拉伸流中半稀释溶液内DNA动力学的直接观测

半稀释聚合物溶液的动态行为受溶剂质量、浓度、分子量和流动类型之间相互作用的支配。半稀释溶液的特征是浓度的大幅波动，其中聚合物线团互穿但在平衡时可能不发生拓扑缠结。在非平衡流动中，通常认为聚合物链可在半稀释溶液中自缠结，从而导致在平衡时名义上未缠结的溶液中出现缠结。尽管近期取得了进展，我们仍缺乏对这些动态的分子层面完整理解。在这项工作中，我们使用单分子技术研究平面拉伸流中DNA半稀释溶液的动态，包括从高拉伸状态的聚合物弛豫、阶跃应变实验中的瞬态拉伸动态以及流动中的稳态拉伸。我们的结果与半稀释溶液中最长聚合物弛豫时间的幂律标度一致，揭示出有效的排除体积指数 $\nu$ = 0.56。我们进一步研究了拉伸流中的非平衡拉伸动态，结果显示在中等魏森贝格数下瞬态聚合物拉伸降低，且与稀溶液相比半稀释溶液中的线团-拉伸转变更为温和。有趣的是，观察到半稀释溶液中单聚合物在瞬态拉伸过程中的一组独特分子构象，这表明由于分子间相互作用，半稀释溶液中聚合物链的瞬态拉伸路径在性质上不同于稀溶液。综上所述，本工作为理解强流中半稀释溶液的非平衡拉伸动态提供了分子框架。