关于打结嵌段共聚物环的热性质

利用Wang-Landau MC算法，在简单立方格点上研究了含有两种单体$A$和$B$、在溶液中涨落的粗粒化打结聚合物的热性质。这些结比由同聚物形成的结具有更复杂的相图，包括可能存在亚稳态。考虑了两种不同设置：i) 离子溶液中的带电嵌段共聚物；ii) 中性共聚物，其中$A$单体高于且$B$单体低于theta点。对比热容图中观察到的峰给出了精确解释。鉴于在医学与智能材料构建中的潜在应用，还表明共聚物环的行为可通过改变其单体构型与拓扑来调控。我们发现最稳定的紧致态由带电共聚物形成，其中极短的$A$单体段与短$B$单体段交替排列。在此类结中，从紧致态到膨胀态的转变为非常迅速，导致比热容中出现出现在极高温度处的窄而高的峰。拓扑效应允许调控打结聚合物环的回转半径，并升高或降低系统观测到相变或重排所处的温度。尽管我们观察到在较长聚合物中拓扑影响普遍减弱，我们的模拟仍捕获了若干该规则的例外。