电场中接枝聚电解质产生机械力及其在聚电解质基纳米器件中的应用
软凝聚态物质
2016-11-23 v1
摘要
我们通过理论与分子动力学(MD)模拟分析了接枝于平面上的聚电解质(PE)链产生机械力的机制。该PE暴露于有利于其在平面上吸附的外部电场中。链的自由端连接至一个可变形目标体。通过改变电场，可以调节链非吸附部分的长度。这导致目标体形变发生变化，进而引起体内产生的力发生改变。我们对产生力的理论预测与MD数据非常吻合。利用所建立的力产生理论，我们研究了由两个通过PE连接并暴露于外部电场中的夹紧平面组成的潜在PE基纳米台钳的有效性。我们利用Cundall-Struck固体摩擦模型来描述粒子与夹紧平面之间的摩擦。我们计算了被夹紧粒子的自扩散系数，并表明即使在弱外加电场下该系数也会急剧下降。这证明了PE基纳米台钳的有效性，它可能成为现有纳米管纳米镊子和光镊的一种可能替代方案。
引用
@article{arxiv.1609.08857,
title = {Generation of mechanical force by grafted polyelectrolytes in an electric field. Application to polyelectrolyte-based nano-devices},
author = {N. V. Brilliantov and Yu. A. Budkov and C. Seidel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08857},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in Philosofical Transactions A