显式极性组分对单条聚电解质链构象行为的影响

在这项工作中，我们通过耗散粒子动力学模拟研究了介电质的分子性质以及聚合物-溶剂介电失配如何影响溶液中聚电解质链的塌缩。首先，我们研究了将介电质显式处理为极性珠而非均匀介电背景是否会导致不同的系统行为。我们表明，极性珠的显式处理促进了链的塌缩，即其在更小的静电强度参数值 ${\lambda}^2 \sim Q^2/({\epsilon}kT)$ 下发生。我们认为这种行为的主要原因在于介电响应实际上是一种集体效应，当电荷彼此靠近和/或电荷密度足够高时，“有效”介电常数不同于体相值。这意味着由于与极性组分存在相关的小尺度效应，${\lambda}$ 的值不具有普适意义；因此，改变总单位电荷 $Q$ 或温度 $kT$ 不等同于改变 ${\epsilon}$。接下来，我们研究了聚合物链与溶剂的介电常数差异如何影响塌缩。我们表明，在聚电解质区中，极性链相比非极性链的情况采取较不膨胀的构象且更易塌缩；讨论了这种行为的可能原因。