01软物质概念_高等高分子物理学 北京航空航天大学

第二章名词解释1.凝聚态：根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分为固体、液体、气体。

2.单分子链凝聚态：大分子特有现象，高分子最小单位。

3.内聚能：1mol凝聚体汽化时需要的能量，△E = CE =△HV-RT(△HV——摩尔蒸发热，RT——汽化时做膨胀功)4.晶胞：晶体结构中具有周期性排列的最小单位。

5.晶系：晶体按其几何形态的对称程度。

ler指数：是一种特殊的，以结晶学单胞三条棱为坐标系时确定的指数。

7.单晶：晶体的整体在三维方向上由同一空间格子组成。

8.球晶：浓溶液中析出或熔体中析出，在不存在应力的条件下，形成圆球形的晶体。

9.片晶厚度：结晶聚合物的长周期与结晶度的乘积。

10.结晶度：试样中结晶部分所占的质量分数或体积分数。

11.高分子链的缠结：高分子链之间形成物理交联点，构成网络结构,使分子链的运动受到周围分子的羁绊和限制。

12.聚合物液晶：一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上失去了固体物质的刚性，具有流动性，结构上仍保持有序结构，表现各向异性，成为固体-液体过渡状态。

13.溶致液晶：一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。

14.热致液晶：加热液晶物质时，形成的各向异性熔体。

15.液晶晶型：向列相（N相）:完全没有平移有序手征性液晶（胆甾相，手征性近晶相）层状液晶（近晶A，近晶C ）一维平移有序盘状液晶相（向列相ND）16.取向：在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构取向度：f=1/2（3cos2θ-1）（θ：分子链主轴与取向方向之间的夹角，称为取向角）17.双折射：一条入射光线产生两条折射光线的现象。

18.相容性：共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。

19.多组分聚合物：多组分聚合物又称高分子合金，指该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物组分，不论组分之间是否以化学键相互连接。

20.自组装：基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。

软物质的结构和性质分析软物质是一种独特的物质，它们通常由大分子化合物构成，因此其分子结构多变，而且存在即兴相互作用，因此在科学领域中被广泛研究。

软物质的性质受到这些化合物之间的相互作用的影响，这些相互作用可以是亲水性-疏水性相互作用、随机共价键或离子对等等。

对于软物质的结构和性质进行深入的分析有助于我们更好地理解它们的物理特性和在工业和生物学中的应用。

首先，软物质的结构可以通过分子结构的多样性进行分类。

软物质可以分为线状、星状、网状等。

通过研究大分子化合物的化学结构，可以了解它们之间的相互作用机制，以及它们如何响应温度等外界因素的变化。

例如，许多聚合物，如聚丙烯酰胺和聚乙烯醇，可以在水中形成水凝胶。

在软物质的水凝胶中，分子的结构会发生变化，并且会形成网络。

这种网络形成的过程是由于水分子与高分子的相互作用力导致的，因此了解分子结构对于预测和控制软物质化合物的性质非常重要。

其次，软物质的性质可以通过它们的分子结构和物理化学性质进行分析。

这些特性包括弹性、黏性、流变性、聚合物的交联能力以及它们的热力学性质等。

例如，许多聚合物在加热过程中会熔化，并且可以通过冷却形成玻璃态聚合物。

这些特性可以通过测量该聚合物的热容和内能来解释。

此外，很多软物质通过多种方式来表现出来，以及它们是如何与溶剂发生反应的也是我们关注的重点。

最后，软物质的物理特性还受到外部因素的影响，例如温度、压力和化学成分等等。

有时候，这些因素可能会导致某些材料发生结构变化，从而影响其物理特性。

对于应用于生物医学和纳米技术的材料来说，这些特性尤为重要。

综上所述，了解软物质的结构和性质对于许多领域都非常重要。

这些知识可以用于工业制品的开发和生产，也可以用于了解许多物理、生物和化学现象的基本特性。

另外，研究软物质也不断地涌现新的机遇，因此这是一个拥有广阔前景的领域。

软物质摘要：软物质科学的研究正蓬勃发展，软物质有诸多奇特性能，它的运用必将造福于人类。

关键词：软物质，特征，应用，现状，前景软物质是近些年来蓬勃发展的一门科学，它标榜了继石器时代、青铜时代和铁器时代之后的又一个新的时代——高分子时代。

而软物质这门科学在对软物质的研究、开发和应用中应运而生。

谁掌握了软物质这把利剑，谁就会成为现代科学技术发展的掌舵者。

软物质是物理学的一个新的前沿学科，它跨越物理、化学、生物三大学科，也许不久的将来，它将会成为最伟大的学科之一。

对于软物质德热纳给出一个重要的特征：弱力起大变化。

想想我们曾使用的液晶电子表能使用很长时间就能发现，液晶的电子表很不费电，因为很微弱的电流就能使液晶的形态发生根本性的变化。

放进一点硫，液态的橡胶树就变成了固态的橡胶；一点骨胶可以使墨汁多年不变质；一点卤汁使豆浆变成豆腐；非常微弱的电流，就能使液晶从透明变成不透明。

这些现象告诉我们：你只须施加微小的作用，软物质的形状和性质就会发生很大的变化[1]。

软物质具有对外界微小作用的敏感和非线性响应、自组织行为、空间缩放对称性等突出特点。

就目前看来，软物质有两大非常好的应用方向：首先，软物质的研究理论对生物学的发展提供很好的基础理论。

生物学大分子一直以来都是科学研究的热点，如对DNA链的研究，在软物质中的对理想链的理论就能很好地计算DNA的伸长所消耗ATP的能量；而生物大分子的构象可由各种散射技术测定，而这些技术都是基于软物质理论中的散射法尺寸测定理论；生物细胞中的渗透压及离子运输机制都可以用软物中的混合热力学理论给出完美的结果[2]。

软物质研究将会对生物学的研究和发展带来诸多理论指导和支持，特别是在医学上研究上，能够从理论指导生物大分子和具有生物特定功能组织等的人工合成一定会给人类带来前所未有的大成就。

其次，软物质理论对高分子材料的研究和制造提供了理论基础。

高分子材料拥有耐高温、耐酸碱腐蚀、隔热性能好、经久耐用、又轻又柔等诸多优点，这是传统材料所不能匹配的。

高分子物理思考题/习题集过梅丽编北京航空航天大学2003年第一章1定义下列术语：1)内氢键;2)内聚能密度;3)构型与构象;4)无规线团;5)热塑弹体;6)分子链的最可几末端距、平均末端距和均方末端距;7)链段;8）分子链的均方半径;9)分子链的平衡态柔性和动态柔性。

2如何测定低分子物质的内聚能密度？能否用同样的方法测定高聚物的内聚能密度？3指出塑料、橡胶和纤维的内聚能密度的大致范围。

为什么聚乙烯的内聚能密度较低但能成为塑料?4写出聚1,2丁二烯和聚1,2异戊二烯可能的键接方式与构型。

51,2二氯乙烷有几种稳定的内旋转异构体？6间同立构聚丙烯是否能通过内旋转转化为全同立构聚丙烯？7设1个高分子主链由100个单键组成，每个单键相对于前一个键可以在空间采取2种可能的位置,试计算该高分子链在空间可能采取的构象数。

8将苯乙烯(S)与顺式1,4丁二烯(B)按20∶80的重量比合成的无规共聚物和SBS三嵌段共聚物在性能上可能有什么区别？9SBS热塑弹体与硫化橡胶在溶解性与热行为上有什么区别？10为什么只有柔性高分子链才适合作橡胶？金属材料能否出现高达百分之几十至几百的弹性大形变？11写出下列各组高聚物的结构单元，比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由:1)聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯；2)聚乙烯，聚乙炔，顺式1,4聚丁二烯；3)聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；4)聚丙烯，聚异丁稀；5)聚氯乙烯，聚偏氯乙烯；6)聚乙烯，聚乙烯基咔唑，聚乙烯基叔丁烷；7)聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯；8)聚酰胺6.6，聚对苯二甲酰对苯二胺；9)聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯。

12一种聚丙烯高分子链的聚合度为600，在外力作用下最大的拉伸比为10，求该高分子链的均方未端距与2f h 之比。

已知C-C 键的键长l ＝0.154nm ，键角α＝109°28'。

13测得聚丁烯-1分子链的均方半径20ρ＝36nm 2，分子量n M ＝33600,求该分子链最大伸长比m a x λ。

高分子物理学高分子物理学是研究高分子物质的物理性质及其相互作用的学科。

高分子物质广泛存在于自然界和工业中，如塑料、橡胶、纤维素等，因此高分子物理学的研究对于材料科学和工程领域具有重要意义。

一、高分子物理学简介高分子物理学是物理学的一个分支，主要研究高分子物质的物理性质及其内部结构、动力学行为和相互作用。

高分子物质通常由数个重复单元组成，分子量较大，其性质与低分子物质有很大差异。

高分子物理学的研究对象包括高分子材料的结构、力学性能、热力学性质、电学性质等。

二、高分子物理学的研究方法高分子物理学研究常用的方法包括理论计算、实验研究和数值模拟。

理论计算是通过建立高分子物理学模型，运用物理学原理和数学方法，对高分子物质的性质进行定量描述和预测。

实验研究是通过设计合适的实验方案，利用物理学实验仪器和设备对高分子物质的性质进行测量和分析。

数值模拟是运用计算机技术，通过数值计算和模拟实验，对高分子物质的性质进行模拟和预测。

三、高分子物理学的重要性高分子物理学的研究对于材料科学和工程领域有重要意义。

高分子材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维素等领域，对于改善人类生活和推动社会经济发展起到了重要作用。

高分子物理学的研究可以为高分子材料的设计、合成和应用提供理论依据和技术支持。

研究高分子物质的内部结构和性质有助于优化材料的性能，并开发出新型的高分子材料。

同时，高分子物理学的研究还可以揭示高分子物质的物理本质和行为规律，为其他学科的发展提供新的思路和方法。

四、高分子物理学的应用领域高分子物理学的研究成果在工程和科学领域得到了广泛应用。

在材料工程领域，高分子物理学的研究成果使得高分子材料的性能得到提升，如增加抗拉强度、耐磨性、耐候性等，满足不同领域的需求。

在能源领域，高分子物理学的研究有助于开发新型的高分子电池材料、储能材料等，为能源存储和转换提供解决方案。

在生物医学领域，高分子物理学的研究为生物材料的设计和制备提供了理论指导，如生物可降解材料、药物载体等。

高分子物理知识点高分子物理是研究聚合物分子在物理场中的行为和性质的学科。

聚合物是由一些单体分子通过化学键结合而成的巨大分子，其分子量多数达到百万或以上。

高分子物理的研究范围主要包括聚合物的物理结构、热力学性质、电学性质、机械性质、输运性质、光学性质等方面。

一、聚合物的物理结构聚合物的物理结构是指聚合物高分子链的构象状态。

聚合物高分子链的构象状态受到其化学结构、聚合反应的条件、处理温度等多种因素的影响。

根据高分子链形态的不同，可将聚合物的物理结构分为直线型、支化型和交联型。

1. 直线型聚合物物理结构直线型聚合物是高分子链结构较为简单、规则的聚合物。

它通常由一根直线型链构成，其中的结构单元重复出现，链端没有分支或交联结构。

高分子的线密度、分子量和分子结构对其物理性质有很大的影响。

2. 支化型聚合物物理结构支化型聚合物指非直线型、分子链有分支结构的聚合物。

分支结构对于聚合物的物理性质有很大的影响，由于支化结构的存在，使得聚合物高分子链的平均距离更大，聚合物的分子间距离变大，导致其性能发生变化。

支化型聚合物化学结构和分支类型的不同，会对聚合物的物理性质产生巨大的影响。

3. 交联型聚合物物理结构交联型聚合物是由互相交联的高分子链构成的聚合物。

它们通常具有三维结构，分子间有交联点连接。

交联型聚合物的物理性质比支化型聚合物更为复杂。

不同交联密度、交联桥、交联方式等会对其物理性质产生很大的影响。

二、热力学性质聚合物的热力学性质主要包括相变、热力学函数、相平衡、玻璃化转变等方面。

1. 相变相变是指物质从一个物理状态到另一个物理状态的变化。

聚合物相变通常指聚合物高分子间和高分子和外界环境间的相变。

聚合物的相变通常与聚合物的物理结构、温度和压强等相关。

2. 热力学函数热力学函数是描述物质宏观性质的基本物理量，它包括熵、焓、自由能等，具体热力学函数的选择取决于所研究的问题和体系。

3. 相平衡聚合物在不同温度和压强下处于不同的相态平衡中，可以通过研究相平衡来揭示聚合物的热力学性质。

胶体摘要：胶体广泛存在于我们周围的世界。

许多食物中含有胶体，甚至于我们身体的组成部分也包含很多胶体粒子。

研究胶体的性质对我们的日常生活有很重要的指导意义。

本文对胶体的类型，作用力和特征进行了探讨。

胶体的种类主要包括溶胶，凝胶，粘土，泡沫和乳状液。

本文对这些不同类型的胶体也进行了阐述。

关键词：胶体；类型；作用力；特征; 稳定性ColloidsLI ChenAbstract: The world around us is full of colloids. Many foods contain colloids, even the very stuff we are made of also contains colloidal particles. It has a very important guiding significance in our daily lives to study the colloidal properties. The types, forces and characterization of colloids are investigated in this paper. The kinds of colloids mainly have sols, gels, clays, foams and emulsions. These colloids are also introduced in detail.Keywords: colloids, type, force, characterization, stability1 引言什么是胶体? 这个名词首先是由英国科学家Grabam于1861年提出的。

实质上，胶体只是物质以一定分散程度存在的一种状态，称为胶态，犹如气态、液态和固态，而不是一种特殊类型的物质。

胶体普遍存在于自然界中，它时刻与我们接触，与人类的生活有着极其密切的联系。

软物质物理学中的自组装与自聚集随着科技的不断发展，软物质物理学科也逐渐流行起来。

软物质物理学是研究柔性材料及其性质的物理学科。

其中，自组装与自聚集是该学科的重要研究方向。

自组装与自聚集是指分子自发地通过相互吸引相聚而形成稳定的结构。

这种结构不仅在自然界中广泛存在，也在人工制造材料中被广泛应用。

本篇文章将从自组装和自聚集两个方面，对软物质物理学中的自组装与自聚集进行探讨。

一、自组装自组装是指两个或两个以上的分子在特定情况下自发地形成有序结构的过程。

该过程的驱动力来自于分子间的分散力、荷电力、氢键等相互作用。

在自组装中，分子间相互吸引而形成的结构可以是一维链状结构，也可以是二维和三维的层状结构或空间网状结构。

自组装可以用于制造纳米粒子、纳米线、纳米管、纳米膜等新型材料，这些材料在电子学、光学、生物学等领域有广泛的应用。

下面是几个自组装的例子：1.利用DNA自组装制造纳米结构。

DNA是一种双链螺旋结构的高分子，可以通过不同的氢键相互结合。

科学家可以通过设计不同的DNA序列和氢键设计，使DNA自组装成不同的纳米结构。

其中，针对纳米机器人领域的DNA自组装研究有着非常广泛的应用前景。

2.利用脂肪酸自组装制造纳米粒子。

脂肪酸是一种碳链结构的化合物，它可以通过氢键、疏水作用等力相互结合形成层状结构或空间网状结构。

通过改变脂肪酸的长度和种类及pH等条件，可以制造出不同形态和大小的纳米粒子。

这些纳米粒子可以用于制造药物载体、油剂和化妆品等。

二、自聚集自聚集是指分子在溶液中聚集成更大的颗粒或胶状物体的过程。

该过程通常由胶体颗粒之间的分散力、分子稳定力和表面张力等相互作用驱动而成。

在自聚集中，分子之间的排斥作用会驱动同性分子靠近，而相互之间的相互作用则会增强粒子间的相互吸引力，这样形成的聚集体具有结构规则、稳定性高和功能特性等优点。

下面是几个自聚集的例子：1.树形聚合物自聚集。

树形聚合物是一种分子结构呈树枝状分布的高分子，在溶液中可以自发聚集成颗粒状或网状结构。

软物质物理及其应用软物质物理是研究软物质性质和行为的学科，涵盖了从微观到宏观尺度的多种现象和应用。

软物质是指由具有一定结构的大分子（如聚合物、生物大分子等）所组成的物质。

软物质的性质与传统的坚硬物质截然不同，主要表现在它们的形变行为、流变特性、磁性、光学性质等方面。

本文将介绍软物质物理的基本概念、研究进展及其应用。

一、基本概念软物质物理研究的对象包括：高分子基本单位的形状、构象、组装行为；高分子在溶液中的结构和相互作用；高分子在纳米尺度的自组装、聚集行为等。

软物质物理主要涉及诸如流变学、自组装、相变、纳米粒子以及生物大分子等方面的问题。

软物质物理的研究方法包括理论计算、仿真模拟和实验技术等，这些技术使得我们能够更深入地理解软物质的物理性质和行为。

软物质物理的一个重要特征是其非线性行为，即在外加力作用下，物质的行为远远不同于简单的弹性准确关系，而是显示出了流变特性，如塑性、粘弹性、流体效应等。

例如，高分子链的形变行为是软物质中最常见的非线性现象，其中包括伸长、收缩、扭曲和弯曲等形变行为。

这些非线性形变不仅对高分子材料的性能产生了重要影响，同时也可应用于制作分子机器和纳米器件等领域。

二、研究进展近年来，在软物质物理领域，许多新的理论和实验研究得到了广泛关注。

在理论方面，统计力学、分子动力学、粗粒化建模等方法，为理解高分子行为提供了新的视角。

在实验方面，广泛应用的技术包括光学显微术、拉伸（扭曲）流变测量、小角X射线散射、核磁共振、等离子体聚合等。

研究表明，软物质中的自组装是一种重要的形态，涉及到许多重要的物理现象和应用。

这里所称的自组装是指在溶液中多聚物体系的热力学过程，其过程可分为两个部分：自聚集和相转化。

自聚集是指高分子物种在稀溶液中聚集形成核，而相转化是指核增长并形成液体多相结构的过程。

在分子运动方面，软物质中各分子之间的碰撞和扭曲行为被广泛研究。

这项工作为制造分子机器和纳米器件奠定了基础。

例如，某种大小合适的高分子链可以扮演抓手的角色，在分子水平上配合，从而进行物理操作。

软物质物理学的最新进展与发展趋势软物质物理学的最新进展与发展趋势1991年12月9日，诺贝尔物理学奖获得者、法国物理学家de Gennes在诺贝尔物理学奖颁奖典礼上以"软物质(soft matter)"为题发表的著名演讲中，首次提出了"软物质"概念。

作为一类具有自身特殊运动规律的物质形态，"软物质"概念的提出为物理学、化学、材料科学和生物学之间提供了的一个新的学科发展平台，形成一个涉及物理学、化学、生命科学、材料科学等紧密联系又相互交叉的学科领域，日益显示出它重大的学术意义和价值。

"软物质"的研究对象包括聚合物、液晶、表面活性剂、胶体、乳状液、泡沫、颗粒物质以及生物大分子等与人们日常生活及生命活动密切相关的物质，具有极为重要的应用背景。

软物质的组成、结构和相互作用具有与一般固体和流体不同的运动变化规律。

其基本特征是对外界微小作用的敏感性、自组织及非线性行为等。

为推动我国软物质物理学的研究，促进学科交叉，提高研究水平，香山科学会议于2007年9月25-27日在北京召开了以"软物质科学的最新进展与发展趋势"为主题的第309次学术讨论会。

来自国内外的40多位物理、化学、生物学、材料科学等领域的专家学者应邀参加了会议。

中国科学院化学研究所韩志超和黄勇研究员、中国科学院物理研究所陆坤权研究员和复旦大学江明教授担任此次会议的执行主席。

会议围绕胶体与高分子软物质材料、生物体系中的软物质、软物质科学中的基本物理问题等三个中心议题展开了深入讨论和交流。

韩志超研究员作了题为"软物质科学的最新进展及发展趋势"的主题评述报告。

他指出，软物质以"软"、"非周期性"或"高对称性"(infinite symmetry)以别于一般的硬物质，并举例说明了软物质的多尺度性以及多学科交叉性。

高分子物理习题集过梅丽编(带★号者为作业题;带※者为讨论题；其它为思考题)北京航空航天大学2003年第一章 高分子链结构1 定义下列术语：1)内氢键;2)内聚能密度;3)构型与构象;4)无规线团;5)热塑弹体; 6)分子链的最可几末端距、平均末端距和均方末端距;7)链段;8）分子链的均方半径;9)分子链的平衡态柔性和动态柔性。

2 如何测定低分子物质的内聚能密度？能否用同样的方法测定高聚物的内聚能密度？3 指出塑料、橡胶和纤维的内聚能密度的大致范围。

为什么聚乙烯的内聚能密度较低但能成为塑料?4 写出聚1,2丁二烯和聚1,2异戊二烯可能的键接方式与构型。

5 1,2二氯乙烷有几种稳定的内旋转异构体？★6 间同立构聚丙烯是否能通过内旋转转化为全同立构聚丙烯？ ★7 设1个高分子主链由100个单键组成，每个单键相对于前一个键可以在空间采取2种可能的位置,试计算该高分子链在空间可能采取的构象数。

8 将苯乙烯(S)与顺式1,4丁二烯(B)按20∶80的重量比合成的无规共聚物和SBS 三嵌段共聚物在性能上可能有什么区别？※9 SBS 热塑弹体与硫化橡胶在溶解性与热行为上有什么区别？ ※ 10 为什么只有柔性高分子链才适合作橡胶？金属材料能否出现高达百分之几十至几百的弹性大形变？★ 11 写出下列各组高聚物的结构单元，比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由: 1)聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯；2)聚乙烯，聚乙炔，顺式1,4聚丁二烯；3)聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；4)聚丙烯，聚异丁稀；5)聚氯乙烯，聚偏氯乙烯；6)聚乙烯，聚乙烯基咔唑，聚乙烯基叔丁烷；7)聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯；8)聚酰胺6.6，聚对苯二甲酰对苯二胺；9)聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯。

※ 12 一种聚丙烯高分子链的聚合度为600，在外力作用下最大的拉伸比为10，求该高分子链的均方未端距与2f h 之比。

已知C-C 键的键长 l ＝0.154nm ，键角 α＝109°28'。

Polymer Physics1.软物质：处于理想液体和理想固体这两个极端之间的中间带物质。

其间的弱连接性和密度低导致了它的“软”，并且外力作用主要不是能量效应而是熵的效应。

2.内聚能：1mol物质出去全部分子间作用力而使其内能增加的量。

3.内聚能密度：单位体积内某物质内聚能的大小，表征分子间作用力大小的物理量。

4.近程结构：是构成高聚物分子链最基本的结构，包括高聚合物的化学组成、结构单元的键接方式、结构单元的键接顺序、端基、支化与交联以及空间构型等。

5.远程结构：是指单个高分子链的大小和在空间存在的各种形状（形态、构象）例如：伸直链、无规线团、折叠链等，又称二级结构。

6.构型：由化学键所固定原子或原子团在空间的几何排列，这种排列是稳定的要改变构型必须通过化学键的断裂和重组。

7.等规度：是指高聚物中所含全同立构和间同立构在整个高聚物中所占的比例,也叫立构规整度。

8.全同指数：全同指数（IIP）是全同立构聚合物占聚合物总量的百分数。

9.自由内旋转：如果内旋转时完全不发生能量的变化，即分子中原子在空间中各种排布方式能量相同，这样的内旋转称之为自由内旋转。

10.受阻内旋转：实际的高分子链的内旋转不是自由的，因为C原子上所带的取代基在旋转过程中距离发生改变导致旋转时能量发生变化，内旋转受阻。

11.构象：是指分子中原子或是原子团由于单键内旋转而形成的在空间的排布称为构象，构象是不稳定的。

12.内旋转位垒：分子在内旋转时从最稳定的构象到最不稳定构象所需克服的能量。

13.内旋转异构体：对应位能曲线上不同深度位谷的相对稳定的构象即位能曲线上极小值点处的构象。

14.柔性：是指高分子链能够通过改变构象而无规卷曲的特性，柔性是长链高分子最主要的结构特征，是高聚物特有的结构层次。

15.刚性：与柔性相对的概念，之高分子链难以或不能改变其构象的性质。

16.持续长度：无限长的旋转链在第一个键方向上的投影平均值，是高分子链的刚性尺度。

软物质的物理性质和应用前景软物质是指由多种分子或聚合物组成的，具有大量自由度的物质。

软物质的物理性质研究得越来越多，其应用前景也越来越广泛。

本文将从软物质的定义开始，探讨它的物理性质和主要应用，分析软物质的前景和挑战。

一、软物质的定义和基本特点软物质是一种多相复合材料，由局部分子、簇、链以及大量空腔等不同相互交织而成。

软物质不具有传统材料的可压缩、可延展性和可塑性，并且在它的层次结构中，存在着大量的界面、相互作用和交织等多种自由度，这些特点使其具有研究的难度和重要性。

最近十几年来，随着科学家们建立了新的理论、开发了新的技术和方法，软物质得到了广泛的研究和应用。

它在材料科学、表面科学、物理化学、生物医学和纳米技术等领域都有应用。

二、软物质的物理性质1.流体力学性质软物质的流动过程比较复杂，经过多年的研究，人们发现了其流体力学性质与普通流体有所不同。

例如，由于软物质内部结构和分子间作用力的特殊性质，软物质的流体力学性质可以通过温度、功率、控制场等外部条件进行调节。

这对涂料、液晶显示器等材料具有很大的应用价值。

2.机械性质软物质的机械性能是其最有价值的性能之一。

它具有更高的伸长性、弯曲性和屈服强度等优点，可以应用在人工肌肉、柔性电子器件等领域。

3.分子动力学性质软物质中的分子动力学是其基础性物理性质，对于材料的设计和应用起着至关重要的作用。

软物质由于分子较小，所以其分子的跃迁和分子的排列非常灵活，可以进行快速的运动和变换。

这为纳米技术和制造领域带来了无限的可能性。

三、软物质的主要应用1.医疗领域软物质在医疗领域有着广泛的应用。

例如仿生和微机电技术开发的药物输送系统，防止药物的过早释放和分解；可对患者进行远程诊断的软性微感应电极阵列；用于仿生组织工程的材料，如人工肌肉。

2.柔性电子器件软物质能够进行可控的形变，因此在柔性电子器件研究中具有很大的应用前景。

例如在弯曲状况下仍能高效传导电流的石墨烯、电致变材料、形状记忆合金等，有望成为下一代柔性电子器件材料。

软物质物理学中的相变和自组装现象软物质物理学是物理学的分支学科，研究的是不同形态的软物质的物理特性和行为规律。

软物质物理学中的相变和自组装现象是其研究重点之一，其研究对当前的自组装技术、药物输送和高分子纳米材料等领域的发展具有重要的影响和意义。

一、软物质物理学软物质物理学是研究软性物质（如胶体、液晶、聚合物、生物物质等）结构、性质及其相互作用的物理学科。

与传统的硬物质物理学（如固态、电子学、超导物理学等）的研究对象相比，软物质具有更加多样且复杂的结构和行为特征。

而软物质物理学的研究不仅涉及物理学基础理论，也包含了各种跨学科领域的应用研究。

二、软物质物理学中的相变相变是物理学中一个非常重要的概念，是指物质在不同温度、压力、化学势等条件下，由于内部能量的变化或者外部环境的变化而发生的物态变化。

硬物质中经典的相变包括了融化、汽化、凝固、冻结等，而软物质中相变的类别则多种多样，包括了液-液相变、液-晶相变、加油剂相转移等。

在液-液相变的研究中，一个重要的概念是亲水性和疏水性，因为这种相变过程是由分子间的相互作用引起的。

在液-晶相变的研究中，应用了非常多的物理手段，例如光学技术、X-射线衍射技术、热量学方法等。

相较于硬物质，软物质中的相变更加复杂。

三、软物质物理学中的自组装现象自组装是一种自发而又有规律的物质组装形态，它的发生是由于物质分子之间的相互作用引起的。

在软物质物理学中，自组装现象是特别重要的研究方向之一。

自组装技术可以用于合成纳米材料、药物分子的输送、仿生材料的制备等领域，因此具有非常广泛的应用前景。

软物质物理学中的自组装现象主要包括以下三个方面的研究：胶体自组装、液晶自组装和高分子自组装。

胶体自组装是指胶体颗粒在溶液中的组装方式，液晶自组装是指液晶分子在溶液中的组装方式，高分子自组装是指在溶液中或者固态材料中，高分子聚集成各种形态的组装态。

在这些自组装形态中，液晶自组装的研究领域最为广泛，相关的物理过程和实验手段也相对成熟。