非线性的渗透刷子区域：模拟与平均场理论
软凝聚态物质
2007-05-23 v1
摘要
我们结合理论分析和分子动力学模拟技术研究了渗透区域中的聚电解质刷子。在中等Bjerrum长度的模拟中，我们观察到刷子高度随接枝密度变化微弱，这与公认的标度律（预测刷子厚度与接枝密度无关）形成对比。我们表明，这种行为可以通过考虑横向静电效应（在非线性Poisson-Boltzmann理论内）以及由于聚合物体积守恒（在标度论证中被忽略）导致的横向和纵向自由度之间的耦合来解释。我们还考虑了聚电解质链的非线性弹性，由于链在渗透区域几乎完全拉伸，这会产生显著影响。结果表明，所有这些因素导致刷子高度作为接枝密度的函数呈现非单调行为。在大接枝密度下，由于体积约束，刷子高度随接枝密度增加而增加。在小接枝密度下，我们观察到链随接枝密度减小而重新拉伸，这是由横向静电贡献和聚电解质链上的反离子凝聚过程引起的。这些结果假设所有反离子都被困在刷子内，这对于具有大电荷分数的足够长的链是有效的。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0504414,
title = {Non-linear Osmotic Brush Regime: Simulations and mean-field theory},
author = {Ali Naji and Roland R. Netz and Christian Seidel},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0504414},
year = {2007}
}
备注
14 pages, 8 figures; shorter and revised version of Eur. Phys. J. E 12, 223 (2003)