链刚度对单链聚合物纳米粒子结构的影响

聚合物单链纳米粒子（SCNPs）是通过单条聚合物链的纯分子内交联合成的软纳米物体。通过计算机模拟，我们研究了 SCNPs 的构象性质与其线性聚合物前驱体弯曲刚度之间的函数关系。我们研究了从完全柔性情况到典型大体积合成聚合物的广泛特征比率范围。刚度的增加阻碍了短轮廓距离基团的键合，并增加了长距离的成环，从而导致具有高度互连环结构的更紧凑纳米粒子。这一特征反映在几个结构观测量的标度行为的交叉中。标度指数从完全柔性极限下$\theta$溶剂中高斯链或环的特征值，转变为非常刚性的 SCNPs 中类似分形或“皱缩”球状行为的值。我们表征了 SCNPs 中的结构域。这些是弱变形区域，可视为无序蛋白质中结构域的无序类似物。刚度的增加导致更大且不易变形的结构域。令人惊讶的是，无论刚度和交联程度如何，结构域的标度行为在所有情况下都类似于高斯链或环。正是结构域的空间排列决定了 SCNP 的全局结构（稀疏类高斯物体或皱缩球体）。由于分子内刚度可以通过前驱体的特定化学性质或在其主链中引入大体积侧基来改变，我们的结果提出了一种调节 SCNP 全局结构的新策略。