两亲性分子（如表面活性剂、嵌段共聚物）在水溶液中可自组装形成胶束、囊泡与液晶相等纳米结构。胶束化过程涉及”临界胶束浓度（CMC）”、”聚集数（N_agg）”与”胶束尺寸”等关键参数，这些参数直接决定药物的载药量、靶向释放行为以及纳米材料的形貌调控。与实验表征（光散射、小角中子散射）相比，分子模拟可从分子层面揭示胶束化的动力学路径、聚集数的分布规律与胶束内部的结构有序度。
本项目以十二烷基硫酸钠（SDS）类阴离子表面活性剂为模型体系，采用粗粒化分子动力学（CGMD）模拟其自组装过程，定量分析胶束的聚集数分布、回旋半径与胶束化动力学。
粗粒化（CG）方法将多个原子合并为一个珠子，可跨越微秒-毫秒时间尺度，是模拟自组装过程的主流选择。本项目采用 MARTINI 力场：SDS 的亲水头基映射为一个带电珠子（Q），疏水尾链映射为 4 个疏水珠子（C）。水采用标准 MARTINI 水模型。CG 模型在保留化学特异性的同时将计算量降低 2–3 个数量级。
胶束化由疏水效应驱动：疏水尾链脱离水环境进入胶束核，使水的氢键网络恢复。临界胶束浓度（CMC）对应单体与胶束化学势相等时的浓度。聚集数分布由胶束自由能曲面决定，通常呈近似高斯分布，平均聚集数 <N_agg> 反映胶束的最优曲率与核链堆积的平衡。
回旋半径 R_g 描述胶束的空间延展，与聚集数的关系为 R_g ∝ N_agg^{1/3}（球状胶束），可通过 R_g 判断胶束的形态（球状、棒状或层状）。胶束半径与核半径的比值反映链堆积参数 p = v/(a·l)，是预测胶束形貌的关键无量纲参数。
图 10 的左面板给出胶束聚集数分布（蓝色柱状图，橙色曲线为高斯拟合）。分布峰值位于 N_agg ≈ 58，半高宽约 ±15，说明体系中胶束聚集数并非单一值，而是围绕最优值波动。平均聚集数 <N_agg> ≈ 58 与实验测得 SDS 胶束聚集数（约 55–65）高度一致，验证了 CGMD 模型的可靠性。该分布是论文中”胶束结构表征”章节的核心数据，直接回答”一个胶束里有多少分子”这一基本问题。
图 10 的右面板给出胶束回旋半径 R_g 的时间演化（蓝色曲线，红色虚线为平衡均值 2.1 nm）。模拟初期（0–100 ns）R_g 快速上升，对应单体聚集成小团簇；随后进入平台期，R_g 在 2.1 nm 附近小幅波动，说明胶束已达到动力学平衡。由 <N_agg> ≈ 58 与 R_g = 2.1 nm 可估算胶束半径约 2.7 nm，与实验动态光散射测得的流体力学半径一致。R_g 的平稳演化也证明 1 μs 的模拟时长足以让体系完成胶束化并达到平衡态。
两面板结合，左面板给出胶束的”大小分布”（静态结构），右面板给出胶束的”形成过程”（动力学），共同构成胶束化的完整画像——不仅知道最终形成什么胶束，还知道它是如何形成的以及需要多长时间。
本项目通过 CGMD 模拟获得了 SDS 胶束的聚集数分布（峰值 <N_agg> ≈ 58）与回旋半径演化（平衡 R_g = 2.1 nm），胶束在约 100 ns 内形成并达到平衡。案例图以聚集数分布直方图与 R_g 时间演化曲线双面板呈现。
后续可拓展：(1) 扫描不同链长与头基，建立聚集数-分子结构定量构效关系；(2) 模拟胶束对疏水药物的装载过程，评估载药量与释放动力学；(3) 引入囊泡与液晶相，拓展自组装相行为的模拟研究。
