不良溶剂中复杂大分子构型的粗化动力学

本研究报道了塌缩高分子构型非平衡特征的通用图景。我们利用分子动力学模拟，表征了在不良溶剂中若干结构复杂度递增的大分子体系的粗化动力学。具体而言，我们聚焦于：柔性及半柔性聚合物链、具有3和12个臂的星型聚合物，以及具有有序和无序网络的微凝胶。从与临界现象的有力类比出发，我们构建了密度场表示，其去除了快速涨落并为畴区生长提供了一致表征。我们的结果表明，粗化动力学呈现出与溶剂品质参数无关的标度行为，类似于时温叠加原理。有趣的是，所有柔性体系的畴区随时间生长遵循幂律行为，且近似与构型无关；而半柔性链则更为陡峭。尽管如此，塌缩过程中出现的致密区域的分形性质对所有大分子均表现出相同的标度行为。这表明，半柔性链中增长更快的特征长度尺度仅源于由局部刚度诱导的沿链轮廓更快的质量扩散。动态关联的衰减随体系特征长度尺度表现出标度行为，这是粗化现象的特征标志。