刚获悉，近期投到Computational Materials Science期刊的一篇论文被接受发表。该工作利用分子动力学模拟退火方法研究了半晶聚合物中结晶链的熔融过程。以聚环氧乙烷(PEO)为例，采用近期开发的基于结构和体积性质（SVB）多尺度模拟策略得到的系统粗粒化模型，将单个纳米晶嵌入大量无定形链组成的基体环境中，模拟体系连续加热过程。可以观察到纳米晶链熔融过程为先发生构象转变然后解体。定量地，非球形参数Qa和构象参数Ra一致地反映了体系中结晶链和无定形链在熔融过程中发生了较大的构象转变，这归因于低聚物链发生相转变时较大的动力学变化。由于较低的结晶分率，比体积-温度(Vsp-T)和势能-温度(Epot-T)数据仅捕获了无定形链的玻璃-橡胶转变行为，而不能捕获结晶链的固体-液体转变行为。为确定熔融温度Tm，计算了体系中结晶链和无定形链相互作用能量Eab随温度T变化的曲线。该曲线可以分为三个不同的阶段，随温度升高，第一个阶段Eab较小增加，第二个阶段Eab显著降低，第三个阶段Eab明显升高。Eab增加或降低代表两组分间的相互作用削弱或增强，Eab-T曲线可用膨胀效应和构象变化的竞争解释。第一阶段和第三阶段主要由膨胀效应导致，而第二阶段主要由构象变化导致。由这些分析，将第一阶段与第二阶段的转变温度定为玻璃化转变温度Tg，将第二阶段与第三阶段的转变温度定为熔融温度Tm。这样获得的Tg独立于纳米晶侧边尺寸，而Tm随纳米晶侧边尺寸增加而增加，满足Gibbs-Thomson方程。由此外推得到包含无限侧边尺寸纳米晶的“稀”半结晶聚合物的Tg和Tm，与相应的实验数据相比吻合极好。进一步，接触数Ncon随T的变化与Eab随T的变化是一致的，也可以用于确定Tg和Tm，两种方法确定的值几乎相同；无定形链中纳米晶的Tm一致地高于真空中纳米晶的Tm，表明了自由表面的受限效应。与以往相关的工作相比，所提出的模型与方法在快速准确预测半晶聚合物Tm方面具有很大的竞争优势。非常感谢Alex Travesset编辑对本工作的认可和两位匿名同行专家非常有价值的评审意见。