模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析电荷输运特性变化的微观机理.本研究采用分子动力学模拟方法,深入探究氢键对马来酸(MA)接枝聚丙烯(PP)/聚偏二氟乙烯(PVDF)复合体系分子结构演变与电荷输运特性的调控机制,并对其分子间相互作用...模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析电荷输运特性变化的微观机理.本研究采用分子动力学模拟方法,深入探究氢键对马来酸(MA)接枝聚丙烯(PP)/聚偏二氟乙烯(PVDF)复合体系分子结构演变与电荷输运特性的调控机制,并对其分子间相互作用能、自由体积、电子态密度、电荷差分密度以及陷阱能级进行仿真分析.研究结果表明:随着MA接枝量的增加,氢键数量显著增多.当MA质量分数为36.22%时,氢键数量达到20的峰值,分子间相互作用能增至极大值2171.63 kcal·mol^(–1),自由体积分布达到极小值16.03%,此时分子内部结构最为紧密.当MA质量分数为52.97%时,复合材料的带隙达到极小值3.13 e V,陷阱能级深度亦达到极大值3.06 e V,此时PP/PVDF复合材料在氢键形成的区域显示出更高的电子密度积累,电子逸出概率显著地降低.至此,模拟结果证实了氢键的作用不仅改变了材料的分子结构,还通过改变局部电荷分布状态直接影响电荷输运特性,为设计功能性高分子复合电介质材料提供了理论依据.展开更多
文摘模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析电荷输运特性变化的微观机理.本研究采用分子动力学模拟方法,深入探究氢键对马来酸(MA)接枝聚丙烯(PP)/聚偏二氟乙烯(PVDF)复合体系分子结构演变与电荷输运特性的调控机制,并对其分子间相互作用能、自由体积、电子态密度、电荷差分密度以及陷阱能级进行仿真分析.研究结果表明:随着MA接枝量的增加,氢键数量显著增多.当MA质量分数为36.22%时,氢键数量达到20的峰值,分子间相互作用能增至极大值2171.63 kcal·mol^(–1),自由体积分布达到极小值16.03%,此时分子内部结构最为紧密.当MA质量分数为52.97%时,复合材料的带隙达到极小值3.13 e V,陷阱能级深度亦达到极大值3.06 e V,此时PP/PVDF复合材料在氢键形成的区域显示出更高的电子密度积累,电子逸出概率显著地降低.至此,模拟结果证实了氢键的作用不仅改变了材料的分子结构,还通过改变局部电荷分布状态直接影响电荷输运特性,为设计功能性高分子复合电介质材料提供了理论依据.
