最近,受限高分子的研究受到了人们广泛的关注。在生物体系中,生物高分子受限是一种极其普遍的现象。生物高分子通常是在受限的环境下完成各种生命活动的。将高分子限制在一定的范围内,高分子体系的整个构象及其动力学性质都会发生巨大的变化。而螺旋结构是生物体在受限环境中非常普遍的一种结构。生物大分子DNA、蛋白质、淀粉、纤维素的结构中都存在着螺旋结构。我们所熟知的遗传物质DNA也是双螺旋结构。有证据显示将半柔性高分子链束缚在圆柱筒表面能自发的形成螺旋构象。而M.Mulder采用了一个柱状高分子刷"bottle-brush"模型来研究了受限于圆柱体内的的结构时,发现它的主链同样能形成了有序的螺旋结构。由此启发,"bottle-brush"模型受限于圆柱体表面是否也能形成螺旋结构引起了我们的关注。为此本文采用分子动力学方法研究了受限于无限长圆柱体表面的柱状高分子刷构象行为。我们采用了一条线性柔性高分子链通过嫁接半柔性的支链形成柱状高分子刷"bottle-brush"模型。为了更好的体现受限对柱状高分子刷的影响,我们只考虑了圆柱体表面与高分子的弱吸附作用。支链的刚性程度我们通过引入弯曲能来描述它。在研究过程中,我们主要通过改变支链的嫁接条数,支链的刚性程度以及吸附力大小来观察在不同情况下柱状高分子刷的coli-helix相转变。并对柱状高分子刷的螺旋结构的相关参数进行了进一步的讨论。1.受限于无限长圆柱体表面的柱状高分子刷主链的平衡构象受支链的嫁接条数的影响。只有一条主链的柱状高分子刷(支链嫁接条数l=0)受限于无限长圆柱体表面时,主链紧紧的缠绕在一起,呈现无规线团的构象。而当支链的嫁接条数增加到l=400时,柱状高分子刷主链形成了稳定构象的局部螺旋构象。而当支链嫁接条数继续增加到最大值l=1200时,主链环绕在圆柱体的表面形成了完美的螺旋结构,所有的主链单体都参与到螺旋构象中。2.受限于无限长圆柱体表面的柱状高分子刷主链构象也会受到圆柱体表面对它的弱吸附力大小的影响。弱吸附力Do只有在0.2附近较小的范围内,柱状高分子刷主链才能形成很好的螺旋构象。弱吸附力太大或太小都会破坏这种构象。3.受限于无限长圆柱体表面的柱状高分子刷主链构象还会受到支链的刚性程度对它的影响。但是支链的刚性程度对高分子刷主链的整体螺旋结构影响不大,而对局部螺旋构象产生一定的影响。主链的螺旋个数及百分比含量随着支链的刚性程度增大先增加后减少。4.当支链嫁接条数l=1200,支链刚性程度6=100,圆柱体表面对柱状高分子刷的弱吸附力大小Do=0.2时,柱状高分子刷主链的螺旋构象最好。我们期望通过对柱状高分子刷的受限于无限长圆柱体表面构象行为的研究也许能为实验上柱状高分子刷与碳纳米管的结合提供帮助与建议。