向列相液晶分子具有长棒状结构,在分子动力学模拟中可视为椭球型,长轴方向为分子的指向矢方向。本文研究中所使用的82832分子式为C21H30F2,常温下是白色块状固体,密度为1.023g/cm3,具体分子结构,三个苯环使得分子形状为长棒形,具备向列相液晶相的特点,属于大分子量向列相液晶材料。
液晶材料的分子动力学模拟相比于其他材料要复杂,由于分子指向矢的存在,液晶分子的运动包括质心平动与指向矢转动两类。建模时,平动分析以分子几何中心为质点,每个分子所受合外力与合外力矩分别为:
运用适用于液晶材料分子动力学模拟的Gay-Berne(简称G-B)力场,推导后可得分子合外力与合外力矩表达式。推导过程中,势能参数的设置至关重要,G-B势能力场的大小与分子位置、运动形式有关。由于液晶分子形状的特殊性,分子排列比较复杂,目前,G-B势能力场计算时考虑了四种特殊排列方式:边对边、头对头、交叉和T型,具体排列方式。