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第28篇一作論文被J. Phys. Chem. B接受發(fā)表
該工作以聚環(huán)氧乙烷（PEO）為例，對(duì)熔融聚合物薄膜形態(tài)隨其厚度和溫度的變化進(jìn)行了廣泛的多尺度模擬研究。首先證實(shí)了模型體系（鏈數(shù)）足夠大產(chǎn)生穩(wěn)定的受限體系，然后表明隨受限程度增加聚合物以一定順序呈現(xiàn)不同的形態(tài)。特別地，聚合物薄膜的厚度降到一定值后將轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維。相應(yīng)地，形態(tài)轉(zhuǎn)變伴隨著體系的自由表面增加、表面張力減小。相比能量表面張力，壓力表面張力的值小得多，且更接近實(shí)驗(yàn)值。表面張力隨溫度增加而減小，幾乎為線性變化，模擬和實(shí)驗(yàn)值的斜率接近，該斜率也與熵對(duì)表面張力的貢獻(xiàn)接近，這些結(jié)果證實(shí)了模型的有效性。通過(guò)逐步增加薄膜橫截面積獲得臨界厚度，無(wú)論采用哪種厚度定義，獲得的臨界厚度隨溫度升高而降低，臨界界面厚度隨溫度升高而升高，表明臨界界面分率（即臨界界面厚度與臨界厚度的比值）的關(guān)鍵角色。各層密度均近似為單Gaussian峰，自界面層往本體內(nèi)層，峰變窄高表明更低的運(yùn)動(dòng)。非本征密度分布表明臨界薄膜與厚膜一樣可分為界面層和本體層，兩者不同的是前者的本體層密度較低。利用非本征密度分布得到的界面特征（包括界面分率、表面張力等）也可以從壓力分布得到。重要地，本征密度分布表明厚膜和臨界薄膜的本體層密度和界面層厚度幾無(wú)差別，解釋了界面張力獨(dú)立于厚度。界面層厚度對(duì)膜厚度和溫度具有較弱的依賴性，為Yang等人的模型假設(shè)（Science, 2010, 328, 1676）提供了直接的支持。