Hierarchical simulations of hybrid polymer-solid materials

Soft Matter

Volumn 9, Issue 29, 2013, Pages 6696-6710

  Johnston, Karen ^a   Harmandaris, Vagelis ^a,b,c  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

^b UNIVERSITY OF CRETE   (Greece)

^c INSTITUTE OF COMPUTER SCIENCE   (Greece)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BROAD SPECTRUM; COMPUTATIONAL METHODOLOGY; HIERARCHICAL SIMULATION; INTERFACIAL SYSTEMS; NANOSTRUCTURED SYSTEMS; SIMULATION APPROACH; SIMULATION TECHNIQUE; TECHNOLOGICAL APPLICATIONS;

COMPUTER SIMULATION; POLYMERS;

HYBRID MATERIALS;

EID: 84880013233     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3sm50330e     Document Type: Review

References (160)

1. J. Koo, Polymer Nanocomposites: Processing, Characterization, and Applications, McGraw-Hill, 2006
2. A. J. Kinloch, Adhesion and adhesives: science and technology, Chapman and Hall, New York, 1987
3. H. Kim A. A. Abdala C. W. Macosko Macromolecules 2010 43 65156530
4. M. Doi and S. F. Edwards, The Theory of Polymer Dynamics, Clarendon Press, Oxford, England, 1986
5. H. Hu S. Granick Science 1992 258 1339
6. G. Tsagaropoulos A. Eisenberg Macromolecules 1995 28 6067
7. S. Granick S. K. Kumar E. J. Amis M. Antonietti A. C. Balazs A. K. Chakraborty G. S. Grest C. Hawker P. Janmey E. J. Kramer R. Nuzzo T. P. Russell C. R. Safinya J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2003 41 2755
8. R. D. Priestley C. J. Ellison L. J. Broadbelt J. M. Torkelson Science 2005 309 456
9. J. A. Forrest K. Dalnoki-Veress J. R. Stevens J. R. Dutcher Phys. Rev. Lett. 1996 77 2002
10. M. Y. Efremov E. A. Olson M. Zhang Z. Zhang L. H. Allen Phys. Rev. Lett. 2003 91 085703
11. A. Serghei H. Huth C. Schick F. Kremer Macromolecules 2008 41 3636
12. M. Tress M. Erber E. U. Mapesa H. Huth J. Mueller A. Serghei C. Schick K.-J. Eichhorn B. Voit F. Kremer Macromolecules 2010 43 9937
13. E. P. Giannelis R. Krishnamoorti E. Manias Adv. Polym. Sci. 1999 138 107
14. S. Anastasiadis K. Karatasos G. Vlachos E. Manias E. P. Giannelis Phys. Rev. Lett. 2000 84 915
15. S. S. Ray M. Okamoto Prog. Polym. Sci. 2003 28 1539 1641
16. M. R. Bockstaller R. A. Mickiewicz E. Thomas Adv. Mater. 2005 17 1331 1349
17. Q. H. Zeng A. B. Yua G. Q. Lu Prog. Polym. Sci. 2008 33 191 269
18. R. Peköz K. Johnston D. Donadio J. Phys. Chem. C 2012 116 20409
19. K. Johnston V. Harmandaris Soft Matter 2012 8 6320 6332
20. R. M. Martin, Electronic structure: basic theory and practical methods, Cambridge University Press, 2004
21. K. Johnston A. Gulans T. Verho M. J. Puska Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 81 235428
22. A. Rimola M. Aschi R. Orlando P. Ugliengo J. Am. Chem. Soc. 2012 134 10899
23. J. KlimeŠ A. Michaelides J. Chem. Phys. 2012 137 120901
24. S. Grimme J. Comput. Chem. 2004 25 1463
25. K. Tonigold A. Gross J. Chem. Phys. 2010 132 224701
26. A. D. Becke E. R. Johnson J. Chem. Phys. 2007 127 154108
27. A. Tkatchenko M. Scheffler Phys. Rev. Lett. 2009 102 073005
28. S. Grimme J. Antony S. Ehrlich H. Krieg J. Chem. Phys. 2010 132 154104
29. M. Dion H. Rydberg E. Schröder D. C. Langreth B. I. Lundqvist Phys. Rev. Lett. 2004 92 246401
30. Y. Zhang W. Yang Phys. Rev. Lett. 1998 80 890
31. K. Lee E. D. Murray L. Kong B. I. Lundqvist D. C. Langreth Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 82 081101(R)
32. J. Klimes D. R. Bowler A. Michaelides J. Phys.: Condens. Matter 2010 22 022201
33. A. Gulans M. J. Puska R. M. Nieminen Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 79 201105(R)
34. A. Calzolari G. Cicero C. Cavazzoni R. D. Felice A. Catellani S. Corni J. Am. Chem. Soc. 2010 132 4790
35. T. D. Daff N. H. de Leeuw Chem. Mater. 2011 23 2718
36. C. Oostenbrink A. Villa A. E. Mark W. F. van Gunsteren J. Comput. Chem. 2004 25 1656 1676
37. N. Schmid A. Eichenberger A. Choutko S. Riniker M. Winger A. Mark W. van Gunsteren Eur. Biophys. J. 2011 40 843 856
38. W. L. Jorgensen J. Tirado-Rives J. Am. Chem. Soc. 1988 110 1657
39. W. L. Jorgensen D. S. Maxwell J. Tirado-Rives J. Am. Chem. Soc. 1996 118 11225
40. L. Delle Site C. F. Abrams A. Alavi K. Kremer Phys. Rev. Lett. 2002 89 156103
41. M. L. Sushko A. Y. Gal A. L. Shluger J. Phys. Chem. B 2006 110 4853
42. M. Hoefling S. Monti S. Corni K. E. Gottschalk PLoS One 2011 6 e20925
43. G. Brancolini D. B. Kokh L. Calzolai R. C. Wade S. Corni ACS Nano 2012 6 9863
44. G. Csányi T. Albaret M. C. Payne A. DeVita Phys. Rev. Lett. 2004 93 175503
45. P. Maurer A. Laio H. W. Hugosson M. C. Colombo U. Rothlisberger J. Chem. Theory Comput. 2007 3 628
46. O. Akin-Ojo Y. Song F. Wang J. Chem. Phys. 2008 129 064108
47. C. R. Herbers K. Johnston N. F. A. van der Vegt Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 10577
48. K. Johnston C. R. Herbers N. F. A. van der Vegt J. Phys. Chem. C 2012 116 19781
49. J. Behler M. Parrinello Phys. Rev. Lett. 2007 98 146401
50. N. Artrith T. Morawietz J. Behler Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 153101
51. A. P. Bartók M. C. Payne R. Kondor G. Csányi Phys. Rev. Lett. 2010 104 136403
52. K. Johnston V. Harmandaris J. Phys. Chem. C 2011 115 14707
53. F. Iori R. D. Felice E. Molinari S. Corni J. Comput. Chem. 2009 30 1465
54. L. M. Ghiringhelli B. Hess N. F. A. van der Vegt L. Delle Site J. Am. Chem. Soc. 2008 130 13460 13464
55. P. Schravendijk N. F. A. van der Vegt L. Delle Site K. Kremer ChemPhysChem 2005 6 1866
56. K. Johnston R. M. Nieminen K. Kremer Soft Matter 2011 7 6457 6466
57. D. G. Pettifor I. I. Oleinik Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 8487
58. I. I. Oleinik D. G. Pettifor Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 8500
59. A. C. T. van Duin S. Dasgupta F. Lorant W. A. Goddard III J. Phys. Chem. A 2001 105 9396
60. D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications, Academic Press, 2nd edn, 2001
61. M. P. Allen and D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Oxford University Press, 1987
62. G. C. J. P. Bareman M. L. Klein Phys. Rev. Lett. 1988 60 2152
63. S. K. Kumar M. Vacatello D. Y. Yoon J. Chem. Phys. 1988 89 5206
64. S. K. Kumar M. Vacatello D. Y. Yoon Macromolecules 1990 23 2189
65. K. F. Mansfield D. N. Theodorou Macromolecules 1991 24 4295
66. T. K. Xia J. Ouyang M. W. Ribarsky U. Landman Phys. Rev. Lett. 1992 69 1967
67. R. G. Winkler T. Matsuda D. Y. Yoon J. Chem. Phys. 1993 98 729
68. T. Matsuda G. D. Smith R. G. Winkler D. Y. Yoon Macromolecules 1995 28 165
69. K. C. Daoulas V. A. Harmandaris V. G. Mavrantzas Macromolecules 2005 38 5780
70. P. V. K. Pant D. N. Theodorou Macromolecules 1995 28 7224
71. V. G. Mavrantzas T. D. Boone E. Zervopoulou D. N. Theodorou Macromolecules 1999 32 5072
72. V. A. Harmandaris V. G. Mavrantzas D. Theodorou M. Krger J. Ramrez H. C. Öttinger D. Vlassopoulos Macromolecules 2003 36 1376 1387
73. V. A. Harmandaris K. C. Daoulas V. G. Mavrantzas Macromolecules 2005 38 5796
74. J. M. H. M. Scheutjens G. J. Fleer J. Phys. Chem. 1979 83 1619
75. J. M. H. M. Scheutjens G. J. Fleer J. Phys. Chem. 1980 84 178
76. G. D. Smith D. Bedrov L. Li O. Byutner J. Chem. Phys. 2002 117 9478
77. L. Yelash P. Virnau K. Binder W. Paul Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2010 82 050801
78. E. Lin W. Wu S. Satija Macromolecules 1997 30 7224
79. B. Frank A. P. Cast T. P. Rusell H. R. Brown C. Hawker Macromolecules 1996 29 6531
80. D. Hudzinskyy A. V. Lyulin A. R. C. Baljon N. K. B. K. Balabaev M. A. J. Michels Macromolecules 2011 44 2299
81. L. Yelash P. Virnau K. Binder W. Paul Europhys. Lett. 2012 98 28006
82. O. Borodin G. D. Smith R. Bandyopadhyaya O. Byutner Macromolecules 2003 36 7873
83. D. Barbier D. Brown A.-C. Grillet S. Neyertz Macromolecules 2004 37 4695
84. A. P. Awasthi D. C. Lagoudas D. C. Hammerand Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 2009 17 015002
85. J.-S. Yang C.-L. Yang M.-S. Wang B.-D. Chen X.-G. Ma Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 15476 15482
86. Y. Tatek M. Tsige J. Chem. Phys. 2011 135 174708
87. Y. N. Pandey M. Doxastakis J. Chem. Phys. 2012 136 094901
88. A. N. Rissanou V. A. Harmandaris J. Nanopart. Res. 2013 15 1589
89. S. E. Harton S. K. Kumar H. Yang T. Koga K. Hicks H. Lee J. Mijovic M. Liu R. S. Vallery D. W. Gidley Macromolecules 2010 43 3415
90. K. C. Daoulas A. F. Terzis V. G. Mavrantzas J. Chem. Phys. 2002 116 11028
91. A. F. Terzis D. N. Theodorou A. Stroeks Macromolecules 2000 33 1385
92. T. V. M. Ndoro E. Voyiatzis A. Ghanbari D. N. Theodorou M. C. Böhm F. Müller-Plathe Macromolecules 2011 44 2316
93. C. R. Yang P. Y. Chen Y. C. Chiou R. T. Lee Sens. Actuators, A 2005 119 263
94. C. Wei Nano Lett. 2006 6 1627 1631
95. Q. Zheng D. Xia Q. Xue K. Yan X. Gao Q. Li Appl. Surf. Sci. 2009 255 3534 3543
96. S. S. Tallury M. A. Pasquinelli J. Phys. Chem. B 2010 114 4122 4129
97. M. Alaghemandi F. Müller-Plathe M. C. Böhm J. Chem. Phys. 2011 135 184905
98. I. A. Bitsanis G. Hatziioannou J. Chem. Phys. 1990 92 3827
99. A. N. Rissanou S. H. Anastasiadis I. A. Bitsanis J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2009 47 2462 2476
100. K. F. Mansfield D. N. Theodorou Macromolecules 1989 22 3143
101. T. Aoyagi J. Takimoto M. Doi J. Chem. Phys. 2001 115 552
102. A. Milchev K. Binder J. Chem. Phys. 2001 114 8610
103. P. A. Thompson M. O. Robbins Science 1990 250 792
104. P. Thompson S. M. Troian Nature 1997 389 360
105. A. Jabbarzadeh J. D. Atkinson R. I. Tanner J. Chem. Phys. 1999 110 2612
106. J.-L. Barrat L. Bocquet Phys. Rev. Lett. 1999 82 4671
107. J. K. M. Cieplak J. R. Banavar Phys. Rev. Lett. 2001 86 803
108. N. V. Priezjev S. M. Troian Phys. Rev. Lett. 2004 92 018302
109. A. Niavarani N. V. Priezjev J. Chem. Phys. 2008 129 144902
110. A. D. Virgilis A. Milchev V. G. Rostiashvili T. A. Vilgis Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2012 35 97
111. G. S. Grest J. Chem. Phys. 1996 105 5532 5542
112. J. Klos T. Pakula J. Chem. Phys. 2003 118 1507 1514
113. J. Klos T. Pakula Macromolecules 2004 37 8145 8151
114. J. Kalb D. Dukes S. K. Kumar R. S. Hoy G. S. Grest Soft Matter 2011 7 1418
115. A. Karatrantos R. J. Composto K. I. Winey M. Kröger N. Clarke Macromolecules 2012 45 7274
116. F. W. Starr J. F. Douglas S. C. Glotzer J. Chem. Phys. 2003 119 1777
117. R. M. Cordeiro F. Zschunke F. Muller-Plathe Macromolecules 2010 43 1583 1591
118. D. Long F. Lequeux Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2001 4 371 387
119. J. Berriot H. Montes F. Lequeux D. Long P. Sotta Macromolecules 2002 35 9756 9762
120. J. M. Kropka K. W. Putz V. Pryamitsyn V. Ganesan P. F. Green Macromolecules 2007 40 5424 5432
121. J. M. Kropka V. Pryamitsyn V. Ganesan P. F. Green Phys. Rev. Lett. 2008 101 075702
122. J. E. Lipson S. T. Milner Eur. Phys. J. B 2009 72 133 137
123. L. M. Hall A. Jayaraman K. S. Schweizer Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2010 14 38 48
124. J. B. Hooper K. F. Schweizer Macromolecules 2006 39 5133 5142
125. R. Chakrabarti K. S. Schweizer J. Chem. Phys. 2010 133 144905
126. U. Yamamoto K. F. Schweizer J. Chem. Phys. 2011 135 224902
127. A. L. Frischknecht E. S. McGarrity M. E. Mackay J. Chem. Phys. 2010 132 204901
128. J. Baschnagel K. Binder P. Doruker A. A. Gusev O. Hahn K. Kremer W. L. Mattice F. Müller-Plathe M. Murat W. Paul S. Santos U. W. Suter V. Tries Adv. Polym. Sci. 2000 152 41
129. K. Kremer, in Computer simulations in condensed matter: from materials to chemical biology, ed., M. Ferrario, G. Ciccotti, and, K. Binder, Springer, Berlin, Heidelberg, 2006, ch. Polymer dynamics: long time simulations and topological constraints
130. V. A. Harmandaris K. Kremer Macromolecules 2009 42 791
131. V. A. Harmandaris K. Kremer Soft Matter 2009 5 3920
132. D. Fritz K. Koschke V. A. Harmandaris N. F. A. van der Vegt K. Kremer Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 10412
133. J. T. Padding W. J. Briels J. Chem. Phys. 2002 117 925
134. I. Lyubimov M. G. Guenza Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2011 84 031801
135. V. A. Harmandaris N. P. Adhikari N. F. A. van der Vegt K. Kremer Macromolecules 2006 39 6708
136. C. F. Abrams L. Delle Site K. Kremer Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2003 67 21807
137. L. Delle Site S. Leon K. Kremer J. Am. Chem. Soc. 2004 126 2944 2955
138. X. Zhou D. Andrienko L. Delle Site K. Kremer Europhys. Lett. 2005 70 264
139. D. Andrienko S. León L. Delle Site K. Kremer Macromolecules 2005 38 5810 5816
140. R. Car M. Parinello Phys. Rev. Lett. 1985 55 2471
141. G. H. Fredrickson, The equilibrium theory of inhomogeneous polymers, Clarendon Press, 2nd edn, 2006
142. K. C. Daoulas D. N. Theodorou V. A. Harmandaris N. C. Karayiannis V. G. Mavrantzas Macromolecules 2005 38 7134
143. D. M. Trombly V. Ganesan J. Chem. Phys. 2010 133 154904
144. R. B. Thompson V. V. Ginzburg M. W. Matsen A. C. Balazs Science 2001 292 2469
145. M. Müller G. D. Smith J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2005 43 934
146. S. W. Sides B. J. Kim E. J. Kramer G. H. Fredrickson Phys. Rev. Lett. 2006 96 250601
147. D. H. Kim D. S. Choi S. Hong S. Kim J. Phys. Chem. C 2008 112 7412
148. J. H. Kim B. E. Park Ferroelectrics 2009 379 22
149. B. Vorselaars J. U. Kim T. L. Chantawansri G. H. Fredrickson M. W. Matsen Soft Matter 2011 7 5128 5137
150. F. A. Detcheverry H. Kang K. C. Daoulas M. Müller P. F. Nealey J. J. de Pablo Macromolecules 2008 41 4989 5001
151. K. C. Daoulas M. Müller J. Chem. Phys. 2006 125 184904
152. G. G. Vogiatzis E. Voyiatzis D. N. Theodorou Eur. Polym. J. 2011 47 699 712
153. M. Müller F. Schmid Adv. Polym. Sci. 2005 185 1
154. M. Müller J. Stat. Phys. 2011 145 967
155. M. Müller, in Polymer Science: A Comprehensive Reference, ed., K. Matyjaszewski, and, M. Möller, Elsevier, 2012, vol. 1, ch. 3. Polymers at interfaces and surfaces and in confined geometries, p. 387
156. V. Ganesan C. J. Ellison V. Pryamitsyn Soft Matter 2010 6 4010 4025
157. K. Paeng M. D. Ediger Macromolecules 2011 44 7034
158. M. Svensson S. Humbel R. D. J. Froese T. Matsubara S. Sieber K. Morokuma J. Phys. Chem. 1996 100 19357
159. P. Sherwood A. H. de Vries M. F. Guest G. Schreckenbach C. R. A. Catlow S. A. French A. A. Sokol S. T. Bromley W. Thiel A. J. Turner S. Billeter F. Terstegen S. Thiel J. Kendrick S. C. Rogers J. Casci M. Watson F. King E. Karlsen M. Sjøvoll A. Fahmi A. Schafer C. Lennartz J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2003 632 1
160. M. Praprotnik L. Delle Site K. Kremer Annu. Rev. Phys. Chem. 2008 59 545 571