粗粒化分子動力學和反向映射計算雙折射性質

眾所周知，高分子材料中的大變形會導致定向雙折射。先前的J-OCTA實例已經介紹了全原子分子動力學（FAMD）[1]和多尺度方法[2]。

在使用全原子MD時，存在的問題是模擬的時間尺度較短。這會導致變形速率較快，聚合物在變形響應中的松弛無法及時完成，從而導致過度定向的狀態。另一方面，粗粒化分子動力學（CGMD）可應用于較長的時間尺度，即變形速度比全原子MD要慢得多。

本文使用J-OCTA中內置的粗粒化勢構建功能，建立聚碳酸酯（PC）的粗粒化模型。使用粗粒化MD進行單軸拉伸計算，并將其反向映射到全原子模型（圖1）。

在松弛之后，使用J-OCTA的流程函數進行了雙折射性質評估，與[1]中類似。圖2顯示了在拉伸變形下雙折射性質的變化：與FAMD相比，CGMD可以處理較慢的變形速度；當速度降低到0.1 m/s時，模擬值與文獻[3]中的實驗值接近。

圖1. （上）使用粗粒化MD計算單軸拉伸的快照

（下） 采用反向映射功能從粗粒化MD結果獲得的全原子MD分子結構

圖2. 采用全原子MD和粗粒化MD計算雙折射性質隨單軸拉伸的變化不同變形速率的結果

參考文獻

[1] https://www.j-octa.com/cases/caseA06/

[2] (日文版) https://www.jsol-cae.com/product/material/jocta/cases/caseA37/

[3] (日文版) J. Polymer Sci. and Tec., 51, pp237-243, (1994)

 

(文章來源：轉載自J-Octa官網）

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