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，對熔融聚合物薄膜形態(tài)隨其厚度和溫度的變化進行了廣泛的多尺度模擬研究。首先證實了模型體系（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變?yōu)槔w維。相應地，形態(tài)轉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，且更接近實驗值。表面張力隨溫度增加而減小，幾乎為線性變化，模擬和實驗值的斜率接近，該斜率也與熵對表面張力的貢獻接近，這些結果證實了模型的有效性。通過逐步增加薄膜橫截面積獲得臨界厚度，無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）的關鍵角色。各層密度均近似為單Gaussian峰，自界面層往本體內層，峰變窄高表明更低的運動。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差別，解釋了界面張力獨立于厚度。界面層厚度對膜厚度和溫度具有較弱的依賴性，為Yang等人的模型假設（Science, 2010, 328, 1676）提供了直接的支持。