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薄聚合物薄膜中的单链结构:对弗洛里假设和西伯尔berg假设的修正

软凝聚态物质 2009-11-10 v2

摘要

通过蒙特卡罗模拟键动力学模型,研究了夹在两个硬无结构壁之间受限聚合物熔体的构象性质。计算并比较了链的平行和垂直方向上的延伸、键-键关联函数和结构因子,并与试图超越弗洛里假设和西伯尔berg假设的最新理论方法进行比较。我们证明,在薄膜厚度 H 小于排斥体积筛选长度(即 blob 大小)时,即 ξ 时,链的平行尺寸呈对数发散,R2/2Nb2+clog(N)R^2/2N \approx b^2 + c \log(N),其中 c1/Hc \sim 1/H。对应的键-键关联函数按幂律衰减,C(s)=d/sωC(s) = d/s^{\omega},其中 s 为键之间的曲线距离,ω=1\omega=1。% 在增加薄膜厚度 H 时,我们发现——与弗洛里假设相反——bulk 指数 ω=3/2\omega=3/2,而且更重要的是,d(H)d(H) 呈下降趋势,这直接证明了链段在墙面反射处的自互动被增强。对于单链形因子平行于壁面的 Kratky 平台存在系统性偏离,符合理论中预测的非单调行为。这种 Kratky 平台中的这种结构可能导致从散射实验中错误估计链的延伸。对于较大的 H,偏离是随波矢 q 线性的,但非常微弱。相比之下,在 ultrathin 薄膜中,H<ξH<\xi,发现非常强的修正(尽管对 qq 为对数形式),这可能提示可通过实验验证我们的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/0412373,
  title  = {Single chain structure in thin polymer films: Corrections to Flory's and Silberberg's hypotheses},
  author = {A. Cavallo and M. Müller and J. P. Wittmer and A. Johner and K. Binder},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0412373},
  year   = {2009}
}

备注

16 pages, 7 figures. Dedicated to L. Sch\"afer on the occasion of his 60th birthday