粗粒化向列相溶剂中聚合物的动力学

聚合物是许多生物材料的主要构建单元，常与各向异性背景相互作用。虽然已有研究考虑了向列相溶剂中的聚合物动力学，但很少对各向异性黏度和聚合物伸长效应进行区分。本文通过数值模拟研究了嵌入各向同性黏度向列相液晶中的聚合物，以明确考察向列性对大分子构象的影响，以及仅凭构象如何产生各向异性动力学。我们采用了一种能够捕捉向列取向、热涨落和流体动力学相互作用的混合技术。聚合物主链与向列场的耦合使聚合物伸长，即使在向列相溶剂具有各向同性黏度的情况下也能产生各向异性扩散。对于中等耦合强度，背景各向异性与大分子熵之间的竞争导致发夹结构——聚合物主链上的突然弯折。嵌入杆状 fd 病毒溶液中的 DNA 实验在定性上支持发夹结构在建立决定聚合物动力学的特征构象特征中的作用。发夹沿主链的扩散随耦合增强呈指数减缓。更好地理解聚合物与其周围环境的双向耦合，将有助于创建更具仿生性的复合材料。