High-Throughput Molecular Dynamics Simulations and Validation of Thermophysical Properties of Polymers for Various Applications

聚合物 分子动力学 玻璃化转变 无定形固体 材料科学 聚乙烯 热力学 计算机科学 纳米技术 化学 物理 复合材料 计算化学 结晶学
作者
Mohammad Atif Faiz Afzal,Andrea Robben Browning,Alexander Goldberg,Mathew David Halls,Jacob L Gavartin,Tsuguo Morisato,Thomas F. Hughes,David J. Giesen,Joseph E. Goose
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (2): 620-630 被引量:124
标识
DOI:10.1021/acsapm.0c00524
摘要

Abstract Recent advances in graphics processing unit (GPU) hardware and improved efficiencies of atomistic simulation programs allow for the screening of a large number of polymers to predict properties that require running and analyzing long molecular dynamics (MD) trajectories. This paper outlines a MD simulation workflow based on GPU MD simulation and the refined optimized potentials for liquid simulation (OPLS) OPLS3e force field to calculate glass transition temperatures (Tgs) of 315 polymers for which Bicerano reported experimental values [ Bicerano, J.Prediction of Polymer Properties; Marcel Dekker Inc.: New York, 1996. ]. Applying the workflow across this large set of polymers allowed for a comprehensive evaluation of the protocol performance and helped in understanding its merits and limitations. We observe a consistent trend between predicted Tg values and empirical observation across several subsets of polymers. Thus, the protocol established in this work is promising for exploring targeted chemical spaces and aids in the evaluation of polymers for various applications, including composites, coatings, electrical casings, etc. During the stepwise cooling simulation for the calculation of Tg, a subset of polymers clearly showed an ordered structure developing as the temperature decreased. Such polymers have a point of discontinuity on the specific volume vs temperature plot, which we associate with the melting temperature (Tm). We demonstrate the distinction between crystallized and amorphous polymers by examining polyethylene. Linear polyethylene shows a discontinuity in the specific volume vs temperature plot, but we do not observe the discontinuity for branched polyethylene simulations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
YanZhe完成签到,获得积分10
1秒前
111发布了新的文献求助10
2秒前
dudu发布了新的文献求助10
2秒前
汉堡包的应助被大方的从寒采纳,获得10
2秒前
SCI完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.4的应助被小7采纳,获得10
3秒前
xiaoqian发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
好运完成签到 ,获得积分10
5秒前
阿瞒完成签到,获得积分10
5秒前
北美战神康某人完成签到,获得积分10
5秒前
所所的应助被naturehome采纳,获得10
5秒前
8秒前
薯条仙人完成签到,获得积分10
8秒前
JamesPei的应助被等下采纳,获得30
9秒前
阔达烨华发布了新的文献求助10
10秒前
123发布了新的文献求助150
10秒前
火星上的菲鹰的应助被dearhjl采纳,获得10
10秒前
keyanren完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
思洁完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
合适夜柳完成签到 ,获得积分10
15秒前
serenity完成签到,获得积分10
15秒前
Gdhdjxbbx完成签到,获得积分10
15秒前
hihj完成签到,获得积分10
16秒前
pg完成签到 ,获得积分10
16秒前
star完成签到 ,获得积分10
17秒前
曜灵完成签到 ,获得积分10
17秒前
Keiraaaa发布了新的文献求助30
19秒前
慕青的应助被Cyuan采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
hujuan完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
22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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8051642
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9479600
关于积分的说明 21298698
捐赠科研通 7619959
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3393507
关于科研通互助平台的介绍 2524818
邀请新用户注册赠送积分活动 2431524