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两性电聚合物形成共浸润体的网络形成相分离

软凝聚态物质 2024-12-23 v1 生物物理 化学物理

摘要

通过两性电聚合物(PE)相分离形成共浸润体的过程,是理解生物浸润体及开发响应性材料的关键。传统上,共浸润体被视为具有类似液态-液态相分离生长动力学的球形滴液。然而,我们的流体粒子动力学仿真(包括湍流和静电相互作用)挑战了这一视角。本文发现,两性电聚合物在稀释溶液中即形成渗透网络,遵循独特的生长定律,t1/2\ell \propto t^{1/2}。这种自相似现象在中性聚合物稀溶液中的恶溶剂中不存在,原因在于两性电聚合物在良好溶剂中的较弱、更长程引力源于全局电中性下的空间电荷不均。由此导致PE富集相的密度较低,界面张力减小。电荷不对称性的增加进一步减缓网络的 coarsening。此外,共浸润体初始液滴显示不规则形状,由于界面张力较弱,随后缓慢过渡到球形形态。我们的研究为共浸润体形态和 coarsening 动力学提供了新视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.15753,
  title  = {Network-forming phase separation of oppositely charged polyelectrolytes forming coacervates in a solvent},
  author = {Jiaxing Yuan and Hajime Tanaka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.15753},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 9 figures