Conformational Behavior of a Single Dipolar Chain under Stretching Forceстатья
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале
Информация о цитировании статьи получена из
Scopus
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 15 февраля 2024 г.
Аннотация:Растяжение одиночной дипольной цепи под действием растягивающей силы, действующей на конец цепи, изучается с использованием молекулярно-динамического моделирования и теоретических соображений. И в теории, и в моделировании диполи моделируются как две противоположно заряженные бусинки; такой подход позволяет учесть исключенный объем заряженных шариков и электростатические взаимодействия на уровне многих тел. При моделировании основное внимание уделяется конформационным и механическим реакциям полимерной глобулы, образующейся за счет корреляции флуктуаций заряда при сильных электростатических взаимодействиях. При приложении силы глобула в несколько этапов переходит в развернутый клубок. Самый яркий из них реализуется при достаточно сильных электростатических взаимодействиях, когда растяжение цепи происходит с образованием конформаций, с расположением диполей «голова к хвосту» и с образованием линейных ионных агрегатов, ориентированных вдоль вектора силы. Это состояние растянутой цепи проявляется как квазиплато на кривой растяжения-деформации. На основе анализа зависимостей деформация-напряжение, а также микроструктуры цепочки, ориентационных соотношений диполей при различных величинах растягивающей силы построена диаграмма состояний дипольной цепочки под действием растягивающей силы. Разработанная теория позволила описать наблюдаемые в моделировании режимы непрерывного и скачкообразного разворачивания дипольной цепи при f > 0,5, определяемые соотношением между конформационной энтропией, исключенным объемом и электростатическими взаимодействиями.Полученные результаты позволяют глубже понять поведение ион-содержащих полимеров при растяжении в низкополярных средах, что важно для проектирования систем, реагирующих на стимулы.