Tato práce se zaměřuje na modelování chování polymerních kartáčů při různé kvalitě rozpouštědla. Rozebírám jakou metodou se takové kartáče modelují, jaké algoritmy se používají a jaké zjednodušení se aplikují, aby simulace byly co nejrychlejší a zabíraly co nejméně výpočetních prostředků. Dále se zaměřuji na chování jednoho řetízku a porovnávám jej s chováním celé polymerní vrstvy při různých parametrech. Na konec jsem nasimuloval speciální případ polymerní vrstvy obsahující diblokové kopolymery, které se chovají za určitých podmínek rozdílně než homopolymerní kartáče.
Anotace v angličtině
The thesis deals with mesoscopic modeling of polymer brushes in solvents with varying solvent quality. The thesis starts with presenting simulation details that include brush models, dissipative particle dynamics and conformational characteristics. Then, the thesis focuses on behavior of a tethered homopolymer and the behavior is contrasted with behavior of homopolymer brushes with different surface coverage. Finally, thesis presents behavior of brushes made of diblock copolymers and their behavior is characterised by formation of a barrier in the vicinity of the wall.
Tato práce se zaměřuje na modelování chování polymerních kartáčů při různé kvalitě rozpouštědla. Rozebírám jakou metodou se takové kartáče modelují, jaké algoritmy se používají a jaké zjednodušení se aplikují, aby simulace byly co nejrychlejší a zabíraly co nejméně výpočetních prostředků. Dále se zaměřuji na chování jednoho řetízku a porovnávám jej s chováním celé polymerní vrstvy při různých parametrech. Na konec jsem nasimuloval speciální případ polymerní vrstvy obsahující diblokové kopolymery, které se chovají za určitých podmínek rozdílně než homopolymerní kartáče.
Anotace v angličtině
The thesis deals with mesoscopic modeling of polymer brushes in solvents with varying solvent quality. The thesis starts with presenting simulation details that include brush models, dissipative particle dynamics and conformational characteristics. Then, the thesis focuses on behavior of a tethered homopolymer and the behavior is contrasted with behavior of homopolymer brushes with different surface coverage. Finally, thesis presents behavior of brushes made of diblock copolymers and their behavior is characterised by formation of a barrier in the vicinity of the wall.
- Seznámit se s problematikou a metodologií simulací.
- Seznámit se s programem pro disipativní částicovou dynamiku DL_MESO.
- Provést simulace polymerních kartáčů na rovinné stěně v závislosti na délce polymeru, hustotě pokrytí stěny a kvalitě rozpouštědla.
- Vytvořit programy pro získaní strukturních a konformačních vlastností z HISTORY souboru.
- Provést výpočet profilů hustoty rozpouštědla a polymerů a tloušťky vrstvy polymerních kartáčů.
- Provést výpočet konformačních charakteristik polymerních kartáčů.
- Popsat, interpretovat a diskutovat dosažené výsledky.
Zásady pro vypracování
- Seznámit se s problematikou a metodologií simulací.
- Seznámit se s programem pro disipativní částicovou dynamiku DL_MESO.
- Provést simulace polymerních kartáčů na rovinné stěně v závislosti na délce polymeru, hustotě pokrytí stěny a kvalitě rozpouštědla.
- Vytvořit programy pro získaní strukturních a konformačních vlastností z HISTORY souboru.
- Provést výpočet profilů hustoty rozpouštědla a polymerů a tloušťky vrstvy polymerních kartáčů.
- Provést výpočet konformačních charakteristik polymerních kartáčů.
- Popsat, interpretovat a diskutovat dosažené výsledky.
Seznam doporučené literatury
1. M. A. Seaton, W. Smith, DL_MESO User Manual, STFC Daresbury Laboratory: Cheshire, U.K., 2012.
2. K. Binder, T. Kreer, A. Milchev, Polymer Brushes under Flow and in Other Out-of-Equilibrium Conditions, Soft Matter 7, 7159 (2011).
3. S. Pal, C. Seidel, Dissipative Particle Dynamics Simulations of Polymer Brushes: Comparison with Molecular Dynamics Simulations, Macromol. Theory Simul. 15, 668 (2006).
4. H.-M. Gao, H. Liu, Z.-Y. Lu, Z.-Y. Sun, L.-J. An, The Structures of Thin Layer Formed by Microphase Separation of Grafted Y-Shaped Block Copolymers in Solutions, J. Chem. Phys. 138, 224905 (2013).
Seznam doporučené literatury
1. M. A. Seaton, W. Smith, DL_MESO User Manual, STFC Daresbury Laboratory: Cheshire, U.K., 2012.
2. K. Binder, T. Kreer, A. Milchev, Polymer Brushes under Flow and in Other Out-of-Equilibrium Conditions, Soft Matter 7, 7159 (2011).
3. S. Pal, C. Seidel, Dissipative Particle Dynamics Simulations of Polymer Brushes: Comparison with Molecular Dynamics Simulations, Macromol. Theory Simul. 15, 668 (2006).
4. H.-M. Gao, H. Liu, Z.-Y. Lu, Z.-Y. Sun, L.-J. An, The Structures of Thin Layer Formed by Microphase Separation of Grafted Y-Shaped Block Copolymers in Solutions, J. Chem. Phys. 138, 224905 (2013).