混合胶体-聚电解质凝胶的结构与动力学：分子模拟的洞察
摘要：复杂凝聚是聚合物体系中静电相互作用引起的一种液液相变，对生物学和材料科学具有重要意义。近年来，有研究旨在理解其基础物理学和化学。迄今为止，大多数理论和模拟工作都集中在带相反电荷的线性聚电解质上，这些聚电解质在凝聚相中呈近乎理想的螺旋构象。然而，当凝胶体的一种组分是球形蛋白质时，更好的复合模型应该用带电的球形粒子或胶体替代其中一种物种。在这项工作中，我们使用球形模型对胶体-聚电解质凝聚进行粗粒化模拟。模拟结果表明，产生的(混合)凝聚物的电中性单元由吸附在胶体上的聚电解质层组成。从模拟中提取的结构和凝聚相的密度的幂律与凝聚的吸附基尺度理论一致。在适度的胶体电荷$Q$下，凝聚物保持非晶态(无序态)，而在$Q > Q^{*}$的阈值以上会形成内部凝聚晶体。在无序凝聚物中，如果$Q$足够低，胶体以中性的非粘性纳米粒子形式在半稀释聚合物溶液中扩散。当$Q$较高时，吸附作用很强，胶体变得有效粘性。我们的发现对于聚电解质与蛋白质、离子表面活性剂的球形胶束以及有机或无机固体纳米颗粒的凝聚具有重要意义。
作者：Boyuan Yu, Heyi Liang, Paul F. Nealey, Matthew Tirrell, Artem M. Rumyantsev, Juan J. de Pablo
论文ID：2306.00293
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-06-02