结合拓扑对活性环聚合物坍塌的影响

我们使用数值模拟研究具有不同结拓扑的切向活性柔性环聚合物。简单、未结的活性环显示在聚合物化学计量数增加时从延伸相向坍塌相的转变。我们发现拓扑结构对聚合物在坍塌时尺寸具有显著影响，扭结结的坍塌发生得比环结早。随着结的复杂度进一步加剧这种差异，环结的坍塌点随着最小交叉数线性增长，而扭结的坍塌点则缩小，最终完全抵消主动拉伸的效应。这种行为源于活性环结在伸展主动状态下的有序构型，具有针对非相邻键的有效对齐，这种对齐随着最小交叉数的增加而增强。扭结不具有有序构型或键对齐，增加了碰撞的可能性，从而导致坍塌。这些结果表明，拓扑结构为活性环聚合物的性质提供了一定程度的控制手段，可用于调节它们。与此同时，这些结果暗示活性可能为环结引入偏置，因而复杂扭结在延伸的活性聚合物中难以形成。