多尺度计算模拟方法在表面/界面多相复杂体系中的应用

第1章绪论

1.1计算机模拟概述

1.2多尺度计算模拟方法概述

1.3多尺度计算模拟方法在几类表面/界面多相复杂体系中的应用

1.3.1太阳能电池

1.3.2疏水/亲水材料

1.3.3高分子膜

第2章多尺度计算模拟方法的理论基础

2.1微观方法

2.1.1量子化学计算简介

2.1.2分子动力学模拟简介

2.2介观方法一耗散粒子动力学模拟简介

2.2.1基本原理

2.2.2积分算法

2.2.3 DPD方法与Flory-Huggins平均场理论的结合

2.2.4由实验可测的性质拟合DPD的相互作用参数

第3章密度泛函理论在染料敏化太阳能电池研究中的应用

3.1不同添加剂对二氧化钛纳米晶面的敏化作用机理

3.1.1计算方法和模型构建......

3.1.2结果和讨论

3.2本章小结

第4章分子动力学模拟在疏水/亲水表面体系研究中的应用

4.1通过细致调整石墨表面的纳米修饰控制聚乙烯的吸附行为

4.1.1模拟方法和模型构建

4.1.2结果和讨论

4.2亲水高分子链在疏水表面上的吸附和扩散过程

4.2.1模拟方法和模型构建

4.2.2结果和讨论

4.3本章小结

第5章耗散粒子动力学模拟在多孔和致密高分子膜制备中的应用

5.1应用浸人沉淀的方法制备多孔的高分子膜

5.1.1模拟方法和模型构建

5.1.2结果和讨论

5.2应用物理沉积的方法在不同底物上制备致密的高分子膜

5.2.1模拟方法和模型构建

5.2.2结果和讨论

5.3本章小结

参考文献

第1章绪论

1.1计算机模拟概述

随着计算机软硬件技术的迅猛发展和广泛普及，高性能的计算机模拟可以提供大规模的计算能力和存储资源，辅助科研工作者进行复杂的设计、建模、计算、模拟和数据分析等，加速科学技术的研发和创新，解决许多现实世界的复杂问题。计算机模拟作为一门新兴的交叉学科，拥有越来越重要的应用价值，已被化学化工、材料科学、生命科学、物理学、天体学、气象学、建筑学、工程学等大多数基础和应用科学领域所应用(13。显而易见，应用计算机模拟可以节省大量的人力、物力、财力，缩短实验周期，验证实验的可行性，预测实验结果，保障实验人员的安全。另外，它还能够轻松地实现对实验上不易达到的极限条件的模拟，如高温等离子体、核反应堆、火箭发射燃烧消耗、超高压下的极端含能材料等。

如图1-1所示，计算机的计算模拟与理论和实验一样，都是人类认识世界、改造世界的主要途径和有效工具，三者已形成“三足鼎立”之势。理论分析通常建立在纷繁复杂的数学公式和高度简化的假设模型之上;对于复杂的研究体系，实验条件又往往难以精确地调控;而采用计算模拟方法是在理论研究提供的数学模型的基础上，引人一些能够体现真实体系性质的复杂因素，使计算机遵循一定的规则(合适的程序语言)对体系进行系统、细致的研究，得到能够充分反映客观事实的可靠数据和规律。这种方式怡怡可以弥补理论和实验两方面的不足，成为它们的重要补充。由于本书着眼于多尺度计算模拟方法在表面/界面多相复杂体系中的应用，以及对于物质科学研究和创新带来的冲击性影响，所以内容主要涉及计算模拟在化学化工、材料科学方面的应用。

……

本书共分为六章，针对相关领域的研究人员和学生，首先介绍了多尺度计算模拟方法的发展和应用对于物质科学研究和创新带来的冲击性影响，尤其在研究表面/界面多相复杂体系时表现出的强大功能，然后介绍目前主流的多尺度计算模拟方法的种类和理论基础，最后详细阐述若干不同尺度的典型表面/界面多相复杂体系的研究方法和成果。