 什么是分子动力学？ 分子动力学(molecular dynamics, MD) 是数学、生物学、化学、物理学和计算机科学等交叉学科领域中应用最广泛的计算机模拟方法之一，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。  PEEK，SPEEK的分子模型和PEEK树脂无定形单元的结构模型 分子动力学在复合材料界面领域应用 界面间应力传递效率对复合体系力学性能有着至关重要的作用。但复合材料界面失效的微观机理非常复杂，通过传统的实验手段很难实现微观机理的研究。MD模拟通过计算分子之间的微观相互作用，能够精确地监测纤维-基体界面，并获取宏观界面力学性能在分子尺度的响应；相对于传统实验手段，采用MD方式进行复合材料的界面研究具有极大的时间和经济优势。因此MD模拟技术被大量地应用在材料界面纳观尺度的结构设计和机理分析上，从而可以建立从纳观尺度到宏观尺度下的多尺度理论模型，对于以最终性能预测为目标的复合材料设计具有重要的指导和参考价值。 纤维/PEEK复合材料的界面设计及性能研究 PEEK树脂具有很好的化学稳定性，且耐高温，密度低，具有高的比强度，PEEK可作为高性能热塑性树脂基体与碳纤维复合，应用于战斗机蒙皮、起落架门、直升机旋翼、导弹壳体等航空航天结构中。同时，PEEK树脂及其复合材料具有较高的生物力学特性和生物相容性，以及耐久和耐磨损性能，能够应用于人体假肢、医疗护具等领域。然而，PEEK的独特的分子结构决定了其在较高的温度下仍旧保持良好的化学稳定性，这种分子链惰性导致了PEEK与纤维复合时无法形成化学键，界面结合的强度非常低。界面性能的好坏直接决定着PEEK复合材料的机械性能、使用性能等，因此对界面性能进行研究具有理论与实践意义。 为了更好的了解基于分子动力学的纤维/PEEK复合材料界面设计及性能研究，2022复合材料界面论坛邀请南京航空航天大学潘蕾教授作为论坛特邀嘉宾，分享《基于分子动力学的纤维/PEEK复合材料界面设计及性能研究》主题报告。  报告内容 通过分子动力学建模、计算，对玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维及聚酰亚胺纤维进行表面官能团接枝，模拟计算其表面性能。设计上述纤维/PEEK的界面组分及结构，计算分析其界面性能，通过实验对模拟结果进行校验。  构建表面改性GF增强PEEK界面的示意图 专家介绍 潘蕾，南京航空航天大学教授，博导。“十二五“863计划新材料技术领域“军民两用特种材料研发“重大项目总体专家组”成员，江苏省复合材料学会理事。Composites Science and Technology，Composite Structure，Materials & Design，Polymer Composites，《航空学报》及《表面工程》等杂志审稿人。近年来，承担了国家“863”计划、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、工信部高技术船舶预研项目、江苏省科技厅中英产业合作挑战计划项目等课题20余项。发表论文40余篇，其中SCI收录30余篇。申请专利20余项，授权10项。相关研究已在航空航天、风电叶片及船舶领域得到应用。 |
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