良溶剂与不良溶剂中单条柔性聚合物链的弹性
软凝聚态物质
2021-07-28 v1
摘要
在力谱实验中，力-伸长曲线测量单条聚合物链的熵弹性。蠕虫状链(Worm-like Chain, WLC)模型被用于描述力-伸长实验，其具有一个称为持续长度的固有链参数，该参数是局域弯曲柔性的度量。对于柔性聚合物，在不同力区间对持续长度的估计存在偏差。例如，基于原子力显微镜(AFM)的拉伸实验报告了异常低的值，且与磁镊实验不一致。为理解这一点，我们研究了在基于AFM的实验中微观力探针与聚乙二醇链本征弹性之间的耦合作用。我们利用振荡流变学，通过向探针施加固定频率的外激励来进行实验。我们表明，由振荡技术直接测量的弹性响应的恰当量化与传统的力-伸长曲线显著偏离。通过将WLC拟合刚度-伸长数据得到的持续长度与平衡磁镊实验吻合良好。此外，对于不良溶剂中的聚苯乙烯链，在振荡与恒速拉伸实验之间未观察到弹性响应的偏差。然而，对于良溶剂中的聚苯乙烯则观察到此种偏差。我们将其归因于聚苯乙烯单体在水中的疏水相互作用。我们的结果表明，单条聚合物链上的振荡流变学提供了其弹性响应的定量估计。在低力区间磁镊实验与高力区间AFM实验中持续长度值的一致性表明，WLC能成功描述AFM实验典型探测力范围内的聚合物弹性。
引用
@article{arxiv.2107.12670,
title = {Elasticity of single flexible polymer chains in good and poor solvents},
author = {Vikhyaat Ahlawat and Shatruhansingh Rajput and Shivprasad Patil},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12670},
year = {2021}
}