项目名称：高分子非晶液-固转变的基本问题研究首席科学家：安立佳中国科学院长春应用化学研究所起止年限：2012.1-2016.8依托部门：中国科学院一、关键科学问题及研究内容关键科学问题将采用实验、理论和计算机模拟等方法，针对高分子胶体玻璃化、高分子玻璃化和高分子物理凝胶化等三类典型体系，围绕非晶液-固转变机理及非晶态结构调控等开展深入的研究工作，拟解决如下三个关键科学问题：（1）玻璃化转变微观机理和玻璃态结构微观形成机制；（2）物理凝胶化微观机理和动态结构多样性本质；（3）外场和时空受限对玻璃化和物理凝胶化影响的物理本质。针对以上三个科学问题，拟开展的主要研究内容如下：研究内容1：胶体玻璃化转变微观机理及其动态结构采用特定的聚合方法，制备不同类型的高分子胶体颗粒以及新型具有温度敏感特性的智能型可变体积胶体粒子，通过发展小角激光光散射、同步辐射小角或超小角X-射线散射、X-射线光子相关光谱、激光共聚焦显微镜、微流变和光镊微流变等技术，配合“原位”连续观察和粒子跟踪算法，标记玻璃化转变过程中胶体粒子的微观位置及其随时间变化关系，研究玻璃化转变过程中体系的微观结构演变，分析不同类型胶体颗粒的运动和颗粒簇的协同运动信息以及协同重组区和粒子簇的形成规律，描述高分子胶体玻璃化转变过程中的动态非均匀性。建立和发展Jamming和模式耦合等理论研究方法，结合动态MonteCarlo、分子动力学、Brownian动力学和耗散粒子动力学等计算机模拟方法，提出有效表征胶体玻璃化转变的“序参量”，分析不同类型胶体颗粒以及颗粒簇之间的时间和空间关联性，理解高分子胶体玻璃化转变的动力学机理和胶体玻璃态结构的动态非均匀性本质，认识不同类型高分子胶体颗粒玻璃化转变机理及玻璃态结构的异同。结合不同实验手段观测结果，完善理论和计算机模拟方法，明晰高分子胶体体系玻璃化行为的本质。研究外场和空间受限条件下，高分子胶体玻璃化转变机理和玻璃态结构演化规律，为高分子胶体玻璃材料的结构设计和性能优化提供理论支持。研究内容2：玻璃化转变的分子机理与分子链内协同运动规律发展高分子链构象统计理论、分子动力学模拟方法和分子振动光谱与固体核磁共振谱等研究方法，从分子链构象水平阐述高分子玻璃化转变与分子链构象转变的内在关联，明确玻璃态结构动态非均匀性的微观本质。建立基于GPU计算，且适用于高分子体系的并行分子动力学模拟方法，采用非Boltzmann统计的扩展系综技术，针对不同拓扑结...
