面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文 献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均 为可以通过市购获得的常规产品。
[0037] 在本发明的一个方面，本发明提供了一种确定液晶态高分子刷的相变行为相关参 数的方法(流程示意图见图1)。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：
[0038] (1)确定液晶态高分子刷的初始力场函数。
[0039] 根据本发明的实施例，液晶态高分子刷可以为接枝在两块平行板之间的高分子刷 (结构示意图见图2,其中曲线代表不同的接枝点出的高分子链）。
[0040] 根据本发明的实施例，在该步骤中，初始力场函数是通过昂萨格模型和平均场近 似方法获得的。具体地，可以将高分子链的相互作用用昂萨格模型加以描述，推导出对应的 平均场近似下的力场，
[0041]
[0042] 其中，U为接枝高分子的分子间相互作用势能，β=1/Τ代表温度的倒数，σ为高分子 的接枝密度，表示接枝高分子的密集程度;s和t分别为每条高分子链上的任意两个不同单 体单元位置，r(s)和r(t)分别为高分子每条链段上第s和t个单体单元的空间坐标，u(s)和u (t)分别为高分子链段上第s和t个单体单元的取向坐标，S(r(s)-r(t))代表相互作用的力 程是局域的，即只有在空间同一点上才有作用，蠕虫链以及取向力场的示意图见图6。
[0043]进一步将高分子链之间的相互作用转换为力场信息，可以得到如下理论算法公 式：
[0044]
[0045] 其中：β=1/Τ代表温度T的倒数，ω (r，u)为随空间坐标r，取向坐标u变换的力场，d 为高分子链单体单元的直径长度，1P为高分子链刚性的强度值，P(r，u)为接枝高分子的密 度分布函数，对u'变量做积分，从而得到液晶态接枝高分子的力场函数co( r，u)，然后，随机 设置一个初始密度分布函数P(r，u)，并将其代入上述理论算法公式，即得液晶态接枝高分 子的初始力场函数。
[0046]通过上述理论算法公式，可以将高分子链多体相互作用变换成单链在力场中的作 用，从而能够实现液晶态接枝高分子体系的快速平衡态演化。
[0047] (2)使液晶态接枝高分子在三维空间内发生连续构象变化至液晶态接枝高分子呈 热力学平衡状态。
[0048] 根据本发明的实施例，在该步骤中，将单个高分子链置于步骤（1)获得的力场中， 使液晶态接枝高分子在三维空间内发生连续构象变化至液晶态接枝高分子呈热力学平衡 状态，进行大量的统计抽样。具体的，使液晶态接枝高分子在三维空间内发生连续构象变化 可以通过以下步骤进行：随机生成一个取向坐标及角度，使液晶态接枝高分子中的随机链 段按照取向坐标及角度进行刚性转动，其中，角度的范围可以为〇~360度。或者说，可以在 高分子链节中选定特定的链段，然后随机生成一个空间取向坐标，并产生一个〇到360度之 间的角度，对选定链段进行整体刚体旋转，获得接枝高分子的随机分子构象。这种方法可以 以较少的采样次数生成高质量的独立样本，以加速采样过程。图3显示了高分子链三维刚体 旋转的蒙特卡罗快速抽样方法示意图，通过图中箭头所示的位置，选定空间特定取向，产生 随机大小的角度Θ，将整个选定链段进行刚体旋转。图4显示了高分子链在给定的力场环境 下进行大量的蒙特卡罗采样，生成不同的路径的示意图，代表高分子不同的微观分子构象， 其中，实线表示高分子链从〇到N的路径。
[0049] 需要说明的是，本文中采用的描述方式"热力学平衡状态"是指接枝高分子的势能 或力场不再变化。
[0050] (3)对连续构象变化过程中液晶态接枝高分子的构象进行统计，得到液晶态接枝 高分子的密度分布函数。
[0051] 根据本发明的实施例，在该步骤中，对连续构象变化过程中液晶态接枝高分子的 构象进行统计可以在MPI并行计算环境中、利用简单统计方法进行。具体而言，液晶态接枝 高分子体系的密度分布函数可以通过在力场下的单个高分子链做蒙特卡罗简单统计抽样 获得，具体抽样公式如下：
[0052]
[0053] 其中：Μ为统计样本数目，r为空间坐标，u为取向坐标，Rds)为第i个样本的第s个 单体的空间坐标，Ui (s)为第i个样本的第s个单体的取向坐标。
[0054]需要说明的是，蒙特卡罗方法又称统计模拟法、随机抽样技术，是一种随机模拟方 法，以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法，是使用随机数(或更常见的伪随机数） 来解决很多计算问题的方法。将所求解的问题同一定的概率模型相联系，用电子计算机实 现统计模拟或抽样，以获得问题的近似解。在本发明的实施例中，使用蒙特卡罗方法进行分 子模拟通过使用随机数发生器产生一个随机的分子构象，并对此分子构型的其中单体单元 坐标做无规则的改变，产生一个新的分子构象，通过大量的这种统计采样，并对获得的分子 构象进行统计，收集分子的热力学信息。
[0055] (4)基于步骤(3)中得到的密度分布函数，确定液晶态接枝高分子的当前力场函 数。
[0056]由步骤（1)中确定的力场函数可知，力场函数需要通过液晶态接枝高分子体系当 前的密度分布函数求得，由此，在该步骤中，将步骤(3)中得到的密度分布函数代入步骤(1) 中获得的力场函数中，即得液晶态接枝高分子的当前力场函数。
[0057] (5)确定当前力场函数的自洽收敛性。
[0058]根据本发明的实施例，在该步骤中确定当前力场函数的自洽收敛性的方法不受特 别限制，本领域技术人员可以选择本领域任何已知的方法进行，只要能够准确确定当前力 场函数的自洽收敛性即可。
[0059] (6)在该步骤中，如果在步骤(5)中确定当前力场函数自洽收敛，则下一步对液晶 态接枝高分子进行拉伸或压缩，并基于步骤(3)中得到的密度分布函数，确定液晶态接枝高 分子的相变相关参数；如果在步骤(5)中确定当前力场函数非自洽收敛，则下一步以步骤 (4)中确定的当前力场函数作为初始力场函数，重复上述步骤(2)至(6)，至步骤(4)中确定 的当前力场函数自洽收敛。
[0060] 发明人发现，该方法可以高效地生成大量的统计抽样样本(液晶态接枝高分子构 象样本），并可以直接对高分子构象进行统计采样，获得微观结构信息，另外，该方法可以快 速地将液晶态接枝高分子演化到热力学平衡态，较为精确地计算液晶态接枝高分子的热力 学量和序参量，并获取液晶态接枝高分子的相变相关参数。
[0061] 根据本发明的实施例，相变相关参数的具体种类不受特别限制，在本发明的一些 实施例中，相变相关参数包括但不限于相变温度。
[0062] 在本发明的另一方面，本发明提供了一种确定液晶态接枝高分子的相变行为相关 参数的设备。根据本发明的实施例，该设备包括:初始力场函数确定单元，随机构象生成器， 统计单元，当前力场函数确定单元，判断单元，和相变相关参数确定单元。发明人发现，根据 本发明实施例的该设备结构简单，操作方便，可以高效地生成大量的统计抽样样本(液晶态 接枝高分子构象样本），并可以直接对高分子构象进行统计采样，获得微观结构信息，另外， 该设备可以快速地将液晶态接枝高分子演化到热力学平衡态，较为精确地计算液晶态接枝 高分子的热力学量和序参量，并获取液晶态接枝高分子的相变相关参数。
[0063] 根据本发明的实施例，初始力场函数确定单元用于确定液晶态接枝高分子的初始 力场函数。具体而言，初始力场函数确定单元采用昂萨格模型描述高分子链的相互作用，推