Predicting Solute Diffusivity in Polymers Using Time–Temperature Superposition

叠加原理 时间-温度叠加 热扩散率 聚合物 材料科学 热力学 复合材料 物理 数学 数学分析
作者
Robert M. Elder,David M. Saylor
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry B [American Chemical Society]
卷期号:126 (20): 3768-3777 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.jpcb.2c00057
摘要

We demonstrate a novel application of the time–temperature superposition (TTS) principle to predict solute diffusivity D in glassy polymers using atomistic molecular dynamics simulations. Our TTS approach incorporates the Debye–Waller factor ⟨u2⟩, a measure of solute caging, along with concepts from thermodynamic scaling methods, allowing us to balance contributions to the dynamics from temperature and ⟨u2⟩ using adjustable parameters. Our approach rescales the solute mean-squared displacement curves at several temperatures into a master curve that approximates the diffusive dynamics at a reference temperature, effectively extending the simulation time scale from nanoseconds to seconds and beyond. With a set of "universal" parameters, this TTS approach predicts D with reasonable accuracy in a broad range of polymer/solute systems. Using TTS greatly reduces the computational cost compared to standard MD simulations. Thus, our method offers a means to rapidly and routinely provide order-of-magnitude estimates of D using simulations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
shou85完成签到,获得积分10
1秒前
木槿发布了新的文献求助30
1秒前
cdragon完成签到,获得积分10
2秒前
今天开始吃草完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
火星上雨双完成签到,获得积分10
3秒前
captain龙发布了新的文献求助10
3秒前
梦的光点完成签到,获得积分10
3秒前
dd123发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.1应助LaInh采纳,获得10
3秒前
4秒前
感动秋天完成签到,获得积分10
5秒前
星辰大海应助Xvv采纳,获得10
6秒前
Roni驳回了8R60d8应助
6秒前
6秒前
6秒前
xtt_123完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
妮妮爱smile完成签到,获得积分10
8秒前
madcatalysis发布了新的文献求助10
9秒前
情怀应助EricXu采纳,获得10
10秒前
奋斗飞丹发布了新的文献求助30
10秒前
小丸子完成签到 ,获得积分10
10秒前
咸鱼不翻身应助cdragon采纳,获得10
11秒前
可爱非笑发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
在水一方应助DAdump1ing采纳,获得10
12秒前
香蕉觅云应助无语的寒梅采纳,获得50
13秒前
Scarlett完成签到,获得积分10
13秒前
周伯通发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
LILILIAN完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
madcatalysis完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
科研通AI6.3应助dawn采纳,获得10
16秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1200
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6037471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7760556
关于积分的说明 16218031
捐赠科研通 5183385
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2773973
邀请新用户注册赠送积分活动 1757116
关于科研通互助平台的介绍 1641453