硕士论文开题报告怎么写？本文将以计算机论文为例，为大家分享一篇开题报告的范文样本，标题是“嵌段聚合物自组装形成多孔膜的计算机模拟研究”，具体详情如下。

一、论文开题报告基本框架

论文开题报告一般由以下八个部分组成（每个院校都有固定的开题报告模板，可能有所差异，大家可以参照各自学院的要求进行写作）。具体内容如下：

1.选题的背景及意义

2.研究目标及内容

3.研究方法

4.论文大纲

5.技术难点和可能的解决方案

6.预期成果及可能的创新点

7.论文工作计划

8.参考文献

二、选题的背景及意义

1.1.1 研究背景

本论文研究利用 DPD 模拟方法研究聚合物在溶剂的作用下自组装过程。在模拟过程中，聚合物本体在各种条件的影响下自组装形成各种结构。当聚合物自组装形成结构规整的通道孔时，此时聚合物本体就是期望得到的聚合物膜。本论文研究以下方面：（1）利用 DPD 模拟 PS-P4VP 嵌段共聚物自组装成膜过程，并且深入研究非溶剂诱导相分离方法的机理以及影响成膜和孔径变化的因素。模拟方法为溶剂置换，将非溶剂与聚合物的相互作用参数逐步替换良溶剂与聚合物之间的参数。探讨了聚合物浓度、嵌段比例以及溶剂置换速率对成膜的影响并找到了响应的自组装成膜的规律，同时进一步展现了每一置换阶段的形貌变化，分析了整个过程的分子运动状态，深入探究了相分离的机理以及动力学过程。（2）PS-PAA-PEO 在非溶剂诱导相分离下自组装形成通道孔。由于 PAA具有 pH  响应性，本章进一步探讨了在不同的 pH  条件下三嵌段聚合物薄膜的“开-关”效应，并计算了相应的孔径值，得到了该体系在环境变化刺激下孔径的变化规律。另外，本章利用 DPD 模拟了穿透过程，检测不同孔径的聚合物多孔膜对不同尺寸的物质的截留情况，为今后膜过滤、提纯提供新的检测方法并且为以后模拟方法打开新的思路和方向。（3）利用 MDPD 方法模拟了溶剂蒸发成膜的过程，并且探讨了聚合物浓度、选择性溶剂以及聚合物嵌段比例三种因素下溶剂蒸发结果的规律，得到了不同的形貌结构，构建了三因素共同影响下的自组装规律图，并且分别讨论了这三种因素的影响程度以及掌控方向。之后，分别讨论了不同结构形貌的形成规律以及应用领域，为以后的溶剂蒸发引导聚合物自组装提供了思路与方向。

1.1.2 研究意义

多孔膜的应用领域越来越广，在生活、工业等方面受到人们的广泛关注，随即而来的对膜的特殊要求也越来越多，从而引发了许多关于膜制备、改性、可控等技术问题。目前，膜的材质、制备手段有很多种类，分离技术的应用范围非常广泛，涵盖了化工、材料加工、生物智能等多交叉学科，并在医学、生物、食品、环境保护以及能源等学科研究和工业领域中得到广泛应用[1-3]。

膜的分类方法决定膜的物理应用领域，例如孔径的大小影响了过滤、分离[4]或者提纯的应用范围[5]；膜的材料以及内部结构决定了其化学应用领域，例如无机膜适用于单一的尺寸分离[6]、具有刺激响应性作用的聚合物膜适用于智能分子筛[7]、带有两性离子材料的则适用于防污特性的过滤膜[8]。多嵌段聚合物薄膜的应用领域是目前最广泛的，前景相对最好的。根据所需要的性质、特殊功能，可以将不同性质的有机物进行诱导聚合，形成嵌段聚合物原料，然后通过一些制备手段自组装形成适合某一应用的薄膜，具有灵活的可调性、可控性以及适用性强，在降解以及回收方面具有环保性质。根据聚合物薄膜孔径分类，聚合物膜大致分为致密薄膜和多孔膜两种，第一种一般用作具有特殊功能的涂层，例如：防污涂层、耐热涂层、超亲疏水性涂层等等。第二种是作为过滤、渗透、提纯等功能的多孔膜。聚合物多孔膜材料由于其孔隙率高、比表面积高，过滤的效率相对于无机薄膜要大。另外，其质地轻、加工方便、易功能化，因此，广泛应用于催化载体、材料合成模板、物质分离、提纯、传感器以及组织工程支架等领域[9]。

三、研究内容

首先，我们以 PS-P4VP 双嵌段共聚物为研究对象，利用溶剂置换的方法模拟了非溶剂诱导相分离法制备多孔膜的过程。通过探讨聚合物浓度、溶剂置换速率以及嵌段比例三种因素对成孔的影响，得出了成膜规律并揭示了非溶剂诱导相分离的原理。非溶剂诱导相分离的模拟，主要通过非溶剂置换聚合物混合溶液中的良溶剂，从而导致原来的均相溶液微相分离形成聚合物相和溶剂相。若聚合物浓度过高，相分离微弱，则得不到孔状结构；而浓度过低，会导致剧烈相分离，而得到薄片甚至球状结构。嵌段聚合物与溶剂的亲疏性不同，嵌段比例也影响聚合物的分布状态。溶剂置换速率影响了聚合物孔的聚集程度：过快的速率导致孔分散；过慢会得到闭孔结构；只有在合适的溶剂置换速率下才能形成通道孔结构。

从以上发现可以知道非溶剂诱导自组装成膜的规律，进而我们以三嵌段聚合物（PS-PAA-PEO）为研究对象，探讨其 pH 响应性以及选择透过性试验。研究发现，在酸性条件下，聚合物链 PAA 的链长变化对成膜后的孔径并无影响；但在中性条件下，PAA 完全解离，当链长越长时所得的孔径越小。溶液从酸性逐渐转变为中性时，PAA逐渐解离，聚合物链慢慢舒张从而将孔道闭合，由此得到了随 pH 响应性的智能“开-关”聚合物多孔膜。我们进一步探讨了不同“开-关”程度下的通道孔对刚性球体的截留效果，结果表明该聚合物多孔膜具有尺寸选择性截留的特点。

最后，我们用多体耗散粒子动力学方法来模拟溶剂蒸发诱导相分离制备聚合物多孔膜的过程。通过探讨聚合物浓度、溶剂的选择性和嵌段比例三种因素对聚合物自组装的影响，建立了三因素共同影响下的结构分布图。聚合物浓度对聚合物自组装结果的影响最大，当浓度从高至低时，结构从层状转变为孔状、棒状甚至球状。溶剂的选择性和嵌段比例影响的是聚合物的分布情况以及结构的微小变化。不同结构有不同的形成规律，其应用领域也不同。

四、研究方法

1.2.1 DPD 模拟方法

Koelman 与 Hoogerbrugge 建立了 DPD 方法，它是属于介观尺度范畴并且适用于流体力学行为的研究[13]。整个模拟过程中，没有将分子之间的自由度作为研究因素，而只考虑以粗粒化珠子质量为中心运动。DPD 所构建的模型为“珠子-弹簧”，这种软势力模型在某种碰撞规则下在一定程度上省略了原子细节，只保留了表征模拟体系的主要信息。最初的 DPD 方法根据涨落-耗散理论引入了随机力和耗散力，而后 Warren 和 Español 将保守力引入 DPD 力场[22]。为了将 DPD 模拟技术与实验能够对接，科学家们将 DPD 中的排斥力作为表征分子间作用力的代表，再利用 Flory-Huggins 理论将实验中的溶解度参数引入，逐步推算出 DPD 模拟中的相互作用参数[23]。

1.2.2  耗散粒子动力学模拟方法改进

近几年，DPD 模拟为了适应各种科学领域的需求，不断丰富了自己的理论体系，并增强了各种领域方向的使用性，增加了一些新的模拟手段。

五、研究结论

本文利用 DPD 模拟了聚合物自组装形成多孔膜，探讨了成膜机理以及各种因素影响下的自组装结构变化规律：（1）研究了 PS-P4VP 在非溶剂诱导下自组装成膜的相变行为，探讨了聚合物浓度、嵌段比例以及溶剂交换速率对聚合物形成通道孔的影响；（2）探讨了 PS-PAA-PEO 三嵌段共聚物自组装成膜的过程以及多孔膜的 pH  响应性，并且进一步模拟了物质穿透的薄膜以检测不同 pH  条件下的截留能力;（3）利用 MDPD 模拟了溶剂蒸发引导聚合物自组装的过程和各种结构下的形成规律以及应用。通过以上探究，本文主要获得以下结论：

(1)利用溶剂置换方法模拟了实验过程中非溶剂诱导相分离过程，并深入研究了各种成膜的影响因素：聚合物浓度对体系中微相分离变化有重要的影响，高浓度下的体系受到溶剂变换作用小从而无法得到明显的两相，而低浓度下的聚合物溶液最后的非溶剂含量高而使得聚合物无法形成连续的通道孔结构，只有在 44%-58%浓度范围内得到通道孔结构。另外，聚合物之间的嵌段比例也是影响因素之一，由于两种聚合物与溶剂的亲和力不同，不协调的嵌段比会导致体系相分离过大或者甚微。PS 为疏水性聚合物，而 P4VP相对亲水，因而在合适的嵌段比下得到的是以 PS 为膜主干而 P4VP 为外壳包裹的聚合物膜，这种聚合物分布给未来需要设计特殊功能的过滤膜提供了思路和方向。除此之外，本文还探讨了溶剂置换速率对聚合物溶液中微相分离的作用，发现置换速率过快会导致孔径结构的粗糙且分布不均，而速率过慢导致最后孔结构非规整稳定。这对以后工艺上利用非溶剂诱导聚合物自组装形成多孔膜提供有效的参考意见。 (2)三嵌段聚合物 PS-PAA-PEO 中的聚合物  PAA 具有 pH  响应性，利用它自组装形成的多孔膜是具有 pH  响应性的“开-关”效应。由于聚合物与非溶剂的亲和力不同，自组装形成通道孔的聚合物分布不同，PS 作为膜的主干分布于内核，PAA-PEO 相对亲水分布于孔外壳。不同的 PAA 嵌段长度决定了多孔膜在碱性条件下孔道“闭合”的程度。研究表明，PS40-PAA40-PEO5 嵌段聚合物制备的通道孔在完全解离后可以达到完全闭合孔径的效果，孔道内的最小缝隙为 2.8 nm。改变体系的酸碱值，PAA 会相应的进行解离，溶液从酸性变为中性时，孔径从 19.70 nm 缩小至 2.97 nm。另外，对于以上不同孔径的薄膜进行水渗透速率测试以及尺寸选择性透过试验，发现自组装形成的多孔膜具有尺寸选择性截留作用。

(3)利用 MDPD 模拟方法还原了溶剂蒸发导致相分离的过程。探究了聚合物浓度、嵌段比例以及溶剂的种类三种因素对自组装结果的影响，分别得到了层状、棒状、孔状、球状结构，并构建了三因素影响下的结果分布规律图。进一步对各个影响因素进行单独分析，得出聚合物浓度是对聚合物自组装的主要影响因素，即整体系统相分离并是对结构影响程度最大因素；嵌段比例和溶剂的选择性主要影响的是液-液分离的层面，主要改变聚合物的分布情况。易蒸发的溶剂比重占比很大时，相分离过程较剧烈，得到的结构为层状结构，而占比小时，相分离较微弱，根据程度不同可以得到孔状、棒状等结构。不同的结构形貌的形成规律以及所需条件不同，应用领域也不同。本章的研究对以后溶剂蒸发制备各种结构的研究有借鉴和指导作用。

六、论文进度安排

20XX年11月01日-11月07日 论文选题　　

20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料，填写《任务书》　　

20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料，撰写开题报告　　

20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告　　

20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿，上交指导老师　　

20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作　　

20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订　　

20XX年03月21日-04月10日 论文答辩

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