溶剂性质对胶体-聚合物混合物排空势的影响

正如经典的Asakura-Oosawa (AO)模型所解释，非吸附聚合物排空所诱导的胶体颗粒间的有效吸引力可驱动胶体-聚合物混合物分离为胶体富集相与胶体贫乏相，这在水净化、食品与药物稳定性以及生物细胞内大分子拥挤等方面具有实际意义。通过将聚合物线团理想化为有效可穿透球体，AO模型定性捕捉了聚合物排空对胶体悬浮液热力学相行为的影响。在先前的工作中，我们将AO模型扩展以纳入非球形聚合物构象，并证明了无规行走线团的涨落形状可显著改变排空势 [W. K. Lim and A. R. Denton, Soft Matter 12, 2247 (2016); J. Chem. Phys. 144, 024904 (2016)]。我们进一步证明了拥挤环境中聚合物的形状对溶剂性质高度敏感 [W. J. Davis and A. R. Denton, J. Chem. Phys. 149, 124901 (2018)]。本文应用Monte Carlo模拟，分析溶剂性质对硬球胶体与非吸附聚合物线团混合物中排空势的影响，其中聚合物被建模为主半径按无规行走统计涨落的椭球。我们同时考虑自回避与非自回避无规行走，分别对应良溶剂与theta溶剂中的聚合物。模拟结果表明，等分子量聚合物的排空在良溶剂中诱导的胶体间吸引力远强于theta溶剂，并证实排空相互作用显著受非球形聚合物构象影响。