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A8 (N): Roberto- Verbesserte Dynamik in selbstkonsistenten Molekulardynamiksimulationen von Polymeren

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Algorithmus zur molekularen Simulation chemisch realistischer Polymere und Nanokomposite, welcher zwei kürzlich entwickelte Methoden kombiniert: (i) Die sogenannte hybrid particle-field (hPF) Methode von Milano et al, und (ii) das “slip-link” Konzept zur Modellierung von Verschlaufungseffekten, die in dem hPF Kraftfeld nicht berücksichtigt werden können. Die Methode soll erst im Detail analysiert werden und wissenschaftliche Risiken sollen sorgfältig evaluiert werden. Danach soll sie auf rheologische und andere Eigenschaften von Polymerkompositen angewendet werden.


Atomistic hybrid particle‐field molecular dynamics combined with slip‐springs: Restoring entangled dynamics to simulations of polymer melts
Zhenghao Wu, Andreas Kalogirou, Antonio De Nicola, Giuseppe Milano, Florian Müller‐Plathe
Journal of Computational Chemistry, (2020);
doi:https://doi.org/10.1002/jcc.26428

In hybrid particle‐field (hPF) simulations (J. Chem. Phys., 2009 130, 214106), the entangled dynamics of polymer melts is lost due to chain crossability. Chains cross, because the field‐treatment of the nonbonded interactions makes them effectively soft‐core. We introduce a multi‐chain slip‐spring model (J. Chem. Phys., 2013 138, 104907) into the hPF scheme to mimic the topological constraints of entanglements. The structure of the polymer chains is consistent with that of regular molecular dynamics simulations and is not affected by the introduction of slip‐springs. Although slight deviations are seen at short times, dynamical properties such as mean‐square displacements and reorientational relaxation times are in good agreement with traditional molecular dynamics simulations and theoretical predictions at long times.

Influence of Polymer Bidispersity on the Effective Particle–Particle Interactions in Polymer Nanocomposites
Gianmarco Munaò, Antonio De Nicola, Florian Müller-Plathe, Toshihiro Kawakatsu, Andreas Kalogirou, Giuseppe Milano
Macromolecules, (2019);
doi:10.1021/acs.macromol.9b01367

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