聚合物复合：部分离子化的不对称聚电解质
摘要：不对称聚合物链长度和可变电离度（化学电荷密度）的复合物凝聚热力学的研究相对较少。为了将此类理解概括到实验中经常观察到的不对称链长度和可变电离度的情况下，我们提供了一个理论框架，用于分析复合物的有效电荷和大小以及两个聚合物的复合热力学在这些不对称性的变化下。由Edwards' Hamiltonian引起的自由能经历变分极值，明确考虑了单聚离子内部和两个聚离子之间的屏蔽库仑和非电荷作用力。假设复合部分形成最大离子对，最小化包含聚合物的构型熵和小离子的自由离子熵的系统自由能。发现复合的热力学驱动力随着对称聚离子的电离度增加而增加，并且对于等离子化聚离子，对称链长度最大。复合物的有效电荷和大小随着电荷密度的不对称性增加而增加，其中大小可以显著大于对称链的折叠球状结构。在低库仑强度下，找到了焓驱动和熵驱动的复合区域。交叉点的强度强烈依赖于介电环境和盐，但对电荷密度的依赖性较弱，因此暗示了在中等强度下的熵驱动过程。关键结果与模拟和实验的趋势相吻合，并有望为真实系统中的非对称复合提供洞察。
作者：Souradeep Ghosh, Soumik Mitra, Arindam Kundagrami
论文ID：2302.10954
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-06-07