含流体动力学相互作用的单聚电解质链的塌缩与膨胀动力学

我们研究了具有流体动力学相互作用的线性聚电解质（PE）的塌缩与膨胀动力学。使用珠簧 PE 模型、长程静电和显式离子的耗散粒子动力学，我们考察了塌缩时间尺度 $t_\text{col}$ 和膨胀时间尺度 $t_\text{exp}$ 如何依赖于链长 $N$，并获得了标度关系 $t_\text{col}\sim N^\alpha$ 和 $t_\text{exp}\sim N^\beta$。对于中性聚合物，我们推导出 $\alpha=0.94\pm0.01$ 和 $\beta=1.97\pm0.10$。有趣的是，引入静电相互作用后，在 $c=10^{-4}$ M 至 $10^{-2}$ M 的盐浓度下，$\alpha$ 显著偏移至 $\alpha\approx1.4\pm0.1$。离子与单体尺寸比的减小明显降低了 $\alpha$。另一方面，无论考虑何种盐浓度或离子尺寸，膨胀标度保持近似恒定，即 $\beta \approx 2$。在我们考虑的所有条件下均发现 $\beta > \alpha$，这意味着在长链极限下膨胀总是慢于塌缩。这种不对称性可以通过塌缩与膨胀过程的不同动力学路径来解释。