基于构型熵和协同运动的高分子玻璃化理论模型

报告题目：基于构型熵和协同运动的高分子玻璃化理论模型

报告人：徐文生 中科院长春应化所 研究员

报告时间：2020年10月31日（星期六） 10：30—11：15

报告地点：物理科技楼101室

报告邀请人： 杨恺

报告摘要：绝大多数高分子材料在降温过程中都形成结构无序的玻璃而非结构有序的晶体。揭示高分子玻璃形成的物理机制进而为其分子设计提供指导是高分子玻璃化研究中的一个关键科学任务。高分子材料的动力学在接近玻璃化转变温度时的急剧变慢是玻璃化的一个核心特征。过去几十年的实验和模拟研究表明，在动力学急剧变慢的同时，高分子体系的构型熵显著降低且粒子的协同运动程度逐渐增强。尽管构型熵与协同运动在理解玻璃化中的重要性很早就被意识到，但是如何利用构型熵与协同运动来建立定量准确的高分子玻璃化理论仍然是一个极具挑战性的科学难题。本报告介绍基于构型熵和协同运动的高分子玻璃化理论模型，即熵理论和串模型。在此基础上，本报告讨论高分子玻璃化研究中的几个基本问题，包括如何理解单体分子和化学结构影响高分子玻璃化以及高分子玻璃体系的活化体积。研究结果表明，基于构型熵和协同运动的高分子玻璃化理论模型不仅成功地解释了实验现象，而且能够以独特的视角去理解玻璃化问题。这些结果为该理论模型的进一步发展和完善提供了有力支持。

参考文献：

[1] Wen-Sheng Xu, Jack F. Douglas, Wenjie Xia, and Xiaolei Xu, “Investigation of the Temperature Dependence of Activation Volume in Glass-Forming Polymer Melts under Variable Pressure Conditions,” Macromolecules 2020, 53, 6828–6841.

[2] Wen-Sheng Xu, Jack F. Douglas, Wenjie Xia, and Xiaolei Xu, “Understanding Activation Volume in Glass-Forming Polymer Melts via Generalized Entropy Theory,” Macromolecules 2020, 53, 7239–7252.

[3] Wen-Sheng Xu, Jack F. Douglas, and Xiaolei Xu, “Molecular Dynamics Study of Glass Formation in Polymer Melts with Varying Chain Stiffness,” Macromolecules 2020, 53, 4796–4809.

[4] Wen-Sheng Xu, Jack F. Douglas, and Xiaolei Xu, “Role of Cohesive Energy in Glass Formation of Polymers with and without Bending Constraints,” Macromolecules 2020, in revision.

报告人简介：徐文生，博士，中国科学院长春应用化学研究所研究员、博士生导师。2007年于天津大学获学士学位。2012年于中国科学院长春应用化学研究所获博士学位，导师为安立佳院士和孙昭艳研究员。2013年至2018年先后在美国芝加哥大学和美国橡树岭国家实验室开展博士后研究，导师分别为Karl F. Freed教授和Yangyang Wang博士。2019年受聘为中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室研究员，在安立佳院士科研团队开展独立互补的研究工作。主要研究方向为高分子玻璃化和流变行为的理论、计算与模拟。自2010年以来，以第一/通讯作者在Physical Review Letters、ACS Marco Letters、Macromolecules、The Journal of Chemical Physics等国际知名期刊发表研究论文30余篇。更多信息请参看个人主页：www.glass-ciac.com。