硕士论文开题报告模板范文怎么写？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“可调控形状的接枝纳米粒子自组装的计算机模拟研究”，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
自 1949 年世界上第一台计算机诞生以来，计算机经历了从电子管、晶体管、集成电路到超大规模集成电路的时代。计算机模拟技术也取得了高速的发展，近年来被广泛应用于材料学、物理学、生命科学等领域。计算机模拟技术弥补了传统实验和理论的一些缺陷，并且与实验和理论形成了三足鼎立之势[12]。一方面，计算机模拟不仅能够对实验中无法观测的现象进行定性的描述，直观的获得微观、介观形貌，而且可以定量的计算材料的物理化学性质，由此为材料的设计提供可行的路线；另一方面，计算机模拟还可以对理论进行验证和补充，对理论提出的模型进行优化。计算机模拟存在安全性高、可行性强、效率高、无污染等优点，这些优点大大节约了人力、物力，缩短了材料的研发周期，对材料领域的发展有着极为重要的意义。伴随着近几十年来计算机硬件、软件和算法的飞速发展，计算机的计算能力显著提高，计算机模拟成为人类科学探索的第三类方式[13]。
计算机模拟技术最早可追溯到 1953 年美国国家实验室对液体分子进行的模拟。此后，各种模拟方法都得到了充分的发展。直到今天，计算机模拟方法主要分为两大类[14][15]，分别是蒙特卡洛方法（Monte Carlo）和分子动力学方法（Molecular Dynamics Simulation）。在蒙特卡洛方法中，通过产生随机数产生粒子分布的构型，通过对构型空间的抽样，蒙特卡洛方法可以计算体系平衡态性质。而分子动力学运动方程考虑粒子的运动包含了时间的信息，由此体系随着时间的演化也可以得到描述。因而分子动力学可以用来计算体系与动力学相关的性质。但是以上两种方法都属于微观尺度的模拟方法，模拟尺度范围都小于 100 埃。为了满足更大尺度的模拟需要，一些介观模拟方法也发展起来，比如耗散粒子动力学方法（Dissipative Particle Dynamics）[16][17]、布朗动力学方法（Brownian Dynamics）[18]-[20]、格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann）[21]等。
1.1.2 研究意义
接枝纳米粒子（TNPs）[1]由化学性质不同和具有几何各向异性的单元构建而成。这种化学和结构上的各向异性为自下向上的材料设计提供了很多可能性。TNP 通常由“柔软的链”和形状固定的“刚性头部”连接而成。两亲性的 TNP 同时具有亲水性基团和疏水性基团，也被称为巨型分子[2]-[4]。在溶液中，疏水基团和亲水基团之间的共同作用决定了自组装的形貌。在 TNP 体系中，不同形状的纳米粒子、不同的分子对称性以及拓扑结构都是控制其自组装过程重要的参数。很多文献已经报导了 TNP 自组装得到的不同结构的聚集体在功能材料和纳米器件上的潜在应用价值[5]-[7]。
相比于传统的嵌段共聚物，TNP 具有形状和体积固定的纳米粒子，自组装过程中存在几何约束，因此 TNP 体系的自组装具有其独特的性质。一方面，各种形状的刚性纳米粒子，比如球状[8]、棒状[9]、立方体[10]，让研究纳米粒子的几何形状对自组装的影响成为可能；另一方面，得益于快速发展的合成技术，许多纳米粒子的形状和大小可以随着外部刺激和分子输入的改变而改变[11]。尽管如此，TNP 的形状如何影响其自组装过程以及纳米粒子形状的改变对其自组装有什么影响，还没有被系统的研究过。但是这些因素对 TNP 体系来说非常重要。为了更好的理解 TNP 体系形状改变过程中的自组装行为，首先需要构建合适的模型。
三、研究内容
在本工作中，我们设计了一种纳米粒子头部形状可以适度改变的 TNP 模型，模拟了纳米粒子表面配体链的重要影响。我们建立的 TNP 模型由纳米粒子和聚合物链构成。通过模拟增加纳米立方体表面的接枝密度，纳米粒子的形状可以从完全刚性的立方体向软球体转变。本文运用耗散粒子动力学（DPD）的方法，探究了 TNP 在稀溶液中的自组装行为。主要研究了纳米粒子形状、接枝链长度以及接枝密度对 TNP 自组装结构的影响。首先通过改变纳米立方体和溶剂间的相互作用参数以及接枝链长，得到了一系列组装结构，包括球状胶束、珍珠项链结构、立方体柱状结构、交握式结构、核-壳-冠胶束、4-补丁胶束。然后在纳米立方体表面修饰亲水性的配体链，使得 TNP 的形状从立方体逐渐变为球体。高的接枝密度下，链之间的重叠增加了位阻排斥，刚性的立方体可以逐渐转变为柔软的球。在这种情况下，以纳米粒子在胶束表面的堆积方式来区分自组装结构，堆积方式从四方堆积（立方体）变化为六方堆积（球）。我们的模拟结果对设计 TNP 自组装结构提出了一种新的可能性，并且证明了纳米粒子形状对TNP 堆积方式和结构有重要影响。
四、研究方法
由于纳米粒子在制备过程中常常受到配体链的保护，因此对配体链的刺激响应同样有可能影响纳米粒子头部的形状。然而，对于接枝纳米粒子体系来说，纳米粒子头部的形状以及其几何形状的改变对自组装的影响还没有被系统的研究过，但是这些因素对理解 TNP 的相行为非常重要，是不能被忽略的。
为了更好的理解几何形状对 TNP 自组装的影响，定义一种考虑形状持续变化的接枝纳米粒子模型是非常有意义的。在本文中，我们建立了一种考虑纳米粒子头部形状持续性变化的模型。通过纳米粒子表面接枝的配体链的变化来表现纳米粒子形状的改变。本文运用耗散粒子动力学(DPD)的方法研究了：
（1）接枝纳米立方体在选择性溶剂中的自组装；（2）接枝纳米粒子（TNP）形状的持续改变对头部粒子排列和接枝纳米粒子聚集的影响。
本文通过模拟接枝纳米立方体在选择性溶液中的自组装得到了一系列新颖的有序组装结构，这些结构的形成基于纳米立方体粒子的几何形状。进一步研究了接枝纳米粒子（TNP）形状改变对自组装的影响，揭示了纳米粒子几何形状对粒子聚集和堆积的影响。我们得到的结果对材料设计以及材料性质的控制有重要意义。
五、研究结论
本文运用耗散粒子动力学方法（DPD）探究了可调控形状的接枝纳米粒子在稀溶液中的自组装行为。在纳米粒子是刚性纳米立方体的情况下，我们通过改变刚性的纳米立方体和溶剂间的相互作用以及接枝链长，获得了一系列聚集结构。当纳米立方体是亲水性的时候，具有疏水性尾部的接枝纳米立方体自组装形成以接枝链为核，纳米立方体为壳的经典胶束结构，纳米立方体均匀的分布在胶束的表面。随着纳米立方体越来越疏水，纳米立方体开始聚集，模拟得到了一些基于纳米立方体形状排列的有序聚集体，纳米立方体的几何形状驱动了这些聚集体的形成。
在大量实验中，纳米粒子表面通常被一些接枝链修饰，通过控制接枝密度来控制接枝链形成的软壳。我们建立了一个刚性纳米立方体被软壳包围的模型，用软壳来模拟接枝链以及溶剂在接枝链附近的吸附效果。调节软壳间以及软壳和溶剂间的相互作用相当于调节接枝密度。从接枝纳米粒子聚集的角度来看，在纳米立方体表面修饰一些亲水的接枝链（在软壳间使用小的相互作用参数）可以让接枝纳米粒子体系马上聚集成一些小胶束。增加软壳间的相互作用，模拟了大的接枝密度下链的重叠导致了位阻增加的过程，此时纳米粒子从立方体向球体转变。在这种情况下，聚集体开始粘黏在一起，纳米粒子在胶束表面的排列也从四方（立方体）变为六方（球体）。
我们的模拟结果描述了一种对接枝纳米粒子（TNP）自组装体系新的设计可能性，同时也证明了纳米粒子形状对接枝纳米粒子体系排列和自组装结构的影响。对下一代新材料的设计有重要意义。
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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