[发明专利]有机高分子-无机界面的设计方法、装置和终端

权利要求书

1.一种有机高分子-无机界面的设计方法，其特征在于，包括：

构建有机高分子分子动力学模型和无机分子动力学模型；

根据所述有机高分子分子动力学模型和所述无机分子动力学模型，获得有机高分子-无机初始系统，所述有机高分子-无机初始系统经平衡后产生有机高分子-无机界面，形成有机高分子-无机系统，所述有机高分子-无机系统包括无机层和与所述无机层接触的有机高分子层，所述有机高分子层包括有机高分子链；

统计所述有机高分子-无机系统中所述有机高分子链的空间分布信息；

对所述有机高分子-无机系统进行力学模拟测试，根据所述力学模拟测试的结果获得内聚力模型的参数，根据所述内聚力模型的参数构建有限元模型，获得有机高分子-无机界面应力分布情况；

根据所述有机高分子-无机界面应力分布情况，对有机高分子-无机界面进行设计。

2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述统计有机高分子-无机系统中有机高分子链的空间分布信息，包括：

统计预设区域内的所述有机高分子链的链式、尾式和环式的分布占比，其中预设区域为与所述无机层表面的间距在预设值范围内的所述有机高分子层的区域。

3.如权利要求2所述的设计方法，其特征在于，根据所述有机高分子链的质量密度确定所述预设值。

4.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，构建所述有机高分子分子动力学模型包括：通过建模生成有机高分子初始模型，对所述有机高分子初始模型施加分子力场并进行系统平衡，获得所述有机高分子分子动力学模型；

构建所述无机分子动力学模型包括：通过建模生成无机层初始模型，对所述无机层初始模型施加分子力场，获得所述无机分子动力学模型。

5.如权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述分子力场包括CVFF、ReaxFF和COMPASS中的至少一种。

6.如权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述系统平衡包括对所述有机高分子初始模型设置边界条件，然后依次采用正则系综和等温等压系综进行系统平衡。

7.如权利要求6所述的设计方法，其特征在于，所述对所述有机高分子初始模型设置边界条件，包括：

将所述有机高分子初始模型导入分子动力学模拟软件中，并在所述分子动力学模拟软件中建立三维坐标系(x,y,z)；

在所述有机高分子初始模型的x和y方向上设置周期性边界，z方向上设置不可穿透约束，所述不可穿透约束满足LJ-93函数、LJ-126函数、LJ-1043函数、Morse函数或式(I)所示的函数，

E＝∈(r-r_c)² (I)，

其中，∈为r_c为0.5nm-1.5nm；

所述依次采用正则系综和等温等压系综进行系统平衡，包括在500K-700K下平衡1ns-10ns，然后在所述等温等压系综下平衡10ns以上。

8.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述有机高分子-无机初始系统经平衡后产生有机高分子-无机界面，形成有机高分子-无机系统，包括：

所述有机高分子-无机初始系统在等温等压系综下平衡10ns以上，得到所述有机高分子-无机系统。

9.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述力学模拟测试包括牵拉模拟和剪切模拟；

所述牵拉模拟包括保持所述无机层固定不动，沿垂直于所述有机高分子层与所述无机层接触面的方向匀速移动所述有机高分子层；

所述剪切模拟包括保持所述无机层固定不动，沿平行于所述有机高分子层与所述无机层接触面的方向匀速移动所述有机高分子层。

10.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述内聚力模型包括双线性型、抛物线型、正线型和指数型中的至少一种。