软物质材料在工业领域、日常生活中的应用非常广泛。聚合物和两亲分子体系是软物质研究的重点，其中聚合物的玻璃化转变，结晶，溶剂化以及两亲分子的自组装一直是软物质物理关注的几大学术问题。在这些领域虽然已经有很多理论和实验的进展，但是要得到分子、原子尺度的信息在理论和实验上非常困难。本文利用分子动力学模拟结合理论及实验结果从分子、原子尺度研究了软物质物理中的一些前沿问题，主要成果如下：　　 1.通过对聚合物本体的分子动力学模拟，作者研究了不同温度下二面角构象跃迁行为在玻璃化转变前后的变化。在高温下，构象跃迁速率符合Arrhenius关系，体系内构象跃迁速率的分布比较均匀；玻璃化转变以后，构象跃迁速率发生偏离，并符合另外一条Arrhenius关系，其构象跃迁速率增加而位垒减小。在玻璃态，体系构象跃迁速率分布非常不均匀，很多二面角发生“冻结”，即不发生构象跃迁。另外一些二面角的构象跃迁速率甚至高于熔体中的相应值，这些活化的二面角发生小角度跃迁并且其跃迁的起始位置接近位垒。本工作中发现玻璃态的产生和构象跃迁有关，温度降低导致二面角的连续冻结，进而发生链段运动的冻结，通过冻结二面角的比例我们得到了玻璃化转变前后构象熵的初步变化关系。　　 2.通过在全原子真实表面上对不同链长的全原子聚乙烯熔体进行分子动力学模拟，得到了沿表面法向各层熔体的取向过程。对于较长的分子链而言，PE(110)面的规整结构在长达40 ns的模拟时间内仅能诱导表面第一层熔体即吸附层形成比较规整的结构；而无定形碳表面在相同的模拟时间内仅能够诱导第一层熔体产生局部取向。短链体系的结果有所不同，无定形碳表面似乎更容易诱导C20H42发生取向，同样的熔体体系开始发生取向的温度比在PE(110)面上要高。　　 3.通过常温下不同浓度的甲基乙烯基醚(PVME)水溶液体系的分子动力学模拟，我们分析了水分子和聚合物的结构变化。水分子随聚合物浓度的增加结构变得更加紧密，聚合物的存在严重影响了水分子的运动。在低浓度，meso构型中的tt构象比例增加，因为同时和两个相邻醚氧形成氢键的水分子比例增加；在较高浓度时，聚合物的构象及尺寸和本体类似。通过统计氢键和C-H...O准氢键的数目作者发现在30 wt％处聚合物和水分子氢键及准氢键有一转折，这和构象变化的浓度接近，表明聚合物溶剂化结构受构象变化影响很大。作者还分析了聚合物结构单元缔合的氢键团簇，在低浓度聚合物和水分子形成复杂的氢键网络，而在高浓度缔合2-4个水分子的团簇占大多数，同时出现了仅缔合一个水分子的结构单元，这说明聚合物结构单元的数目在高浓度已经超过了水分子的数目。　　 4.作者模拟了不同表面活性剂，特别是具有双链的gemini表面活性剂分子(12-S-12，S=3，6，12)在油水界面上的单分子膜体系。发现液/液界面上表面活性剂及其各基团的密度分布比水/气界面宽很多，并且中等长度的gemini表面活性剂其连接链弯向疏水相的程度不高，而较长的12-12-12其连接链倾向于弯向疏水相。对表面活性剂的构象分析表明连接链比尾链更加柔顺，另外12-3-12两个头基的距离比较固定而12-6-12两个头基的距离取决于其连接链中间二面角的构象，12-12-12两个头基之间的距离和分子间头基的距离几乎没有区别。通过空间分布函数发现水分子和反离子倾向于共享两个相邻的甲基或亚甲基。　　 作者还对体相中各种阳离子表面活性剂(DTAB，12-S-12，S=6，14，20)体系进行了较大尺度、较长时间的粗粒化分子动力学模拟。在所研究的浓度下，表面活性剂快速聚集成寡聚体直到聚集体数目达到最大值。对于单链的DTAB分子，更大的聚集体仍然通过消耗单体来得到；而对于gemini表面活性剂，聚集体的进一步生长是通过寡聚体或小的聚集体之间融合来完成的。最后在DTAB和12-6-12体系中，球状胶束和蠕虫状胶束共存；在具有较长连接链的gemini表面活性剂体系中，小的胶束聚集成双分子层，双分子层随后扩展、弯曲形成了比较完整的囊泡。通过对囊泡结构的详细分析，发现很多12-20-12表面活性剂分子一个头基在内表面，另外一个头基在外表面，其中内表面上的大多数分子都只有一个头基吸附其上。