关于缠结块共聚物环的热力学性质

我们使用隐式溶剂中的粗粒化晶格模型，研究了缠结二块共聚物环的热力学与结构性质。通过 Wang-Landau 蒙特卡罗算法，对系统进行研究，使我们能够在宽广温度范围内分析热力学与构象响应。考虑了不同结拓扑，包括 unknot、trefoil、figure-eight 和 pentafoil 结，分别针对对称和非对称单体组成进行研究。在本文中采用的 AB 模型中，A 型单体为自斥，B 型单体为自吸引，A-B 相互作用为中性，使得在低温下，A 型单体的溶剂有效为好溶剂，而 B 型单体的溶剂为差溶剂。我们分析了几个关键可观测量，包括热容、尺度半径及其温度导数（针对整个共聚物环以及各个单块），以及单体属于缠结区域的概率。我们的结果表明，结拓扑、单体组成和温度之间的相互作用强烈影响聚合物构象。B 块长度的细微变动会导致温度函数中出现非单调、类似回归的构象行为，包括在低温下结的局部化与脱局部分离的相变。这些效应源于由拓扑约束所施加的能量与熵之间的竞争。