我团队硕士研究生刘紫薇等在李良彬研究员的指导下，通过分子动力学模拟深入研究了聚合物熔体在单轴拉伸过程中的非线性应力响应行为。该研究揭示了微观构象变化与宏观力学性能的关联，为相关领域的理论研究提供新思路。相关工作发表在期刊Journal of Chemical Physics期刊上。
聚合物加工过程中存在复杂的多尺度耦合现象，如颈缩、边缘效应等，这些现象的本质源于聚合物分子链在外场作用下的非线性动态响应。在这篇文章中，研究团队通过分子动力学模拟，结合广义Kraynik-Reinelt边界条件，对平衡态聚合物熔体进行单轴拉伸，首先系统分析了拉伸比、取向有序参数和缠结状态的变化。此外，发现在非线性单轴拉伸流下，随着拉伸进行，缠结点数在不同链上的异质性分布。最后研究发现，传统基于平均缠结状态的应力预测在大应变下存在显著偏差，而通过引入缠结损失和缠结点异质性分布的新理论模型，显著提升了非线性流变行为的预测精度。期望能引起研究者的兴趣和思考。
该项工作得到了中央高校基本科研业务费专项资金（WK2310000119）、中国博士后科学基金（2023M743377）、中科院建制化平台（JZHKYPT-2021-04）、合肥市“揭榜挂帅”重大科技专项（2022-SZD-005）以及合肥市重大专项指导委托项目“聚乙烯丁醛（PVB）薄膜用于汽车安全玻璃应用的研究与开发”的支持。
Liu Z, Xu T, Peng F, et al. Improved predictions of nonlinear uniaxial tensile stress in polymer melts by accounting for microscopic conformation and entanglement changes[J]. The Journal of Chemical Physics, 2025, 162(20).
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0262152