排除体积相互作用下离子微凝胶粒子的溶胀：一种密度泛函方法
软凝聚态物质
2017-06-28 v1
摘要
在这项工作中，我们开发了一个新的密度泛函理论框架，用于预测带电微凝胶的依赖于盐浓度的溶胀状态以及微凝胶内外一价离子的局部浓度。为此，考虑了微凝胶自由能的弹性、溶剂诱导和静电贡献以及离子的自由能。除了静电相互作用外，该模型还显式地考虑了微凝胶-离子排除体积（空间位阻）排斥和离子关联，使得该形式体系与超网链闭合近似（HNC）一致。我们探究了溶剂质量、链弹性、盐浓度和微凝胶裸电荷对溶胀状态、有效电荷以及离子密度分布的作用。我们的结果表明，微凝胶-离子空间位阻排斥促使颗粒尺寸增大达 10%。当微凝胶接近收缩构型时，空间位阻效应对抗衡离子分布的作用变得更加重要，在微凝胶界面处形成积累峰并在微凝胶内芯处减少，从而导致微凝胶有效电荷的显著增加。我们进一步发现，在颗粒深处达到了电荷电中性，并建立了由空间位阻排斥修正的 Donnan 势。
引用
@article{arxiv.1706.05620,
title = {Swelling of ionic microgel particles in the presence of excluded-volume interactions: a density functional approach},
author = {Arturo Moncho-Jordá and Joachim Dzubiella},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05620},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 8 figures