内部溶质结构对高分子相互作用的静电平均场和强耦合区域的影响
摘要：生物分子过程中涉及的溶质分子的结构多样性需要对带电大分子之间的力进行表征，而不仅限于点离子描述。从两个阴离子膜之间的电解质场论分配函数中，我们推导出了一个适用于一般分子结构和静电偶合强度的接触点值恒等式。在静电平均场（MF）区域中，溶质粒子的内部电荷分布被显示出会引起短程泊松－玻尔兹曼（PB）层级膜排斥的两倍增强，以及更远距离的吸引力。我们的接触定理表明，溶质尺寸导致的两倍排斥增强同样存在于线性和球形溶质分子相反的强耦合（SC）区域中。当考虑电解质和相互作用膜之间的介电对比时，产生的极化力大大增强了大分子相互作用的溶质特异性。即，由具有相似的末端电荷的溶质分子（如腐胺分子）组成的有限尺寸溶质颗粒会削弱膜之间的排斥作用。然而，由带有相反基本电荷的离子化原子和偶极子分子组成的溶质分子的扩展结构会使膜之间的排斥作用增加数倍。我们还展示了这些极化力可以将溶质结构效应的范围扩展到超过溶质尺寸一个数量级的膜间距离上。这种盐结构所引起的膜间相互作用的根本改变将溶质特异性确定为胶体系统热力学稳定性的关键因素。
作者：Sahin Buyukdagli
论文ID：2209.11818
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-06-22