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
Screening of hydrodynamic interactions for polyelectrolytes in salt solution
我们提供的数值证据表明，水动力相互作用筛选的带电聚合物在盐溶液中的时间尺度低于齐姆时间。在非常短的时间内，观察到流体动力学行为的交叉。我们的结论是从广泛的粗粒度的计算机模拟聚电解质在明确的溶剂和明确的盐，并讨论了分析参数的基础上德拜-许克尔近似。
2008-09-30 cond-mat.soft
Amphiphile Adsorption on Rigid Polyelectrolytes
本文提出了一种理论，它定量地解释了阳离子表面活性剂对阴离子聚电解质的协同吸附。对于高盐浓度，我们发现，临界吸附浓度（CAC）是一个双线性函数的聚离子单体和盐的浓度，与系数只依赖于所使用的表面活性剂的类型。本文的结果可能有助于设计更有效的基因递送系统。
2007-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientationally ordered aggregates of stiff polyelectrolytes in the presence of multivalent salt
用分子动力学模拟研究了三价盐存在下刚性聚电解质在溶液中的聚集行为以及两个带相同电荷的杆之间的平均力势随角度和距离的变化.在体相溶液中，在一定的盐浓度范围内观察到与肌动蛋白丝的筏状结构相似的长寿命亚稳态结构的形成。系统最终进入自由能较低的状态，在该状态下形成有限大小的平行聚电解质束。研究了不同间距和盐浓度下两个带相同电荷的棒之间的优选角度和相互作用类型，这对取向有序结构的形成有一定的启示。
2009-03-25 cond-mat.soft
Cellular Automata Simulation of the Spatial Conformations of Polyelectrolytes
我们进行了一个元胞自动机模拟的模型在无限稀释的溶液，以定性地再现其构象特性。我们的研究结果预测了所谓的\emph{pearl necklace}结构，这与更详细和昂贵的分子动力学模拟相比毫不逊色。
2006-12-04 cond-mat.other cond-mat.soft
Manipulation of confined polyelectrolyte conformations through dielectric mismatch
我们证明了一个高度带电的限制在一个球形腔体中的电介质之间的不匹配的功能的非晶构象到一个四重对称形态之间的可逆转换腔内外。由于介电失配的表面极化表现出额外的“限制”效应，这是最明显的在一定范围内的腔半径和静电强度之间的单体和反离子和多价反离子。对于具有带电表面的腔，表面极化导致在外侧吸附的抗衡离子的量增加，进一步将受限的离子压缩成四重对称形态。链的平衡构象取决于几个关键因素，包括腔内外介质的相对介电常数、多价反离子浓度、相对于链长的腔半径以及界面电荷密度。我们的研究结果提供了深入了解的介电失配的影响，在包装和交付的聚电解质跨媒体具有不同的相对电导率。此外，响应于环境介电常数的可逆的转换的构象允许在生物传感和医疗监测的潜在应用。
2019-07-12 cond-mat.soft
Effect of chain stiffness on ion distributions around a polyelectrolyte in multivalent salt solutions
用Langevin动力学方法研究了离子在稀溶液中的分布。我们发现，分布依赖于链的构象，而构象是由链的刚度和盐浓度。我们观察到，原来凝聚在一个链上的单价抗衡离子可以被取代的多价的解离从所添加的盐，由于强大的静电相互作用。这些新凝聚的离子对链结构产生重要影响。在低盐浓度和高盐浓度下，半柔性链的构象是棒状的。离子分布与刚性链的离子分布相似，而与具有螺旋构象的柔性链的离子分布不同。在中盐区，柔性链和半柔性链塌缩，但塌缩的链结构分别是无序和有序结构。因此，离子分布显示出不同的配置文件，这三个链刚度与半柔性链之间的柔性和刚性链的曲线。凝聚的多价抗衡离子的数量，以及有效的链电荷，也表现出类似的行为，表现出与链形态的直接联系。此外，我们发现，凝聚的多价抗衡离子形成三重态与两个相邻的单体和本地化的链轴在中间盐浓度时，链刚度是半柔性或刚性。在这里获得的微观信息提供了宝贵的洞察力的DNA凝聚的现象，是非常有用的研究人员开发新的模型。
2009-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorption and Depletion of Polyelectrolytes from Charged Surfaces
平均场论和标度参数提出了模型从半稀溶液到带电表面的吸附。使用平均场方程的数值解，我们表明，吸附只存在于高电荷的聚电解质在低盐溶液。得到了吸附层宽度和吸附量的简单标度律。在其他情况下，碳链将从表面耗尽。对于固定的表面电位条件，吸附-耗尽交叉处的盐浓度按比例缩放为带电荷的分数f和表面电位的乘积，而对于固定的表面电荷密度σ，它按比例缩放为σ^{2/3}f^{2/3}，与单链结果一致。
2003-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Counterion Condensation in Strong, Flexible Polyelectrolytes
我们目前的分子动力学模拟的结果，在溶液中添加盐的强，灵活的双链。第一次将添加盐对聚合物链结构的影响作为聚合物密度的函数进行了充分处理。研究了曼宁凝聚极限以上和以下的系统。由于添加盐的链收缩比从简单筛选参数预期的要弱。链的结构是密切联系在一起的离子密度附近的链，即使在反离子凝聚制度的链。与Manning反缩合理论相反，聚合物链附近的离子密度取决于添加的盐的量，并且在缩合极限以上，由于添加的盐，链显著收缩。
1996-12-24 cond-mat.soft
Relaxation Behavior by Time-Salt and Time-Temperature Superpositions of Polyelectrolyte Complexes from Coacervate to Precipitate
阴离子和阳离子聚电解质之间的络合导致固体状沉淀物或液体状凝聚物，这取决于在水性介质中添加的盐。然而，这些富含聚合物的相之间的边界是相当广泛的，在整个过渡制度的配合物中的聚合物弛豫的相关变化知之甚少。在这项工作中，整个过渡的配合物的弛豫动力学在很宽的时间尺度上探测通过测量粘弹性光谱和零剪切粘度在不同的温度和盐浓度为两种不同的盐类型。我们发现，在所有的盐浓度的配合物表现出时间-温度叠加（TTS），而时间-温度-盐叠加（TTSS）的重叠频率的范围强烈地依赖于盐浓度（Cs），并逐渐转移到更高的频率作为Cs是减少。粘性-劳斯模型描述了所有Cs处的弛豫行为。然而，集体弛豫的cathode复合物逐渐接近橡胶制度，并最终表现出凝胶样的响应，因为Cs的减少，并限制了TTSS的有效性。
2018-03-27 cond-mat.soft
The reentrant condensation of polyelectrolytes induced by diluted multivalent salts: A mean-field level revisiting
本文构建平均场模型解释多价盐稀溶液中聚电解质的重入凝聚，指出离子吸附、共享盐离子的耦合能极小值及疏水不相容性是相变关键。
2024-05-10 cond-mat.soft
Volume Phase Transition of Polyelectrolyte Gels: Effects of Ionic Size
尽管人们对聚电解质凝胶的体积转变已经研究了几十年，但对可移动离子尺寸的影响的研究却很少。本文将Tanaka经典的离子凝胶理论推广到有限体积可动离子的情形。结果表明，在无盐条件下，随着反离子尺寸的增大，凝胶的不连续体积转变将变为连续体积转变。盐浓度的增加也会使凝胶在不良溶剂中塌陷。与较小的离子相比，较大的可动离子引发盐诱导的凝胶坍塌需要更强的溶剂。讨论了离子尺寸对相变临界点和相变相图的影响。理论结果表明，不同体积的盐可以调节凝胶的溶胀行为。
2013-09-10 cond-mat.soft
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
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
Chain morphology, swelling exponent, persistence length, like-charge attraction, and charge distribution around a chain in polyelectrolyte solutions: effects of salt concentration and ion size studied by molecular dynamics simulations
用粗粒模型研究了聚电解质在四价盐溶液中的性质。盐的浓度和四价抗衡离子的大小被发现起着决定性的作用链的性质。如果四价反离子的大小与单体的大小相容，则链在低盐浓度和高盐浓度下显示出延伸结构，而在中等盐浓度下，它们获得紧凑和长形结构。链的溶胀指数对盐浓度的行为以类似的方式作为形态量。在一定条件下，静电对聚电解质的持久长度有负贡献，并伴有盐诱导的聚电解质机械不稳定性。几乎在同一时刻，链间出现类电荷吸引。四价离子和单体的大小相等是获得链间最强吸引力和最紧密链结构的最佳条件。此外，离子在链周围形成多层组织，因此，积分电荷分布揭示了振荡行为。结果表明，在高盐浓度下，电荷反转与聚电解质的再溶解没有直接联系。
2006-07-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Modified Poisson-Boltzmann theory for polyelectrolytes in monovalent salt solutions with finite-size ions
我们提出了一个软势增强的泊松-玻尔兹曼（SPB）理论，以有效地捕捉离子分布和静电势周围的棒状带电大分子。SPB模型校准与粗粒度的基于粒子的模型聚电解质（PE）在一价盐溶液中，以及相比，一个完整的原子分子动力学模拟与明确的溶剂。我们表明，我们的修改使SPB理论能够准确地预测周围的棒状PE在广泛的离子和电荷分布条件下的弱耦合制度的单价离子分布。这些包括高达1 M的过量盐浓度，以及从小离子（如Na或Cl）到与PE直径相当的较软和较大离子的离子尺寸。这项工作提供了一个简单的方法来实现一个增强，有效地捕捉到PB理论的背景下，在盐水溶液中的PE的离子大小和物种的影响。
2022-06-06 cond-mat.soft
Resolving solution conformations of the model semi-flexible polyelectrolyte homogalacturonan using molecular dynamics simulations and small-angle x-ray scattering
聚电解质在溶液状态下的构象一直是高分子科学研究的热点。本文利用全原子分子动力学模拟（MD）和小角X射线散射实验（SAXS）来阐明模型β-高半乳糖醛酸的分子结构。几个聚合度进行了研究，此外，部分甲基酯化的，否则携带电荷的羧基基团被用来产生不同的链内电荷分布的样品。它表明，在长度尺度约1纳米以上的孤立链的构象具有令人惊讶的小依赖于电荷分布或伴随的单价盐的浓度，反映的糖环的固有刚度和糖苷键的动态约束。事实上，孤立链的构象在所有可访问的长度尺度是很好地描述了原子坐标可从纤维衍射研究。此外，在更集中的系统中，它表明，经过仔细分析的SAXS数据，预示着一个所谓的“峰”的出现的粒子间效应的形式，可以提取，这种现象可以再现多链MD模拟。
2018-12-24 cond-mat.soft
Hydrophobic Polyelectrolytes in Better Polar Solvent. Structure and Chain Conformation as seen by Saxs and Sans
在本文中，我们证明了溶剂质量的影响上的半稀溶液的疏水性，部分磺化聚苯乙烯磺酸盐的结构。使用两种溶剂：（i）水和有机溶剂的混合物：THF，其也是轻微极性的;（ii）DMSO，极性有机溶剂。在情况（i）中，SAXS研究表明，疏水性水溶液（PSS）的结构-即从所有链的散射，其特征在于最大值（“散射峰”）取决于通过有机溶剂THF的添加量的溶剂质量。当磺化速率较低时（更疏水的磺化），这种依赖性更明显。有人提出，当THF被添加，链构象演变从珍珠项链形状已经在纯水中报道，在纯水中的构象完全磺化PSS，这是字符串一样，也如先前报道的。相反地，对于亲水性聚合物AMAMPS，在水溶液中添加THF时不发生析出。在情况（ii）中，SANS研究直接表明，当PSS溶解在有机极性溶剂如DMSO中时，PSS可以表现为经典的亲溶剂性溶剂：结构（总散射）以及形状因子（通过SANS使用零平均对比度方法测量的单链散射）与电荷含量无关，与曼宁凝聚一致，并且与纯水中完全带电的PSS链的一个相同，其在半稀释状态下具有经典的双折射行为。
2010-01-13 cond-mat.soft
Conformations of amphiphilic polyelectrolyte stars with diblock copolymer arms
我们考虑的构象和分子内的构象转变形成的两亲性星形聚合物由两嵌段共聚物臂与内部疏水性和外部疏水性嵌段。分析平均场论与无扰动的数值自洽场（SCF）模拟方法相结合。结果表明，在高离子强度或/和低电离度的外部亲水嵌段的稀水溶液中，形成具有塌陷的疏水核和溶胀的疏水冠的单分子胶束。与单分子胶束的疏水核心的展开相关的分子内构象转变可以通过溶液的离子强度的降低或/和冠状块的电离度的增加来触发。在具有大量二嵌段共聚物臂的星形中，通过核心域的渐进展开，连续地发生具有塌陷或拉伸的核心形成嵌段的构象之间的转变。相比之下，在臂数相对较少的恒星中，核心的连续展开被突然的解开过渡所打断。一个详细的SCF分析表明，在两种展开的情况下，恒星的臂都相当均匀地延伸，即，不发生分子内的反硝化。
2012-05-12 cond-mat.soft
Electrophoresis of a rod macroion under polyelectrolyte salt: Is mobility reversed for DNA?
利用分子动力学模拟，研究了棒状大离子在反离子存在下的电荷反转现象。我们模拟了大离子在外加电场下的电泳。当反离子和共离子都是聚电解质时，如果反离子的线电荷密度大于共离子的线电荷密度，则发生电荷反转。对于表面电荷密度等于DNA的大离子，反向迁移率是通过多价反离子的吸附或静电学和其他机制的组合（包括短程吸引电势或反离子围绕棒轴的机械缠绕）来实现的。
2004-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interactions between polyelectrolytes mediated by ordering and orientation of multivalent non-spherical ions in salt solutions
本研究通过粗粒化分子动力学模拟揭示多价非球形离子的形状、浓度及取向有序性如何调控同电荷聚电解质间的吸引作用。
2022-10-10 cond-mat.soft
Non-monotonic electrophoretic mobility of rod-like polyelectrolytes by multivalent coions in added salt
本研究通过粗粒化分子动力学模拟发现多价同离子可调控类DNA棒状聚电解质的电泳迁移率，揭示其非单调变化规律及低盐增强、高盐逆转等效应，为聚电解质相互作用与自组装调控提供新途径。
2023-06-13 cond-mat.soft
Aggregation kinetics of stiff polyelectrolytes in the presence of multivalent salt
利用分子动力学模拟，研究了刚性聚电解质如肌动蛋白在多价盐溶液中成束动力学。聚集的主导动力学模式被发现是由于静电相互作用的情况下，一个杆的一端满足其他人在直角。束形成的动力学途径涉及一个层次结构的小集群形成最初，然后进入更大的集群，这是让人想起的胶体絮凝动力学。对于前几个集群的大小，Smoluchowski公式的集群大小的时间演化给出了一个合理的帐户，我们的模拟结果，没有一个单一的拟合参数。使用Smoluchowski公式的描述提供了证据的聚集时间尺度由扩散控制，没有明显的能量障碍，以克服。
2007-09-04 cond-mat.soft
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
Polyelectrolyte chains in poor solvent. A variational description of necklace formation
我们研究了在不同溶剂条件下，使用变分技术的性质的双链。自由能和构象性质的一个链的研究最小化的自由能$F_N$，取决于$N(N-1)/2$审判概率，表征构象的链。高斯近似被认为是一个环的长度$2^4<N<2^{16}$和一个开放的链的长度$2^4<N<2^9$在穷人和θ溶剂条件下，包括单体之间的库仑排斥。在θ溶剂条件下的斑点大小进行测量，发现与缩放理论，包括电荷耗尽效应，预期的情况下的开链协议。在不良溶剂条件下，观察到由静电排斥驱动的小球不稳定性。我们还注意到单体-单体关联函数的不均匀行为，回忆在不良溶剂中形成的项链。一个整体的相图中的溶剂质量和反Bjerrum长度。
2001-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Macroscopic forces in inhomogeneous polyelectrolyte solutions
本文提出了空间非均匀柔性链解中宏观力的自洽场论。我们推导出一个应力张量的解析表达式，它包括三个方面：各向同性静水应力，静电（麦克斯韦）应力，应力上升的高分子链的构象熵-构象应力。我们应用我们的理论来描述限制在导电狭缝纳米孔中的溶液，并观察到分离压力和电微分电容的异常行为。
2022-12-08 cond-mat.soft
Polyelectrolytes Adsorption: Chemical and Electrostatic Interactions
平均场论被用来模拟电子的吸附和带电表面过补偿的可能性。对于也具有化学吸引力的带电表面，在高盐条件下过充电很大，达到裸露表面电荷的20-40%。然而，对于参数的物理值，在热力学平衡中并未获得完全电荷反转。过充电随着盐的加入而增加，但不具有与裸表面电荷的简单缩放形式。我们的研究结果表明，更进化的解释是需要的，以了解多层堆积。对于强聚合物排斥表面，我们推导出简单的标度律的吸附和过充电。我们表明，过度充电的比例与裸露的表面电荷，但其幅度是非常小的表面电荷相比。与有吸引力的表面相反，在这里发现过度充电随着盐的加入而显著降低。在弱排斥表面的中间范围内，添加盐的行为从增加过充电（在低离子强度下）到减少过充电（在高离子强度下）。我们的结果支持所有类型的表面的完整的数值解的平均场方程。
2004-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Chain Collapse and Counterion Condensation in Dilute Polyelectrolyte Solutions
本文提出了一种新的聚电解质在无盐稀溶液中的定量理论。取决于静电相互作用强度，溶液中的聚电解质可以经历强拉伸（具有长尺寸R_g \sim 1_B^{1/3}N，其中1_B是Bjerrum长度，N是链段的数目）或强压缩（具有R_g \sim 1_B^{-1/2}N^{1/3}）。由于伴随的逆凝聚，强烈的聚合物坍塌作为一级相变发生。
1998-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulation of Polyelectrolytes in Solution Using Dissipative Particle Dynamics in the Grand Canonical Ensemble: Interaction Strength and Salt Effects
我们已经研究了散装电解质，并与表面活性剂或多价盐与明确存在的抗衡离子和溶剂分子的介观耗散粒子动力学（DPD）的巨正则系综方法的解决方案。采用Ewald和方法计算了静电相互作用，并通过带电粒子间的径向分布函数分析了流体的结构。计算结果与文献报道的用不同方法计算静电力的结果以及用DPD方法计算正则系综的结果吻合得很好。我们还研究了盐依赖性构象的溶剂质量的函数，并分析了在溶液中的稀释的柔性聚电解质的静电相互作用强度的依赖性。对于上述复杂系统，静电相互作用和溶剂性质在理解不带电系统中不发生的现象中起着关键作用。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interaction between two polyelectrolytes in monovalent aqueous salt solutions
我们使用最近发展起来的软势增强Poisson-Boltzmann（SPB）理论来研究两个平行的聚电解质（PE）在一价离子溶液中的弱耦合制度之间的相互作用。SPB理论拟合离子分布从粗粒度的分子动力学（MD）模拟和基准对全原子MD建模聚（二烯丙基二甲基铵）（PDADMA）。我们表明，SPB理论是能够准确地捕捉两个PE之间的相互作用，在距离超过PE半径。对于PDADMA的带电基团之间的位置相关性导致局部不对称的PE电荷和离子分布。这引起了从SPB预测的小偏差，表现为平均力势的短程振荡。我们的研究结果表明，SPB理论可以是一种有效的方式来模拟化学特定的复杂PE系统中的相互作用。
2022-05-05 cond-mat.soft
Collapse of Stiff Polyelectrolytes due to Counterion Fluctuations
本文研究了高电荷刚性聚电解质在反离子存在下的有效弹性。刚性聚合物构象可能会变得不稳定，由于一个有效的吸引力引起的计数器密度波动。在最长或中间长度尺度的不稳定性可能分别表示坍缩为球状或项链状态。在添加盐的存在下，得到了一个广义的静电持续长度，它对德拜屏蔽长度有非平凡的依赖性。
1999-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-consistent mode-coupling theory for the viscosity of rod-like polyelectrolyte solutions
本文提出了一种自洽的模式耦合理论，用于研究带电棒状聚合物溶液的粘度。理论中使用的静态结构因子是从聚合物积分方程理论获得的; Debye-Hückel近似即使在低浓度下也是不够的。该理论预测的非单调依赖性的减少过剩粘度，$η_R$，从静态结构因子的行为，在水溶液中的浓度。理论预测$η_R$中的峰出现在略低于重叠阈值浓度$c^\ast$的浓度处。峰高随着分子量的增加而显著增加，并且随着添加的盐的浓度的增加而降低。作为浓度除以$c^\ast$的函数的峰位置与盐浓度或分子量无关。这些预测可以通过实验来检验。
2004-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay of distinct modes of charge regulation on poly-acid ionization and conformation
该研究采用Edwards-Muthukumar框架探究聚酸质子结合与反离子凝聚的相互作用，发现pH变化可引发反聚电解质与常规行为的非单调转变，且聚合物性质和链柔性会影响pKa偏移。
2025-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collapse of Flexible Polyelectrolytes in Multivalent Salt Solutions
本文用两态模型研究了柔性聚电解质在多价反离子溶液中的崩溃。这些状态分别对应于棒状和球状塌缩构象。我们专注于非常稀的单体浓度制度的崩溃过渡时，发现发生的多价盐的电荷是可比的（但更小）的单体。塌陷构象的自由能的主要贡献是线性的单体$N$的数量，因为塌陷聚合物的内部状态接近无定形离子固体。棒状状态的自由能以$N\ln N$的形式增长，这是由于与该形状相关的静电能。我们表明，几乎所有的多价抗衡离子添加到系统中凝聚成的聚合物链，甚至在崩溃之前。
1999-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unfolding Polyelectrolytes in Trivalent Salt Solutions Using DC Electric Fields: A Study by Langevin Dynamics Simulations
通过计算机模拟研究了三价盐凝聚的单一线型聚电解质在电场作用下的行为。当电场的强度强于临界值时，链被展开。该临界电场遵循相对于链长的标度律，标度律的指数为$-0.77(1)$，小于理论预测的$-3ν/2$ [Netz，Phys.Rev.Lett. 90（2003）128104]，和通过在四价盐溶液中模拟获得的一种，$-0.453(3)$ [Hsiao和Wu，J.Phys.Chem.B112（2008）13179]。结果表明，标度指数对盐的价态敏感。因此，更容易展开由更低价的多价盐缩合的链。此外，当链在电场中展开时，链电泳迁移率的绝对值急剧增加。迁移率对电场和链长的依赖性提供了一种合理的方式来赋予链长依赖性在自由溶液电泳通过链展开跃迁诱导的电场。最后，我们表明，除了一个细长的结构，凝聚链可以展开成U形结构。在我们的研究中，这种结构的形成纯粹是电极化的强度的结果，而不是在聚合物的沉降中占主导地位的弹性流体动力学。
2009-04-16 cond-mat.soft
Flexible Linear Polyelectrolytes in Multivalent Salt Solutions: Solubility Conditions
聚电解质如单链和双链DNA和许多合成聚合物在增加多价盐或分子的浓度时经历两种结构转变。首先，当多价盐的密度接近单体的密度时，低单价盐溶液中的膨胀-拉伸链坍塌成接近中性的致密结构。随着多价盐的进一步添加，链重新溶解，获得扩展的卷曲构象。我们用两态模型研究了再溶解转变[F. Solis和M. Olvera de la Cruz，{ \it J. Chem. Phys.} { \bf 112}（2000）2030]。当单体之间的静电相互作用被高度屏蔽时，发生再溶解，从而降低了膨胀态的能量。跃迁由溶液中多价离子的化学势$μ$和逆屏蔽长度$κ$决定。转变点还取决于沿链的电荷分布，但几乎与聚电解质的分子量和柔性程度无关。我们生成了$μ$与$κ^2$的图，其中我们发现两个扩展构象区域，一个带电荷链，另一个带过度充电（电荷反转）链，由一个塌陷的近中性构象区域分隔。当盐的性质的轨迹穿过这些区域之间的边界时，发生坍塌和再溶解转变。我们发现，在大多数情况下，再溶解发生在同一个扩展的分支链沉淀。
2000-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of Salt Concentration on the Electrophoretic Speed of a Polyelectrolyte through a Nanopore
在以前的论文[S。Ghosal，Phys.Rev.E74，041901（2006）]，在极小的德拜长度的极限下提出了一种用于确定通过轴对称缓慢变化的纳米孔的电泳速度的流体动力学模型。在这里的情况下，有限德拜层厚度被认为是限制孔的几何形状的圆柱体的长度远大于直径。此外，考虑了纳米孔壁上的均匀表面电荷的可能性。由此表明，计算的渡越时间与最近在硅纳米孔中的测量结果是一致的。
2007-09-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Adsorption of cationic polyions to a hydrophobic surface in the presence of Hofmeister salts
我们研究，使用广泛的Monte Carlos模拟，在含有霍夫迈斯特盐的溶液中的疏水表面附近的阳离子聚电解质的行为。霍夫迈斯特阴离子分为离液剂和亲液剂。在疏水表面附近，离液剂失去其溶剂化鞘并部分吸附到界面，而亲液剂保持强烈水合并从界面排斥。如果溶液中含有离液序列高的阴离子，也可以观察到聚离子在表面的显著吸附。另一方面，亲液性阴离子对聚离子吸附的影响很小。这些发现对于探索阳离子聚电解质的抗菌性能具有重要意义。
2014-03-25 cond-mat.soft
Charge Distribution on Annealed Polyelectrolytes
我们研究了在不同条件下，沿着单个退火的双链的平衡电荷分布。链的构象和局部电荷分布之间的耦合描述为各种溶剂的质量和盐浓度。在无盐溶液中，我们发现链的中心部分有轻微的电荷耗尽：电荷在末端积累。如果向溶液中加入盐，则该效应不太重要，因为电荷不均匀性在德拜长度量级的距离上靠近链端。在溶剂条件差的情况下，我们发现一个不同的充电的珠串的框架中的项链模型。这种不均匀性导致电荷不稳定性和球形小球和细长链之间的一阶转变。
1999-03-23 cond-mat.soft
Single chain properties of polyelectrolytes in poor solvent
使用分子动力学模拟，我们研究了在不良溶剂中的强带电聚电解质的稀溶液的行为，在那里我们明确地考虑到抗衡离子。我们专注于链的构象性质的条件下，链链之间的相互作用可以忽略不计，但反离子浓度仍然有限。我们调查的构象方面的参数链长，库仑相互作用强度，和溶剂质量，并探讨在该制度的短程疏水相互作用和长程库仑相互作用之间的竞争导致珍珠项链状结构。我们观察到，在珍珠和字符串的数量和大小的波动导致只有小的直接签名，如单链形状因子的实验观测。此外，我们没有观察到预测的一阶崩溃的项链成一个球状结构时，反凝聚套。我们还将表明，珍珠项链制度是相当小的强电荷的聚电解质在有限的密度。由于电荷分布和链构象之间的微妙相互作用，即使是链电荷分数的微小变化也会对构象产生很大影响。
2003-06-06 cond-mat.soft
A new equation of state of a flexible-chain polyelectrolyte solution: Phase equilibria and osmotic pressure in the salt-free case
在线性Debye-Hueckel理论之外的场论形式的框架内，我们发展了无盐无规溶液在无限长柔性聚合物链极限下的第一性原理状态方程，并预测了由强关联吸引引起的液-液相分离.作为一个参考系，我们选择了一组两个子系统-带电大分子沉浸在一个无结构的相反电荷的背景创建的抗衡离子（聚合物单组分等离子体）和抗衡离子沉浸在相反电荷的背景创建的聚合物链（硬核单组分等离子体）。我们计算的聚合物单组分等离子体的过剩自由能的框架中的修正的随机相位近似，而一个贡献的电荷密度起伏的中和背景下，我们评估在高斯近似的水平。我们表明，我们的理论是在一个很好的协议与Monte-Carlo和MD模拟的结果，在很宽的范围内的临界点以上的单体浓度的液-液相分离和渗透压的临界参数，分别。
2015-08-03 cond-mat.soft
Double Helical Conformation and Extreme Rigidity in a Rodlike Polyelectrolyte
普遍存在的生物大分子DNA具有约50 nm的轴向刚性持久长度，由其优雅的双螺旋结构驱动。虽然双螺旋和多螺旋结构在自然界中广泛存在，但在合成的非手性大分子中很少发现。在这里，我们描述了一个双螺旋构象在密集带电的芳香族聚酰胺聚（2，2 '-二磺酰基-4，4'-联苯胺酰胺）或PBDT。这种双螺旋大分子代表了已知的最刚性的简单分子结构之一，表现出极高的轴向持久长度（~1微米）。我们目前的X射线衍射，核磁共振光谱，和分子动力学（MD）模拟，揭示和确认的双螺旋构象。这种极端刚性与高电荷密度相结合的发现使人们深入了解了具有高机械模量（~1 GPa）但内部具有液体状离子运动的分子离子复合材料的自组装，并为形成新的一维增强复合材料提供了素材。
2019-02-02 cond-mat.soft
Influence of network topology on the swelling of polyelectrolyte nanogels
众所周知，离子纳米凝胶的溶胀行为取决于它们的交联密度，然而尚不清楚不同的拓扑结构如何影响纳米网络的响应。在这里，我们进行蒙特卡罗模拟，以获得离子纳米凝胶的平衡性质作为盐浓度$C_s$和可电离基团的分数$f$的功能性$z$的交联形成的交联网络中的函数。我们的研究结果表明，低连通性的交联网络导致纳米凝胶颗粒具有较高的溶胀比。我们还证实了盐对纳米凝胶颗粒的去溶胀作用。
2016-03-02 cond-mat.soft
The Effect of Explicit Polar Species on Conformational Behavior of a Single Polyelectrolyte Chain
在这项工作中，我们调查的问题是如何的介电介质的分子性质和聚合物-溶剂介电失配影响的崩溃的一个链在溶液中的耗散粒子动力学模拟装置。首先，我们研究了是否显式处理的电介质作为极性珠，而不是均匀的电介质背景的结果在不同的系统行为。我们表明，极性珠的明确治疗促进链崩溃，即它发生在较小的值的静电强度参数值$λ^2 \sim Q^2/(εkT)$。我们认为，这种行为的主要原因是介电响应实际上是一种集体效应，当电荷彼此接近和/或电荷密度足够高时，“有效”介电常数与体值不同。这意味着，由于与极性物质存在相关的小尺度效应，$λ$的值不具有普遍意义;因此，改变总单位电荷$Q$或温度$kT$不等同于改变$ε$。接下来，我们研究了聚合物链和溶剂的介电常数的差异如何影响崩溃。我们发现，极性链适应较少的溶胀构象在水的制度和崩溃相比，非极性链的情况下，这种行为的可能原因进行了讨论。
2020-11-27 cond-mat.soft
Size Effect of Monovalent Ions on Polyelectrolyte Brushes
South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology（华南软物质科学与技术高等研究院， emergent soft matter 学院，华南理工大学）
用粗粒化分子动力学模拟，研究反离子和共离子尺寸对聚电解质刷结构演变及标度行为的影响，揭示离子尺寸与盐浓度共同作用下聚电解质刷结构响应及非经典标度行为产生机制。
2026-07-07 cond-mat.soft
Buckling, Fluctuations and Collapse in Semiflexible Polyelectrolytes
我们提出了一个系统的统计力学分析的构象性质的刚性链与链内的吸引力，是由于反相关性。我们表明，平均场解对应于一个欧拉样屈曲不稳定性。的构象波动上的屈曲不稳定性的影响进行了调查，首先，定性地，在谐波（"半经典“）理论，然后，系统地，在1/d-扩展，其中d表示嵌入空间的维数。在“半经典”近似下，我们预测波动的影响是将有效持续长度重新归一化为较小的值，但不改变平均场的性质（即，屈曲）行为。然而，基于1/d膨胀，我们得出结论，热波动是导致屈曲行为转变为聚合物坍塌的原因。构建的相图中，一系列的崩溃过渡终止于屈曲不稳定性，发生在一个地方，随着裸的持久性长度的聚合物链的大小，以及与吸引力的潜力的强度和范围而变化。
1999-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of Polyelectrolytes in Poor Solvent
我们提出了在贫溶剂中的带电聚合物的模拟。首先，我们详细研究了稀释浓度范围和不施加扩展约束。详细分析了所得到的项链聚合物构象。我们发现强烈的波动的珍珠数量和它们的大小只导致小签名的形状因子和力的延伸关系。结构因子中的峰与单体密度的比例显示出与良溶剂链相关的不同行为。
2002-08-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Origin of translocation barriers for polyelectrolyte chains
对于带电大分子通过窄孔的单行移位，末端到达孔的关键步骤受到自由能势垒的影响，自由能势垒由链内静电相互作用、离子云和溶剂分子的分布以及链的构象熵的变化引起。所有的影响因素的障碍在易位的初始阶段进行评估，通过使用自洽的场论的离子和耦合的泊松-玻尔兹曼描述，没有径向对称性。屏障被认为是基本上熵，由于构象变化。对于中等和高浓度的盐，障碍的链是定量相当于不带电的自我避免行走。静电效应被证明是增加的自由能垒，但只有轻微的。电离度、静电相互作用强度、盐浓度的降低和溶剂质量都会导致屏障的增加。
2009-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free Solution Electrophoresis of Homopolyelectrolytes
通过计算机模拟研究了单一聚电解质在多价盐溶液中在电场作用下的行为。该链在强电场中展开并平行于电场方向排列，链尺寸呈现S形转变。解折叠电场$E^*$取决于盐浓度，并按$V^{-1/2}$标度，其中$V$是链所占据的椭球体体积。在解折叠过程中，链的电泳迁移率的大小急剧增加。事实上，$E^*$取决于链长提供了一个合理的机制，分离长电荷的均聚物的大小在自由溶液电泳通过展开过渡的球状聚电解质凝聚的多价盐。
2008-08-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-body polyelectrolyte mediated bridging interactions
我们从理论上研究了两体水平上的电子桥相互作用。模型体系由两个大离子和两个带相反电荷的柔性链组成。静电相互作用在Debye-H”uckel水平上处理.该理论的正式水平是由Feynman-Kleinert变分法广义，也包括自相互作用之间的相互作用的非线性部分。变分方程显示出两个解决方案分支对应于{ \sl强}和{ \sl弱}耦合，而链的构象可以描述为{ \sl弱}或{ \sl强配对}。我们调查的参数空间中的大离子之间的有效对相互作用和评论的相关性的桥接相互作用的计算在实验范围内。
2003-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Salt Modulated Structure of Polyelectrolyte-Macroion Complex Fibers
采用链-球胞模型，在基态水平上研究了单根半柔性长链（PE）与多个带相反电荷的球形大离子络合形成的强电荷络合纤维的结构和稳定性.该模型考虑到链弹性以及带电球和链段之间的静电相互作用。使用基于周期性重复的单胞的数值优化方法，我们获得了使总能量最小化的纤维配置。最佳的配置表现出各种螺旋结构的大离子的安排，包括锯齿形，螺线管和串珠串模式。这些结构是由球体之间的吸引力和PE链之间的竞争决定的（这有利于链围绕球体缠绕）、链弯曲和链段之间的静电排斥（这有利于链的解缠），以及相邻球-链复合物之间的相互作用，其可以是吸引的或排斥的，这取决于系统参数，例如中等盐浓度，每个大离子的大离子电荷和链长（连接基大小）。在约生理盐浓度，密集的锯齿形图案被发现是能量上最稳定的参数时，适当的DNA-组蛋白系统在染色质纤维。事实上，发现在该方案中预测的纤维直径为约30 nm，这似乎与在染色质的体外实验中观察到的厚度一致。我们还发现每11nm有5-6个大离子密度，这与染色质的锯齿形或交联模型一致。由于我们的研究主要涉及一个通用的模型，这些研究结果表明，染色质样结构也应该观察到PE-大离子复合物形成的DNA和合成的纳米胶体的相反电荷的解决方案。
2011-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
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
