链结构因子弛豫构建非局域迁移率函数,为 DSCFT 模拟缠结聚合物熔体结构形成提供可迁移的参数化思路。
研究提出基于介质阻挡放电(DBD)的摩擦纳米发电机(TENG)恒电荷谱方法,用于解析聚合物介电体中的陷阱能量、密度与空间分布。旋转 TENG 提供高阻抗千伏级激励,每周期稳定转移电荷约 262 nC,针状电极几何与放电间隙兼顾稳定 DBD 形成与去陷信号可见性;耦合载流子-场模型可分离等离子体驱动背景,从而重建陷阱能量与密度。
推荐理由:原文给出 TENG 恒电荷谱与热刺激电流法的偏差区间,并展示 PTFE 与 PA 的陷阱能级与空间分布差异。
全原子分子动力学模拟比较了载姜黄素ABA三嵌段共聚物胶束与ApoE、HSA、IgG三种血浆蛋白的相互作用,胶束疏水核心相同,仅亲水A段分别为pEG、pDMAA或pSAR,载药量为20%和60%。pEG胶束蛋白结合最强,pDMAA与pSAR相互作用较弱且局限于表面。
研究将同步辐射 X 射线对分布函数(PDF)分析与机器学习加速的分子动力学(MD)模拟结合,解析两种三维亚胺连接 COF 的局部结构与动力学,分别为由 6,13-dihydropentacene(DHP)与 tetrakis(4-aminophenyl)methane(TAM)组装的 COF-682 [(DHP)(TAM)]imine。
推荐理由:同步辐射 PDF 与机器学习加速 MD 联用,为解析柔性构筑单元组装的三维 COF 局部动力学提供了可迁移方法。
研究团队提出一种小数据、文献来源、物理引导的筛选与设计框架,将贝叶斯优化与 XGBoost 回归结合并做实验验证,用递归特征消除选出的 18 个物理描述符预测界面能垒,测试集 R² 为 0.87。
推荐理由:用物理引导的主动学习筛选能量过滤型热电复合材料,并给出创面愈合的器件与动物实验数据,可看数据驱动筛选如何落到生物电子应用。
该工作用粗粒化分子动力学模拟研究由周期性接枝均聚物刷与无规共聚物刷组成的图案化模板对 AB 嵌段共聚物自组装的引导作用,考察均聚物刷化学亲和力、高分子刷长度和共聚物刷组成的影响。
推荐理由:用粗粒化分子动力学模拟给出均聚物刷化学亲和力与刷长的协同优化区间,为定向自组装的引导图案设计提供可迁移参数。
研究提出一种分子管理论,解释长链支化聚合物熔体中实验观测到的非线性指数(NLI)特征峰值。该理论在近期线性聚合物非线性管取向描述的基础上,引入支化介导的取向约束与延迟的臂回缩:主链先如线性聚合物一样产生非线性取向,随后长臂回缩逐步松弛支化介导的取向约束并抹去主链取向记忆,二者竞争形成 NLI 峰值及峰后衰减。
推荐理由:用分子管理论解释长链支化熔体非线性振荡中 NLI 峰值的来源,把谐波响应与支化结构参数直接对应起来。
将蒽(An)通过 N-苄基琥珀酰亚胺连接基共价接枝到少层 MoS2 纳米片上,在 2-位或 9-位连接得到 MoS2-2-An 与 MoS2-9-An 两种结构异构体,超快瞬态吸收光谱显示二者光动力学显著不同:MoS2-2-An 产生长寿命界面电荷转移激发态,MoS2-9-An 则快速形成完全电荷分离态。
研究者开发了电化学荧光显微方法,在工况下测定聚合物涂层内部的 pH 值,以区分局部 pH 与其他因素对电催化的贡献。他们将带荧光 pH 探针的聚乙烯亚胺(PEI)涂覆在多晶金上,以电化学析氢作为 pH 敏感模型反应,用宽场显微镜量化膜厚方向平均 pH 的时间变化,用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)测定膜内 pH 的空间分布。
推荐理由:用荧光显微在工况下测聚合物涂层内 pH 分布,为区分局部缓冲与传质效应提供了可迁移的测量思路。
研究团队用成对排序 Siamese D-MPNN 在已发表 SAM 对照-目标数据对上训练,发现降低尾基平面性可提升 PCE,据此设计出七元环 SAM 4PABAP(ML 评分 +2.54)和 4PAHBAP(+5.52),均高于 4PACz(−0.32)。
推荐理由:用成对排序 Siamese D-MPNN 从已发表 SAM 数据中筛选空穴传输分子,并给出可迁移的机器学习先行再验证流程。