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链吸入器:纵向流驱动下聚合物链进入狭长通道的易位动力学

软凝聚态物质 2011-08-26 v1 统计力学 生物大分子

摘要

利用分析技术和朗之万动力学模拟,我们研究了在纵向流驱动下聚合物链易位进入嵌入二维平面的宽度为RR的窄通道的动力学,该驱动力与通道内的单体数量成正比。这种设置模拟了纳米/微流控中的典型实验情况。在易位过程中,如果通道内的单体能够足够快地达到稳态运动,我们观察到易位时间τ\tau与每个珠子的驱动力FF及每条链的单体数NNτN/F\tau\sim N/F的标度关系。当通道宽度RR较小时,无法实现稳态运动,导致τ\tauNNFF的依赖关系呈现非普适性。从模拟中,我们还推导了在各种条件下单链段通过通道入口的等待时间分布。对于不同链长但相同驱动力的情况,等待时间作为易位坐标ss的函数曲线在相同的smaxs_{\mathrm{max}}处出现极大值,而随着驱动力或通道宽度的增加,smaxs_{\mathrm{max}}的值减小。

关键词

引用

@article{arxiv.1103.4309,
  title  = {The chain sucker: translocation dynamics of a polymer chain into a long narrow channel driven by longitudinal flow},
  author = {Kaifu Luo and Ralf Metzler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1103.4309},
  year   = {2011}
}

备注

9 pages, 14 figures. To appear in J. Chem. Phys