橡胶材料在世界各地广泛使用。应用范围从传统轮胎到粘合剂，再到铺路和玩具。橡胶材料的性能取决于组成，诸如粘弹性的关键特征会有很大的不同。橡胶材料的全球需求量巨大。未来几年，仅橡胶轮胎市场的估值就有望超过1900亿美元。例如，到2024年，全球苯乙烯嵌段共聚物市场规模预计将增长6％以上。创新产品的开发 可以通过建模有效地提供支撑，这是业务增长的关键。
挑战：
轮胎需要满足各种各样的要求。通常，填料用于实现所需的性能。由于它们会影响刚度，拉伸强度和耐磨性，以及其他关键特性，因此重要的是要了解这些特性与组成之间的相关性。对于这些应用，要确保使用寿命长，因此要具有较高的刚度。另一方面，其他类型的应用需要弹性网络，这是通过未填充的橡胶或橡胶基材料（如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯三嵌段共聚物）的浓缩溶液来实现。对于高性能和智能材料的产品设计和开发，了解成分如何影响性能至关重要。
解决方案：
基于MAPS-LAMMPS DPD模块的非平衡耗散粒子动力学（DPD）方法对填充剂含量为20％（体积）的交联橡胶进行虚拟实验（模拟）。填料高度交联并化学键合到橡胶上。在正弦周期剪切应力作用下进行纵向应变模拟，预测关键特性。在三嵌段共聚物的50％十四烷溶液中进行相同模拟。聚合物的末端嵌段由70个苯乙烯单体和570个异戊二烯单体的中间嵌段制成。
结果：
周期性的剪切或应变条件下对填充颗粒的橡胶和橡胶基粘合剂进行了非平衡DPD模拟。证明复合材料系统的非线性行为以及添加剂系统的理想弹性行为都可以通过DPD模拟获得。
从系统的应力响应中计算出填充系统的动态剪切模量G的储能和损耗成分。损耗正切（tanδ），即G´和G´´之比，也是通过模拟确定的。纵向应变模拟预测，在高于10％的应变下，系统开始流动。
计算结果表明，分子模拟能够预测具有商业重要意义的材料的关键特性，从而可以有效地获得关键信息，支撑产品开发。
目录：
工业
化学品
橡胶
运输和汽车
软件
经典力场
LAMMPS DPD
平台
MAPS
性质
橡胶模量
黏度
应用领域
复合材料
聚合物
橡胶制品
MAPS 材料及化工过程设计平台是集多款优秀的第三方材料设计软件的、多尺度、可扩展的平台；可应用于从量子化学计算到中尺度计算。MAPS包括友好的图形用户界面供用户建模、方便分析计算结果。 MAPS适合描述含能材料、离子液体、高分子材料、合金材料、复合材料、电池材料等性质。MAPS 软件拥有：（一）建模功能（二）分析功能。
LAMMPS-DPD：耗散粒子动力学计算模块，是流体或软物质性质研究的耗散粒子动力学模拟工具， 在介观尺度（更大空间及时间尺度）上模拟。DPD采用粗粒子模型，能很好的描述流体力学。DPD允许发生两个粒子的位置重叠的特点适用于流体。LAMMPS-DPD 广泛应用于涂料、 化妆品、表面活性剂、橡胶、胶体、聚合物和高分子材料的结构、热力学、聚集形态和渗透性等性质的预测。MAPS-LAMMPS-DPD 在药物缓释研究有很好的应用。
