“蝌蚪的头尾”-具有独特形状的聚合物的动力学

时间:2020-05-17 23:26 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

“蝌蚪的头尾”-具有独特形状的聚合物的动力学

它们呈蝌蚪的形状,用鱼叉在头和尾之间相互作用,因此呈现出有趣和意想不到的物理特性。蝌蚪是刚刚发表在ACS Macro Letters杂志上的新研究的中心大分子,这是SISSA和维也纳、沃里克和爱丁堡大学的国际合作的结果。在这项研究中,研究人员描述了这些特殊的结构是如何在稠密溶液中呈现出“慢”得多的分子动力学的。科学家们将这种结构设想为圆形和线性聚合物的结合。这是因为“头”和“尾”在级联过程中往往会“捕获”对方。结果如何?流体更少,粘性更大。

这项研究是通过计算机模拟完成的,计算机模拟使我们能够以非常精确的方式分析分子的动力学,其分辨率在实验室里是不可能重现的。这类研究阐明了大分子在特定条件下的物理行为,对于未来从材料工程到药物的聚合物的可能技术应用至关重要。

在物理中,1 1并不总是等于2

“我们多少次听到自己说1 1总是等于2?”虽然这通常是当涉及到数学,同样不能说关于物理学:特别是,复杂对象的物理性质产生的结合两个或两个以上的简单的部分可以看作并不总是在同一物理性质不同的中间部分,”研究人员解释。

“这方面的一个重要例子是聚合物,大分子由几个部分的结合形成,可以根据不同的结构总结:线性聚合物,圆形聚合物和聚合物,我们可以称之为‘嵌合’,即由更多类型的不同结构的结合产生。”就像在这个研究中使用的。

这是蝌蚪如何鱼叉

“通过数值模拟探索不同大小的头/尾,我们已经展示了这些物体在溶液中的行为如何不同于考虑到组成它们的两种聚合物(圆形聚合物和线性聚合物)的行为的人们可能会想到的东西。”

研究人员解释说,这种减速是因为每只“蝌蚪”的尾巴都倾向于“叉住”靠近它的蝌蚪的头部,而蝌蚪的头部也会以级联的方式“叉住”其他蝌蚪的头部。结果是一种特性非常接近于高粘性流体的化合物,但可以用相对较小的聚合物实现。这项研究的重要性首先在于探索和设计具有新物理特性的所谓“软”材料的可能性——所有这些材料都基于相对较小的分子,它们之间的相互作用极大地影响着化合物的结构和动力学。在模拟研究之后,该研究现在正在等待实验的确认。

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