纳米颗粒表面高分子链的临界吸附研究
摘 要：通过文献调查法，综述了高分子链在平行板之间和条状表面的临界吸附现象。结果发现，有限长链随着表面覆盖率的增加，高分子链的临界吸附点和均方半径都随之减小。在高分子链的动态吸附性质方面，可以发现，随着表面覆盖率的增加，它们的弛豫时间具有一致性。而对于高分子链的动态构象性质，可以发现，随着表面覆盖率的增加，高分子链的构象是不断变小的。这些研究成果对我们研究纳米颗粒表面高分子链的临界吸附具有较大的帮助。
关键词：Monte Carlo 模拟方法；高分子链；吸附特性；构象特性
高分子链在表面的吸附特性在理论和实验上都受到了广泛的关注。吸附在表面的高分子的性能在科学和技术领域都很重要。同时高分子链在表面的吸附过程是物理、生物领域的重要课题，通过高分子链在表面吸附效应可以改变蛋白质在表面上的相关特性。生物相容性材料的设计需要减少蛋白质在材料表面上的吸附，同时计算机模拟作为主要的科研方法，对生物分子、高分子材料方面、工业设计中的表面镀膜和涂覆工艺有着理论指导意义。
一、Monte Carlo 模拟方法
目前人们对于高分子链的临界吸附研究大多是关于平行板之间[1]和条状表面[2]的临界吸附，他们都共同使用了Monte Carlo 模拟方法。Monte Carlo模拟方法之所以被广泛应用于高分子科学的模拟研究中解决相应的问题，是因为高分子科学中的问题大多数具有随机性，而Monte Carlo模拟方法就是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法，专门解决随机性问题。
高分子链通常由104-106个相同的链单元构成，其中聚乙烯链是最简单的高分子链。当不同结构和性质的高分子链单元发生共聚时，可形成共聚高分子链。由于聚合方法的不同以及链单元性质的不同，会生成不同的链结构，如嵌段链和无规则嵌段链等，并且可以构成不同的结构，如星型结构、环状结构和线型结构等。因为高分子链存在分子量大、分布不规则、结构多变等特性，所以我们将使用Monte Carlo模拟方法计算高分子链的相关性质[3]。
另外，高分子链因热运动会产生不同的构象，同时大量的链单元使得高分子链具有庞大的链构象态，导致对高分链构象的统计成为高分子链模拟研究的复杂问题。另外，系统的温度、溶剂性质和系统环境等因素，都会影响高分子链的构象。面对如此复杂多变的高分子链的外部环境，以及高分子链自身多变的链结构，导致所要面对的研究过程更复杂，同时也具有更深刻的统计内涵[4]。而运用Monte Carlo模拟方法可以更好的解决高分链研究中所面临的研究问题。
二、吸附特性与临界吸附温度
在Monte Carlo 模拟方法的基础上，人们一般采用退火算法来模拟研究高分子多链在不同温度下的吸附特性。这是因为高分子链在低温时会吸附在表面上，而高温时又会脱附于表面。
