Polyelectrolyte Complexation of Two Oppositely Charged Symmetric Polymers: A Minimal Theory
库仑相互作用能、自由离子熵和构象弹性之间的相互作用是聚电解质研究的一个重要方面。我们开发了一个理论，两个带相反电荷的PE，一个已知的过程是在PE溶液中形成复合凝聚层的前体络合，探索复杂的形成的热力学基础，在低盐。络合自由能及其组分的显式计算表明，自由抗衡离子和盐离子的熵和束缚离子对的库仑焓决定PE络合平衡。这有助于解耦的电荷和聚离子的未络合部分的大小的自洽依赖性，推导出电荷的解析表达式，并评估作为链重叠的函数的自由能分量。络合被观察到由焓增益驱动在低库仑强度，由释放的抗衡离子的熵增益驱动，但反对由焓损失，由于减少离子对在中等库仑强度，并最终禁止在较高的库仑强度的焓损失。相图的构建，其中确定的稳定性的完全，部分和uncomplex状态作为静电强度的函数。从我们的模型的热力学预测是在良好的定量协议与文献中的模拟，并可能激励模拟和实验在较高的静电强度络合被发现是不利的。
2022-09-14 cond-mat.soft
Like-Charge Colloid-Polyelectrolyte Complexation
研究了高电荷球与柔性长链聚合物\textit{both negatively charged}在无盐环境中的络合反应。二价抗衡离子的存在确保了电中性。使用分子动力学（MD）的原始模型的框架内，我们考虑不同的库仑耦合制度。在强库仑耦合下，我们发现吸附链总是局限于胶体表面，但形成不同的构象，这取决于链的线性电荷密度。一个机制，涉及的双\textit{overcharging}提出来解释这些结构。在中间库仑耦合，链构象开始成为三维的，我们观察到多层的高电荷链，而较低的电荷密度的链包裹在胶体周围。在弱库仑耦合，对应于一种水性溶剂，我们仍然发现了同电荷络合。在后一种情况下，链构象呈现环状。
2002-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Insights into Polyelectrolyte Complexation: A Theoretical Framework
提出考虑位置依赖相互作用与链构象的自由能理论框架，揭示局部介电常数、结合离子数和自由离子熵如何驱动聚电解质复合凝聚。
2024-05-09 cond-mat.soft
Complex coacervation: A field theoretic simulation study of polyelectrolyte complexation
采用复Langevin采样策略，对无盐的对称聚阳离子-聚阴离子混合物在良溶剂中的平衡相行为和结构进行了场论模拟.静态结构因素的段密度和电荷密度的计算和使用的研究的作用，在静电和化学势场的波动超出随机相位近似。我们特别关注电荷密度和分子量对聚阳离子-聚阴离子溶液的结构和络合行为的作用。在强荷电体系中观察到分层相变，形成"复凝聚层“，并研究了相应的相图的旋节和双节边界。
2008-03-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complexation of a polyelectrolyte with oppositely charged spherical macroions: Giant inversion of charge
研究了在盐水溶液中长柔性聚乙烯（PE）分子与带相反电荷的球形粒子（如胶体、胶束或球状蛋白质）的络合作用。PE束缚了缠绕在它们周围的球体，而球体彼此排斥，形成几乎周期性的项链。如果PE的总电荷大于球的总电荷，则PE在球上的排斥关联导致每个球的净电荷反转。在相反的情况下，我们预测另一种相关效应：被PE球屏蔽的球与PE结合的数量如此之大，以至于它们反转了PE的电荷。即使当单价盐的屏蔽较弱时，通过绝对值的反转电荷也可以大于PE的裸电荷。在更大浓度的单价盐中，反向电荷可以达到巨大的比例。我们的理论是在定性协议与最近的实验胶束PE系统。
2001-02-22 cond-mat.soft
Electrostatic complexation of spheres and chains under elastic stress
本文研究了高电荷半柔性聚电解质与带相反电荷的大离子的络合作用。在标度参数的基础上，我们讨论了所得到的复合物如何依赖于的持久长度的盐的浓度，以及链和大离子的大小和电荷。我们研究的情况下，首先与一个单一的球络合物，并计算链的包裹长度。然后，我们将我们的考虑扩展到复杂的涉及许多包裹的领域和研究合作的影响。评价了这种复合物在外部变形下的力学性能。
2001-06-18 cond-mat.soft
Polymer Complexation: Partially Ionizable Asymmetric Polyelectrolytes
本文建立理论框架研究链长与电离度不对称的相反电荷聚电解质络合，揭示有效电荷、尺寸及焓/熵驱动机制。
2023-02-21 cond-mat.soft
Potential of mean force and transient states in polyelectrolyte complexation
通过粗粒、隐式溶剂、显式盐的计算机模拟，系统地研究了大小相同但电荷相反的聚电解质（PE）在质心反应坐标上的平均力势（PMF）.重点是设置在发病和中间，络合的瞬态阶段。在高于反离子缩合阈值的条件下，PE缔合过程表现出明显的滑动杆状行为，其中聚合物链通过首先在接近其轮廓长度的临界距离处伸展而彼此接近，然后“握手”并以平行方式沿着彼此滑动，然后最终折叠成中性复合物。高度带电的PE的PMF的基本部分可以很好地描述了一个简单的理论的基础上滑动充电的'德拜-休克尔'棒重整化的费用，除了一个明确的熵贡献，由于释放凝聚的抗衡离子。有趣的是，在复合物形成的开始，PE链之间的平均力被发现是不连续的，反映了双峰结构的行为，所产生的相互连接的杆和孤立的线圈状态的共存。PE复合物的这两种微观状态通过微妙的反作用力释放效应而平衡，并且由于不利的拉伸熵而被自由能垒分开。
2016-02-21 cond-mat.soft
Stable Oxide Nanoparticle Clusters Obtained by Complexation
我们报告的聚电解质中性共聚物和带相反电荷的6纳米晶体纳米粒子之间的静电络合。对于氧化物纳米颗粒的两种不同分散体，静电络合引起在20 - 100 nm范围内形成稳定的纳米颗粒簇。研究发现，在团簇内部，颗粒是通过吸附在其表面的嵌段而粘在一起的。冷冻透射电子显微镜允许可视化的集群和确定的概率分布函数的大小和聚集数。光散射和低温显微镜结果之间的比较表明，存在的聚合物刷周围的集群。
2006-08-08 cond-mat.soft
Mixing order asymmetry in nanoparticle-polymer complexation and precipitation revealed by isothermal titration calorimetry
本研究针对复合凝聚领域既往多聚焦聚电解质等体系的现状，以铈、铁氧化物纳米颗粒与多种带电物种为对象，结合等温滴定量热等技术发现络合分两步进行、熵贡献占优，且次级过程反应焓存在混合顺序不对称性。
2024-10-29 cond-mat.soft
Ion-Modulated Polyelectrolyte Complexation of DNA and Polyacrylic Acid from Molecular Dynamics Simulations
The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所）；University of Crete（克里特大学）；Foundation for Research and Technology Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Vienna（维也纳大学）
研究通过分子动力学模拟揭示了不同离子对DNA与PAA复合物稳定性及结构的影响，发现Ca2+促进持久结合，Mg2+介导较弱的瞬时相互作用，Na+则仅起静电屏蔽作用。
2026-01-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Complexation of a Thermoresponsive Brush-Type Polyelectrolyte with an Oppositely Charged Surfactant: Effect of Temperature and Surfactant Concentration
本研究构建了含PNIPAAm的刷型温敏共聚物PECop，探究其与阳离子表面活性剂DTAB的络合行为随浓度和温度的变化，发现热响应随表面活性剂浓度升高反转的现象，为药物递送系统设计提供新思路。
2025-08-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
The Driving Force for the Complexation of Charged Polypeptides
带相反电荷的聚电解质在溶液中的相分离是当前的研究热点。在这项工作中，我们研究的驱动力，利用分子动力学模拟双络合。我们使用三种不同的力场，一个原子力场和两个粗粒力场计算了聚（赖氨酸）和聚（谷氨酸）寡聚体之间的平均力的潜力。所有力场之间存在定性一致性，即，自由能的符号和大小以及驱动力的性质是相似的，这表明水的分子性质并不起重要作用。对于完全带电的肽，我们发现，在所有情况下，当小离子中和聚离子，或过量的驱动力协会是熵。所有反离子的去除转换了驱动力，使络合充满活力。这表明络合的熵是由抗衡离子主导的。然而，当11聚体中只有6个残基带电时，驱动力在无盐条件下是可逆的。模拟揭示了复杂凝聚的机制和现实的聚离子模型的重要性。
2020-01-07 cond-mat.soft q-bio.BM
Salt-induced collapse and reexpansion of highly charged flexible polyelectrolytes
我们通过计算机模拟研究了稀柔性聚电解质在溶液中的盐依赖性构象。低浓度的多价盐诱导已知的构象崩溃的个人的双链，但随着盐浓度进一步增加，这是其次是再膨胀。我们明确地表明，多价抗衡离子可以过度补偿裸电荷的链中的再膨胀制度。再膨胀的程度和过充电的发生敏感地取决于离子的大小。我们的研究结果是相关的广泛的盐诱导络合现象。
2006-10-05 cond-mat.soft
Overcharging of a macroion by an oppositely charged polyelectrolyte
本文研究了无盐溶液和盐溶液中，一个带相反电荷的球形大离子与一个带相反电荷的球形大离子的络合作用。当一个螺旋体缠绕在大离子上时，它的匝数互相排斥，形成一个几乎等距的线圈。结果表明，这种排斥性的匝数相关导致电荷反转：在大离子周围有比中和它所需的更多的反相风，电荷反转随着盐浓度的增加而变得更强，并且可以超过100%。本文证实了关联是电荷反转的普遍机制。
2000-11-09 cond-mat.soft
Charge regulation of weak interacting polyelectrolytes
我们引入了一个广义的非均匀平均场理论来描述弱棒状聚电解质的离解。我们的方法允许两个亚晶格对称性破缺，这在滴定曲线中与中间解离度的平台相关联。我们首先测试我们的方法在一个单一的弱PE的情况下，通过与精确计数研究比较，并表明它给出了定量准确的结果在整个范围内的pH值的解离度，并在具体的表现比最近邻近似（精确的解决方案是可能的）。然后，我们研究了电荷调节的耦合系统的弱聚酸和弱聚碱作为其相互距离的函数，这有一定的相关性PE多层膜的形成和PE络合。一个复杂的相互作用的程度的离解和有效的相互作用之间的PE作为其相互距离的函数被发现。
2004-01-28 cond-mat.soft
Evidence of Overcharging in the Complexation between Oppositely Charged Polymers and Surfactants
本文报道了用小角中子散射研究荷电-中性嵌段共聚物与带相反电荷的表面活性剂之间的络合作用。研究了两种嵌段共聚物/表面活性剂体系，聚（丙烯酸）-b-聚（丙烯酰胺）与十二烷基三甲基溴化铵和聚（丙烯酸乙酯甲基硫酸三甲基铵）-b-聚（丙烯酰胺）与十二烷基硫酸钠。这两种体系在结构和分子量方面相似，但具有不同的静电荷。中子散射数据已被解释的模型，假设形成的混合聚合物-表面活性剂聚集体，也称为胶体复合物。这些复合物表现出核-壳微结构，其中核是由中性块包围的胶束的致密凝聚层微相。在这里，我们正在利用的事实，即在有限大小的聚集体的络合结果，阐明络合机制。为了定量分析的中子数据，我们开发了两种不同的方法来获得的表面活性剂胶束的数量，每个聚合物在混合聚集体和聚集数的分布。这些结果表明，胶体复合物的形成与过充电的预测是一致的。在这两种体系中，构建核-壳胶体所需的聚电解质的量总是超过补偿胶束电荷所需的数量。对于两个聚合物-表面活性剂系统的研究，过充电比为0.66和0.38。
2005-07-11 cond-mat.soft
Critical adsorption of polyelectrolytes onto charged Janus nanospheres
基于广泛的蒙特卡罗模拟和分析的考虑，我们研究了静电驱动的柔性链吸附到带电Janus纳米球。这些净中性胶体由两个相等但带相反电荷的半球组成。的临界结合条件的Janus粒子的半径和它的表面电荷密度，以及周围的溶液中的盐浓度的函数进行了分析。特别是对于有限长度的双链到Janus纳米颗粒的吸附，我们证明了当Janus颗粒的大小或电解质的筛选长度变化时，临界吸附条件有很大不同。我们比较的尺度律得到的吸附-解吸阈值均匀带电的球形粒子的已知结果，观察显着的差异。我们还对比了Janus纳米颗粒的吸附-脱附转变附近的α链构象和结合能分布的变化，以及简单球形颗粒的变化。最后，我们讨论了实验相关的物理化学系统，我们的模拟结果可能变得重要。特别是，我们观察到类似的趋势与相反的，但异质性带电的蛋白质的复合物。
2014-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase Separation in Symmetric Mixtures of Oppositely Charged Rodlike Polyelectrolytes
本文用准解析计算方法研究了带相反电荷的棒状聚电解质的无盐对称混合物的相分离。对混合物中各向同性-各向同性和各向同性-均相相变的稳定性进行了分析，结果表明静电相互作用有利于均相有序化。对称混合物的共存曲线也被构建，并用于检查的影响，线性电荷密度和静电相互作用强度棒状的双金属络合。结果表明，由于聚电解质的线电荷密度和Bjerrum长度决定的静电相互作用强度较低，反离子均匀地分布在共存相中。然而，随着静电相互作用强度的增加，抗衡离子也与棒状聚电解质一起分配。结果表明，反离子的数密度是在浓缩（或“凝聚”）相比在稀释（或上清液）相。与这样的棒状混合物相反，柔性的无规混合物可以仅经历各向同性-各向同性相分离。弱电荷棒状混合物的共存曲线与那些类似的灵活的混合物的比较表明，各向同性-各向同性相分离的静电驱动力是更强的柔性混合物。
2010-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Like-charge polymer-membrane complexation mediated by multivalent cations: one-loop-dressed strong coupling theory
我们探测静电机制驱动的聚电解质吸附到带相同电荷的膜后，加入三价和四价的抗衡离子的洗澡单价盐溶液。我们发展了一个单圈强耦合理论，将一价盐在静电单圈水平和多价抗衡离子在一个强耦合的方法。结果表明，介导同电荷吸附的多价反离子的粘附力来自它们在带电膜上的强烈凝聚。由此产生的界面抗衡过剩局部地最大化电解质的屏蔽能力，并最小化静电聚合物巨势。这转化为吸引力，将聚合物拉向类似电荷的膜。我们表明，高的反价，使这种吸附过渡，即使在弱电荷的膜。此外，强带电的膜引起盐诱导的相关性，并加强界面多价反离子缩合，加强聚合物与带相同电荷的膜的络合作用，以及触发分子的取向转变之前，其吸附。最后，我们的理论提供了两个额外的关键功能，如以前的吸附实验所证明的：第一，聚合物吸附的临界counterweight浓度随counterweight价的上升而下降，第二，单价盐的加入增强了膜电荷的筛选，抑制了盐的相关性。这削弱了界面多价反离子的凝聚，并导致聚合物从基底上脱附。
2019-05-10 cond-mat.soft
Salt-induced reentrant stability of polyion-decorated particles with tunable surface charge density
在较宽的脂质体表面电荷密度范围内，研究了DOTAP-DOPC单层脂质体与带相反电荷的NaPA之间的静电络合作用。我们通过动态光散射和电泳系统地表征了聚电解质修饰的脂质体的“折返凝聚”和电荷反转。我们通过固定每次裸脂质体的电荷并通过改变悬浮液的两个独立控制参数：脂质体/胶体电荷比和水性悬浮介质的离子强度来探索该模型脂质体/胶体系统的稳定性。在脂质体膜内逐渐加入中性DOPC脂质引起了一种新的有趣现象：由于越过了脂质体的解吸阈值，混悬液的稳定性图显示了一种新的再进入。事实上，在裸DOTAP/DOPC脂质体的固定电荷密度和广泛的聚离子浓度范围内，我们表明，简单的电解质添加首先（低盐状态）由于复合物之间残余排斥的增强屏蔽而使悬浮液不稳定，然后（高盐状态）决定了新的稳定相的开始，该新的稳定相是由颗粒表面上不存在Na 2SO 4吸附引起的。我们发现，所观察到的现象可以合理化的Velegol-Thwar模型内的异质带电粒子和的吸附脱附符合温克勒和Cherstvy的吸附理论的预测。我们的研究结果毫不含糊地支持的重入冷凝的图片驱动的相关吸附的颗粒表面上的碳链，提供有趣的见解可能的机制定制复杂的胶体通过盐诱导的影响。
2015-03-10 cond-mat.soft
Counterion-release entropy governs the inhibition of serum proteins by polyelectrolyte drugs
树枝状聚电解质构成了用于生物医学目的的高潜力药物和载体系统，但它们的生物分子相互作用模式，特别是那些决定与蛋白质结合亲和力的相互作用模式，尚未得到合理化。我们研究了候选药物树枝状聚甘油硫酸酯（dPGS）与血清蛋白的相互作用，使用等温滴定量热法（ITC）解释和补充分子计算机模拟。首先研究溶菌酶作为一个定义明确的模型蛋白质，以验证理论概念，然后将其应用于重要的细胞粘附蛋白家族的选择素。我们表明，强络合的驱动力主要来自于只有少数凝聚的抗衡离子从dPGS结合后释放。的结合常数显示出一个令人惊讶的弱依赖dPGS的大小（和裸电荷），这可以理解的胶体电荷重整化效应和事实，占主导地位的反离子释放机制的大小几乎完全取决于蛋白质特异性结合补丁的界面电荷结构。我们的研究结果解释了P-和L-选择素相对于E-选择素的高选择性使dPGS充当高度抗炎药物。整个分析表明，蛋白质与带电聚合物药物的相互作用可以通过模拟以前所未有的准确性来预测。因此，我们的研究结果打开了新的视角，合理设计的带电聚合物药物和载体系统。
2017-12-11 cond-mat.soft
Structure and Dynamics of Hybrid Colloid-Polyelectrolyte Coacervates: Insights from Molecular Simulations
本研究通过球形胶体的粗粒化模拟揭示混合胶体–聚电解质凝聚层结构，并依据胶体电荷阐明无序吸附、黏性动力学及晶化转变。
2023-06-01 cond-mat.soft
Scattering Evidence of Positional Charge Correlations in Polyelectrolyte Complexes
本研究采用散射长度密度匹配的小角中子散射提取PEC中阴离子单体及全部电荷的位置关联，观测到库仑屏蔽尺度处的关联峰及其随加盐消失，并获得理论与模拟验证。
2023-05-24 cond-mat.soft
Effects of Charge Regulation on the Conformations and Dynamics of a Polyelectrolyte during Nanoparticle Adsorption
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of Delhi（德里大学）
本研究通过混合CR蒙特卡罗/分子动力学模拟，探究电荷调控对聚电解质吸附带相反电荷纳米粒子的构象与动力学影响，发现高盐下CR增强吸附、CC促伸展构象等规律，为调控纳米粒子稳定性提供策略。
2026-10-14 cond-mat.soft
Self-assembly of spherical interpolyelectrolyte complexes from oppositely charged polymers
研究了在电解质中带相反电荷的聚合物缔合形成互穿复合物的过程。带电荷的聚合物是线性带相反电荷的聚电解质，可能具有中性嵌段。这导致复合物具有带电荷的核心，以及更稀的悬挂链或环（花状结构）的电晕。复合物的平衡聚集数（聚阳离子m+和聚阴离子m-的数量）通过最小化相关的自由能泛函来确定，其中的库仑贡献在泊松-玻尔兹曼理论中计算出来。复合物可被视为胶体，其可渗透微离子物质，包括盐。我们发现，络合过程可以是高度具体的，引起非常本地化的组成空间（m+，m-）中的尺寸分布。
2012-04-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Theoretical and Experimental Adsorption Studies of Polyelectrolytes on an Oppositely Charged Surface
利用自组装技术，X射线反射率测量，和计算机模拟，我们研究了带电聚合物棒和表面之间的有效相互作用。长时间的布朗动力学模拟被用来测量有效的粘附力作用在杆上的模型组成的平面阵列的均匀带正电的，刚性杆和带负电的平面基板中的存在下，明确的一价抗衡离子和添加的一价盐离子在一个连续的，各向同性的电介质。该静电模型预测了一个有吸引力的聚合物表面粘附力，这是弱依赖于散装盐浓度，并显示公平的协议与德拜-休克尔近似的大离子相互作用在盐浓度接近0.1 M。互补的X-射线反射率实验聚（二烯丙基二甲基铵）氯化物（PDDA）单层膜上的原生氧化硅显示，单层结构，电子密度和表面粗糙度同样是独立的溶液的体离子强度。
1999-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质（例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等）混合时，形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构，其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献，我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子（半径2纳米）和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统，并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验，我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论，如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
The Osmotic Coefficient of Rod-like Polyelectrolytes: Computer Simulation, Analytical Theory, and Experiment
棒状聚电解质溶液的渗透系数被认为是通过比较目前的理论处理和模拟最近的实验数据。讨论仅限于单价抗衡离子和稀无盐溶液的情况。细胞模型的经典泊松-玻尔兹曼解正确地预测了渗透系数的强烈下降，但仔细观察后，系统地高估了它的值。用分子动力学模拟和最近提出的DHHC理论定量研究了离子-离子关联的贡献。然而，我们的合成，刚性链聚电解质的实验数据的比较表明，相关效应只能部分解释的差异。因此，定量的理解需要在电解质的有限原始模型之外进行理论上的努力。
2001-05-09 cond-mat.soft
Effect of dielectric discontinuity on a spherical polyelectrolyte brush
在本文中，我们进行了分子动力学模拟的球形刷和抗衡离子在无盐介质。采用镜像电荷法考虑了接枝纳米粒子表面的介电不连续性。不同的参数，包括反离子的化合价，纳米粒子的半径，和刷的总电荷，获得的刷的性能。一价抗衡离子的密度分布，并与一个简单的平均场理论方法进行了比较。该理论使我们能够获得系统的渗透性质。
2018-01-11 cond-mat.soft
Generation of mechanical force by grafted polyelectrolytes in an electric field. Application to polyelectrolyte-based nano-devices
本文从理论上和分子动力学（MD）模拟两方面分析了接枝到平面上的聚乙烯（PE）链产生机械力的过程。将PE暴露于外部电场，这有利于其在平面上的吸附。链的自由端连接到可变形目标体。改变磁场可以改变链的非吸附部分的长度。这需要目标体的变形的变化，并且因此需要体积力的产生的变化。我们的理论预测所产生的力是在一个非常好的协议与MD数据。使用开发的理论所产生的力，我们研究可能的PE为基础的纳米虎钳的有效性，包括两个握紧平面连接的PE和暴露于外部电场。我们采用Cundall-Struck固体摩擦模型来描述颗粒与咬合面之间的摩擦。我们计算的自扩散系数的一个紧握的颗粒，并表明，它急剧下降，即使在弱的外加电场。这证明了基于PE的纳米钳的功效，其可能是现有纳米管纳米钳和光钳的可能替代品。
2016-09-28 cond-mat.soft
Equilibrium Charge Distribution on Annealed Polyelectrolytes
利用蒙特卡罗模拟研究了在θ-溶剂条件下和添加盐的情况下，单退火碳链上的非均匀平衡电荷分布。在德拜长度量级的范围内，电荷在链端积累，而在链的中心部分出现轻微的电荷耗尽。模拟结果与Castelnovo等人最近给出的理论预测进行了比较。在理论可以应用的参数范围内，我们发现几乎完美的定量协议。
2002-05-30 cond-mat.soft
Shell formation in short like-charged polyelectrolytes in a harmonic trap
受近年来光镊在生物分子中形成斑图形成的实验和模拟的启发，提出了一种基于参考相互作用位点模型（RISM）的积分方程方法来计算小分子聚电解质在外加电位下的平衡密度分布.的形式主义被应用到特定的情况下，有限数量的聚电解质被困在一个谐波电位。柔性高斯和刚性棒状聚电解质的密度分布的研究在一定范围内的长度和数量的聚电解质的陷阱和库仑耦合参数。对于较小的聚合物，我们恢复点电荷的结果。在平均场极限的点粒子不形成壳的耦合参数的任何值，而较长的聚合物形成壳在中度耦合的边界处。当包括聚合物间的相关性时，即使在弱耦合下，聚合物的密度分布也显示出尖锐的壳。这些结果的影响进行了讨论。
2016-02-02 cond-mat.soft
Why can a hydrophilic polyelectrolyte precipitate and redissolve below the critical micelle concentration of an oppositely-charged surfactant ?
本研究通过平均场理论解析，揭示了聚电解质在低于CMC的相反电荷表面活性剂下发生再入凝聚的机制，强调静电吸附与最小耦合能的关键作用。
2024-11-10 cond-mat.soft
The influence of charged-induced variations in the local permittivity on the static and dynamic properties of polyelectrolyte solutions
由于聚电解质在工业过程中的广泛应用和在生物学中的普遍存在，有大量的文献研究了聚电解质的静态和动态性质。由于其高度带电的性质，聚电解质倾向于改变其主链的几纳米内的溶液的局部介电常数。然而，这种效应在模拟和理论工作中几乎完全被忽略。在这篇文章中，我们应用我们最近开发的静电解算器的基础上麦克斯韦方程组，以检查在附近的介电常数降低的影响。我们首先验证我们的新方法，通过计算和比较离子分布在一个线性固定的离子束，并找到定量和定性的变化的离子分布。进一步的模拟与施加的电场表明，在局部介电常数的减少增加了约百分之十的链的迁移率。更重要的是，局部介电常数的变化导致电导率的性质不同的行为。
2015-11-23 cond-mat.soft
Superstructures par agrégation contrôlée de nanocolloïdes: caractérisation structurale par diffusion de neutrons aux petits angles et simulation numérique
胶束或带电纳米粒子与中性电荷嵌段共聚物在水溶液中的络合导致形成胶体超结构，也称为“胶体络合物”。它们的主要兴趣在于其尺寸的单分散性和其稳定性的增加。在这篇综述中，结构表征的动态光散射，低温透射电镜，小角中子散射。小角中子散射的结果进行了分析，使用数值模拟-蒙特卡罗或反向蒙特卡罗（RMC）。这种模拟有助于显示胶体超结构的不同模型之间的兼容性，以及实验。我们的研究结果使我们能够提出一个通用的结构复杂的胶体，由一个密集的核心相互作用的胶体，桥接的dielectric块，和一个水合冠。我们已经表明，这样的超结构系统地形成在这些系统中，无论是胶束或纳米粒子，不同的共聚物，和不同的电荷。案文是法文的。
2011-02-01 cond-mat.soft
Self-Generated Electric Fields in Polyelectrolyte Gradients Increase Microparticle Transport
Leiden University（莱顿大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；STFC Daresbury Laboratory（英国科学与技术设施委员会达尔斯伯里实验室）
研究带电微粒在聚电解质梯度中的泳动推进，理论预测并实验验证自生电场显著提高微粒速度，高分子量聚电解质下推进与梯度无关。
2026-07-01 cond-mat.soft
Generation of mechanical force by grafted polyelectrolytes in an electric field
我们从理论上和分子动力学（MD）模拟的装置研究的机械力的产生接枝聚电解质在一个外部电场，这有利于其吸附在接枝平面。力产生于与链的自由端相连的可变形物体中。通过改变磁场，可以控制链的未吸附部分的长度，从而控制靶体的变形，即，也是崛起的力量。我们认为目标体的线性力-变形关系和赫兹的。第一个关系式模拟了卷曲的高斯链，而第二个关系式描述了挤压胶体颗粒的力响应。产生的力和压缩的目标体上施加的磁场的理论依赖性符合MD模拟的结果非常好。所分析的现象可能在未来的纳米机械中发挥重要作用，例如，它可以用于设计纳米夹具来固定纳米尺寸的物体。
2016-03-17 cond-mat.soft
Dielectric mismatch effects on polyelectrolyte solutions in electrified nanopores: Insights from mean-field theory
本研究基于自洽场理论与诺特定理构建理论框架，探究介电失配对带电纳米孔内聚电解质溶液双电层分离压和微分电容的影响，为电化学相关应用提供理论参考。
2023-08-24 cond-mat.soft
Polyelectrolyte Persistence Length: Attractive Effect of Counterion Correlations and Fluctuations
从理论上研究了单强荷刚性双链的持续长度。采用路径积分公式计算了单体间的有效静电相互作用。我们发现显着偏离经典的Odijk，Skolnick和Fixman（OSF）的结果。单体之间的诱导吸引力是由于热波动和结合的反离子之间的相关性。静电持久长度被发现是小于OSF值，并表示可能的机械不稳定性（崩溃）的高电荷的聚电解质与多价抗衡离子。此外，我们还计算了微弯电子束上凝聚态反离子的数量。发现更多的抗衡离子被吸附相比，曼宁冷凝的圆柱。
2002-10-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory and simulations of rigid polyelectrolytes
我们目前的理论和数值研究刚性，线性聚电解质的框架内的细胞模型。我们首先回顾了平均场泊松-玻尔兹曼水平上得到的分析结果，然后使用分子动力学模拟显示，在这种情况下，这些失败的定量和定性。对于聚电解质的六方堆积的α相，我们计算渗透系数作为密度的函数。在多价抗衡离子的存在下，它可以变成负的，导致有效的吸引力。我们表明，这是由于维里部分的压力的贡献减少。我们计算的渗透系数和离子分布函数从泊松-玻尔兹曼理论与最近提出的相关性校正，也模拟结果的情况下，聚（对苯撑），并比较它最近获得的实验数据在这个僵硬的duplex。我们还研究了离子-离子的相关性在强耦合制度，并比较它们的预测最近提倡的维格纳晶体理论。
2002-03-28 cond-mat.soft
Polyelectrolyte Adsorption
带电聚合物链（聚电解质），因为它们吸附在一个平面表面上的问题是从理论上解决。我们回顾了基本的机制和理论基础的单表面上的吸附在两种情况下：吸附的一个单一的带电链，吸附从本体溶液中的$θ$溶剂条件。分别讨论了柔性和半刚性链的行为，并表示为聚合物和表面电荷，溶液的离子强度和聚合物本体浓度的函数。我们主要回顾了平均场的结果，并对涨落效应作了简要的评论。本文所提出的在平面上的吸附现象与胶体悬浮液的稳定化有关。在这方面，我们还提到了在存在摩擦力的情况下两个平面之间的板间力的计算。最后，我们评论的问题，电荷过补偿和它的含义，以多层交替的正，负聚电解质在平面表面和胶体颗粒的形成。
2000-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Probing oppositely charged surfactant and copolymer interactions by isothermal titration microcalorimetry
利用光散射实验和等温滴定量热法研究了荷电-中性嵌段共聚物与带相反电荷的表面活性剂之间的络合作用。共聚物为聚丙烯酸钠-b-聚丙烯酰胺和表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）。在之前的报告中，我们已经表明共聚物和表面活性剂自发地共组装成胶体复合物。根据电荷比Z = [DTA+]/[COO-]的不同，复合物既可以是由共聚物修饰的单一表面活性剂胶束，也可以是核壳分级结构。进行ITC以研究络合物形成的热力学。共聚物的表面活性剂和表面活性剂的共聚物的滴定表明，静电共组装是一个吸热反应，这表明一个过程占主导地位的抗衡离子的熵。在这里，我们发现与反应相关的热力学量依赖于混合阶数。当表面活性剂逐步加入到共聚物中时，滴定与由独特聚合物修饰的单胶束的形成有关。在临界电荷比以上，胶束在集体过程中重新排列成100 nm的胶体复合物，其显示出以下特征：i）与布朗扩散的时间尺度相比，该过程非常缓慢，ii）热力学特征是吸热峰，和iii）正电荷和负电荷之间的化学计量从n = 0.48修改（单胶束）至0.75（核-壳复合物）。复合物形成所需的聚电解质的量超过了补偿净胶束电荷所需的数量，证实了复合物形成中过度充电的证据。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Renormalized Field Theory of Polyelectrolyte Solutions
本文用场论重整化群（RG）方法研究了柔性屏蔽双链（Debye-Hueckel链）在极性溶剂中的稀溶液。我们进行维里展开计算的尺度依赖的链密度，链的大小和筛选长度的渗透压。一般的链分布的形式主义，我们给出了明确的形式为单分散链尺寸分布。我们利用这样的事实，即一个Debye-Hueckel链可以映射到一个本地场论与两个长度尺度需要计算的标度函数，以及指数，以充分描述其标度行为。
1998-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unfolding Collapsed Polyelectrolytes in Alternating-Current Electric Fields
通过计算机模拟和理论标度研究了三价盐作用下单重链在交流电场作用下的解折叠行为。结果表明，当电场强度超过直流阈值，频率低于临界值时，塌缩链可以被电场展开，该临界值对应于塌缩电解质界面处凝聚三价反离子的负电荷弛豫/解离时间.这个弛豫时间也被证明是相同的DC链的波动时间，这表明凝聚的多价抗衡的崩溃PE界面上的解离控制的双偶极的形成和展开动力学下的AC电场。
2010-10-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Scaling Laws of Polyelectrolyte Adsorption
从理论上研究了带电聚合物（聚电解质）从半稀溶液到带电表面的吸附。我们得到简单的标度律（i）的量的聚合物吸附到表面，γ，和（ii）的吸附层的宽度D，作为函数的部分电荷每单体p和盐浓度c_b。对于低盐溶液中的强电荷聚电解质（p<1），Gamma和D标度均为p^{-1/2}。在富盐溶液中，D~c_b^{1/2}/p，而Gamma的标度行为取决于聚合物电荷的强度。对于弱聚电解质（p<<1），我们发现Gamma~p/c_b^{1/2}，而对于强聚电解质Gamma~c_b^{1/2}/p.我们的结果与吸附实验和平均场方程的数值解符合得很好.
1997-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Electrostatic Correlations and the Polyelectrolyte Self Energy
我们使用场论的重整化高斯涨落（RGF）理论来研究链连接性对静电涨落的影响。在简单的电解质溶液中（Z.- G. Wang，Phys. Rev. E. { \bf 81}，021501（2010）），RGF提供了静电波动的统一理论，解释了自能方面的介电和电荷相关效应。与简单离子不同，自洽能密切依赖于链构象，我们的理论自然地提供了一个自洽的决定的分子内链结构的响应，盐浓度。该理论捕捉到预期的缩放行为的链尺寸从稀到半稀制度，通过适当占链结构的理论提供了改进的估计在稀溶液中的自能，并正确地预测最终的$N$ -独立的临界温度和浓度的无盐溶液的柔性聚电解质。我们表明，自能可以解释在一个无限稀释能量$μ^\text{el}_{m,0}$和有限浓度相关校正$μ^\text{corr}$，这往往会抵消前者随着浓度的增加。
2017-01-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The scaling behaviour of screened polyelectrolytes
本文用场论重整化群（RG）方法研究了极性溶剂中的单柔性屏蔽链（Debye-Hückel链）。我们指出Debye-Hückel链可以映射到一个局域场论上，它与广义$n \to 1$ Potts模型具有相同的不动点.对场论的系统分析表明，该系统是一个具有两个相互作用的长度尺度的系统，需要计算尺度函数和指数来充分描述其物理行为。为了说明这一点，我们求解RG方程并明确计算链的指数和平均端到端长度。
1997-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random Polyelectrolytes and Polyampholytes in Solution
从理论上研究了聚电解质和两性聚电解质在半稀溶液中的行为。各种统计电荷分布沿的双链被认为是：涂抹，退火，置换和淬火。也考虑退火的两性聚电解质。采用路径积分公式推导不同模型的平均场自由能。得到了聚合物序参量的自洽场方程和静电势的类Poisson-Boltzmann方程。采用无规相近似计算了不同统计电荷分布模型下的单体-单体结构因子S（q）。我们发现，在退火模型中，除了溶液中的自由离子外，单体电荷的波动也有助于静电屏蔽。这种筛选的强度取决于单体电荷分布的变化，并且对于在不良溶剂条件下的两性聚电解质特别重要，其中中间相分离得到增强。方差与净平均电荷之间的比率决定聚两性电解质是作为聚电解质还是作为中性链。
1998-04-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Polyelectrolyte and polyampholyte effects in synthetic and biological macromolecules
涉及聚阴离子的静电相互作用的性质调节合成和生物大分子的性质。虽然几十年来一直在深入研究，但许多长度尺度的相互作用阻碍了一些基本问题的完全解决，例如静电持久长度（$l_e$）如何随离子强度（$I$）而变化。在这篇综述中，我们描述了聚电解质（PAs）和聚两性电解质（PAs），这是聚合物的单体具有随机分布的相反电荷的某些特性。在回顾了当前对$l_e$对$I$的依赖性的理论认识之后，我们提出了符合两种不同行为的实验数据。对于RNA和DNA，发现$l_e \sim I^{-1}$，而对于某些蛋白质和其他聚电解质$l_e \sim i^{-1/2}$。一个标度型理论，它描绘了电荷相关性和纯的PAs的形状，是有效的盐浓度在很宽的范围内的影响。我们还使用理论和模拟来论证PA（具有足够小以诱导小球形成的净电荷）和PE（与RNA折叠相关）的崩溃动力学的不同阶段是相似的。在这两种情况下，主要的初始构象变化涉及亚稳态珍珠项链结构的形成。在粗化过程中，大的团簇（珍珠）通过一个让人想起Lifshitz-Slyozov机制的过程以较小的团簇为代价生长。最后，最近关于单链DNA和PE拉伸的理论和单分子实验进一步揭示了带电大分子的复杂行为。该调查仅限于极少数主题，显示了在广泛的学科中的反作用的重要性。
2011-03-09 cond-mat.soft
Correlation between flexibility of chain-like polyelectrolyte and thermodynamic properties of its solution
用正则蒙特卡罗模拟方法研究了含电荷低聚物和等效反离子数的模型溶液的结构和热力学性质。低聚物表示为（柔性）自由连接的链或带电硬球的线性（刚性）阵列。根据电解质溶液的原始模型，反离子被模拟为带电硬球，溶剂被模拟为介电连续体。显着差异的对分布函数，获得刚性（棒状）和柔性模型，但在热力学性质，如稀释焓和过剩化学势的差异，是不太显着。结合实验数据对实验结果进行了讨论.模拟结果表明，偏离完全扩展（棒状）构象产生稍强的结合抗衡离子。另一方面，聚离子的灵活性，即使与离子尺寸效应相结合，也不能归咎于稀释焓的理论结果和实验数据之间的定性差异。
2012-02-20 cond-mat.soft
Impact of charge distribution of soft layers on transient electroosmotic flow of Maxwell fluids in soft nanochannels
本研究通过Laplace变换半解析求解了软纳米通道中Maxwell流体的瞬态电渗流，发现调整聚电解质层的电荷分布可有效控制电渗流的方向与强度，并引入临界数ks量化电渗流反转。
2023-09-07 cond-mat.soft
Theory of competitive counterion adsorption on flexible polyelectrolytes : Divalent salts
用吸附模型[M. Muthukumar，J. Chem. Phys. { \bf 120}，9343（2004）]，其将Bjerrum长度、盐浓度和局部介电异质性视为系统中的物理变量。有效电荷和聚合物尺寸的自洽计算表明，在竞争吸附中，二价抗衡离子取代了凝聚的一价抗衡离子。该理论进一步预测，在适度的物理条件下，聚合物电荷随着二价盐的增加而被补偿和逆转。因此，两个电极分别塌陷和重新隆起。较低的温度和较高程度的介电异质性增强了所有种类的离子的凝聚。作为库仑强度和盐浓度的函数计算的有效电荷的完整状态图表明：（a）过度充电需要最小库仑强度，和（b）由于静电屏蔽（低库仑强度）或负共离子凝聚（高库仑强度），盐的存在逐渐增加，使聚合物再充电。一个简单的离子桥理论也提出了预测的聚电解质的一阶崩溃。理论预测与实验和模拟的一般结果是一致的。
2008-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge regulation and local dielectric function in planar polyelectrolyte brushes
理解不均匀性对电荷调节和介电性质的影响，以及它如何依赖于大分子的构象特征是一个长期存在的问题。为了解决这个问题，我们已经开发了一个领域的理论来研究电荷调节和局部介电函数的平面刷。该理论被用来研究一个多酸刷，这是由链端接枝在固-液界面，在平衡与含有一价盐离子，溶剂分子和pH控制酸的本体溶液。特别是，我们专注于在确定的局部电荷和介电函数的影响，添加的盐和pH值的散装的浓度。我们的理论研究表明，离子对的偶极矩作为一个结果形成的抗衡吸附在链主链上发挥了关键作用，在影响局部介电函数。对于由具有低于溶剂分子的偶极矩的单体制成的聚电解质，预测刷区域内的介电衰减。然而，形成的离子对（由于吸附的抗衡离子来自所添加的盐的解离）极性比溶剂分子显示相对于其体积值增加的介电函数的大小。此外，在本体盐浓度的增加被示出，以增加刷区域内的局部电荷。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
