微观渗透现象的理论框架
软凝聚态物质
2023-02-28 v1 统计力学
生物物理
摘要
渗透压的基本要素包括一种溶剂流体和一种可溶性分子物种，该物种被限制在一个腔室内，该腔室的边界对溶剂流体可渗透，但对溶质分子不可渗透。对于处于平衡态的宏观系统，渗透压由经典的范特霍夫定律给出，该定律指出压力与温度及腔室内外溶质浓度差的乘积成正比。对于微观系统，腔室的直径可能与溶质-壁相互作用或溶质分子相互作用的长度尺度相当。在这些情况下，经典范特霍夫定律所依据的假设可能不再成立。在本文中，我们发展了一个通用的理论框架，该框架在腔室尺寸与相互作用长度尺度之间更一般的关系下，捕捉了经典渗透压理论的修正。我们还表明，对于微观系统，必须区分基于流体静压的渗透压概念和基于腔室边界壁面机械压力的渗透压概念。为了演示该理论框架如何应用，我们给出了当键强度变化时，限制在球形腔室中的N个单体聚合物相关的渗透压的数值结果。
引用
@article{arxiv.0910.5742,
title = {Theoretical Framework for Microscopic Osmotic Phenomena},
author = {P. J. Atzberger and P. R. Kramer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.5742},
year = {2023}
}