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
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
Simulations of Polyelectrolyte Adsorption to a Dielectric Like-Charged Surface
我们探索，使用最近发展起来的有效的蒙特卡罗模拟方法，与一个带相同电荷的电介质表面的阴离子的双金属溶液的相互作用。除了聚离子之外，溶液还含有具有单价、二价或三价抗衡离子的盐。在最近的实验观察，我们发现，多价抗衡离子可以导致强吸附的聚离子到表面上。另一方面，添加1：1电解质减少了由多价抗衡离子引起的吸附。在界面处的介电不连续性被发现在聚离子吸附中仅起边缘作用。
2018-01-11 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
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
Charged surface in salty water with multivalent ions: Giant inversion of charge
被认为是带相反电荷的胶体颗粒，胶束，或短的聚电解质的强电荷的大离子的筛选。由于强的横向排斥，这样的多价抗衡离子在大离子的表面形成强关联液体。该液体提供多价抗衡离子对大离子表面的相关诱导吸引。因此，即使溶液中中等浓度的多价抗衡离子也会使净大离子电荷的符号反转。我们发现，在高浓度的一价盐的反转电荷的绝对值可以大于裸的。这种巨大的电荷反转可以在电泳中观察到。
1999-12-27 cond-mat.soft
Bending rigidity of stiff polyelectrolyte chains: Single chain and a bundle of multichains
我们研究了高电荷刚性聚电解质的弯曲刚度，为一个单一的链和许多链形成一个束。一个理论的发展，占竞争性结合的抗衡离子和电荷之间的相互作用，软化聚乙烯（PE）链。即使是一个小浓度的多价抗衡离子的存在下，导致显着减少的弯曲刚度的链，名义上是由它们的骨干电荷之间的排斥硬化。作为$f_{0}$（链上带电单体的分数）的函数的弯曲刚度的变化不表现出简单的标度行为;它随着$f_{0}$的增加而增长，低于$f_{0}$的临界值。然而，超过临界值，链随着$f_{0}$的增加而变得更软。弯曲刚度也表现出有趣的依赖于多价抗衡$n_{2}$的浓度;对于高电荷的PE，弯曲刚度随着$n_2$从零开始增加而降低，而随着$n_{2}$的增加而增加，超过$n_{2}$的一定值。当主链形成$N$ -环缩合物（例如，由链的$N$匝（缠绕）形成的环形束），环间耦合进一步软化凝聚物，导致凝聚物的弯曲自由能，其对于大的$N$按$N$缩放。
2003-12-12 cond-mat.soft
Screening of a charged particle by multivalent counterions in salty water: Giant charge inversion
被认为是一个大离子，如带电的固体颗粒，带电的膜，双螺旋DNA或肌动蛋白的多价抗衡离子的筛选。小的胶体颗粒、带电胶束、短或长的聚电解质都可以起到多价抗衡离子的作用。由于在大离子表面的强横向排斥，这样的多价抗衡离子形成强关联液体，具有类似于Wigner晶体的短程有序。这些相关性产生了多价抗衡离子与大离子表面的额外结合，结合能大于$k_BT$。因此，即使对于溶液中中等浓度的多价抗衡离子，它们在大离子表面的总电荷在绝对值上也超过裸大离子电荷。因此，大离子的净电荷反转其符号。在高浓度的一价盐存在下，反转电荷的绝对值可以大于裸电荷。这种巨大的电荷反转可以通过电泳或直接计数多价反离子来观察。
2000-05-15 cond-mat.soft
Multivalent cation induced attraction of anionic polymers by like-charged pores
基于纳米孔的聚合物传感器件的效率取决于带负电荷的孔对阴离子聚电解质的快速捕获。这需要消除与排斥性聚合物-孔相互作用相关的静电势垒。我们开发了一个相关校正的理论表明，聚合物所经历的障碍，可以有效地克服通过添加到电解质溶液中的多价阳离子。阳离子吸附到孔中增强了孔介质相对于本体储层的筛选能力，这转化为对聚合物的吸引力。超过一个临界的多价阳离子浓度，这种相关性引起的吸引力克服了静电势垒，并触发了吸附的聚合物的电荷相同的孔。结果表明，一价盐抑制了同电荷聚合物-孔吸引，但膜电荷强度和孔限制增强了同电荷聚合物-孔吸引。我们的预测可以提供增强的控制易位实验中的聚合物运动。
2017-07-03 cond-mat.soft
Adsorption of polyelectrolytes in the presence of varying dielectric discontinuity between solution and substrate
本研究通过粗粒化分子动力学模拟，探究水溶液与基底介电不连续性下聚电解质与不带电基底的相互作用，揭示盐条件、基底介电常数对吸附的影响，发现弱带电聚电解质在高盐下可形成单层。
2024-12-01 cond-mat.soft
Polyelectrolytes in Multivalent Salt Solutions under the Action of DC Electric Fields
采用分子动力学模拟方法研究了聚电解质在电场作用下在四价盐溶液中的构象和电泳性质。链构象被发现有一个敏感的依赖盐浓度$C_s$。随着$C_s$的增加，链首先收缩为球状结构，随后在临界浓度$C_s^*$以上再膨胀。外加电场可以进一步改变链构象。如果场强$E$大于临界值$E^*$，则链被拉长。通过对极化能和链展开起始点的研究，分别用两个估计量$E_{I}^*$和$E_{II}^*$证明了$E^*$是$C_s$的函数。链的电泳迁移率强烈地依赖于$C_s$，并且当$E> E_{II}^*$时，伴随着链的解折叠，其幅度显著增加。我们研究了电场对凝聚态离子分布的影响，并讨论了电场对凝聚态离子分布的影响与分子链形态和迁移率变化的关系。最后，通过改变链长$N$来研究$E^*$。拐点被用作第三估计量$E_{III}^*$。$E_{III}^*$在$C_s=0.0$和$C_s^*$上分别标度为$N^{-0.63(4)}$和$N^{-0.76(2)}$。$E_{II}^*$遵循与$E_{III}^*$相似的比例律，但当$N$较小时，在$C_s=C_s^*$处出现交叉。$E_{I}^*$估计器不能预测临界场，这是由于将临界极化能量过度简化为热能。我们的研究结果提供了有价值的信息，以了解电动力学的PE解决方案在分子水平上，并可能有助于在微/纳米流体应用。
2011-08-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Equilibrium Bundle Size of Rodlike Polyelectrolytes with Counterion-Induced Attractive Interactions
多价反离子可以诱导电荷相同的棒状聚电解质之间的有效吸引，导致形成聚电解质束。在本文中，我们使用一个简单的模型，其中的聚电解质（假设是成对添加剂）之间的吸引力被唯象处理的平衡束的大小计算。如果反离子是点状的，它们几乎完全中和了束的电荷，平衡束的大小发散。然而，当抗衡离子较大时，空间和短程静电相互作用阻止束的电荷中和，从而迫使平衡束的尺寸是有限的。我们还考虑了增加束中每个棒的最近邻的数目会使棒之间的吸引力相互作用受挫的可能性。这样的挫折导致有限大小的束的形成，以及，即使当抗衡离子很小。
2004-12-03 cond-mat.soft
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 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
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
Interaction of Proteins with Polyelectrolytes: A Comparison between Theory and Experiment
我们讨论了最近的调查与蛋白质的聚电解质的相互作用。特别是，我们回顾了我们最近的研究，简单的蛋白质，如人血清白蛋白（HSA）或溶菌酶与线性聚电解质，带电树枝状聚合物，带电网络，刷的相互作用。在这里讨论的所有情况下，我们结合实验工作与分子动力学（MD）模拟和平均场论。特别是，等温滴定量热法（ITC）已被用来获得各自的结合常数Kb和结合的吉布斯自由能。MD-模拟明确的抗衡离子，但隐含的水表明，抗衡离子的释放是主要的驱动力，为蛋白质的结合带强电荷的聚电解质：补丁的正电荷位于表面的蛋白质成为一个多价的抗衡离子的抗衡离子，从而释放出大量的抗衡离子上凝聚的。由于反离子释放的结合吉布斯自由能的预测标度与系统中的盐浓度的对数，这是通过模拟和实验验证。在几种情况下，即蛋白质与线性聚电解质和高度带电的亲水性树枝状聚合物的相互作用，结合常数可以从模拟计算在非常好的近似。这一发现表明，在这些情况下，明确的水化效应不有助于结合的吉布斯自由能。吉布斯自由能也可以用于预测蛋白质吸收的动力学微凝胶对于一个给定的系统，通过应用动态密度泛函理论。
2018-10-08 cond-mat.soft
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
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
Stick-release pattern in stretching single condensed polyelectrolyte toroids
利用Langevin动力学方法模拟了单分子半柔性聚电解质在外力作用下的弹性响应，模拟了光镊对DNA分子的拉伸。线性链被多价反离子凝聚成环状。力-伸长曲线呈现出一系列锯齿状结构，实验中称之为释棒模式。我们证明，这些模式是环的环状结构的环展开的后果。此外，动力学，如何链的内部结构变化，在张力下，进行了检查。在拉伸的第一阶段，环形凝聚体减小其尺寸，直到环形中的第一个环损失，然后在展开过程的其余部分围绕该尺寸振荡。当圆环链松开一个环时，圆环的法向量被拉向拉力方向，并反复摆回其早期方向。结果提供了新的和有价值的信息有关的弹性和盐凝聚的DNA分子被拉伸的微观结构和动力学途径。
2009-03-03 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
On the molecular mechanism of surface charge amplification and related phenomena at aqueous polyelectrolyte-graphene interfaces
在这篇文章中，我们举例说明了最近报道的一种新现象，即表面电荷放大（SCA）（最初被称为过充电（OC））。和Lozada-Cassou M. J. Phys. Chem. B，2004，108，7286]，通过电解质水溶液的分子动力学模拟，该电解质水溶液涉及与带电石墨烯壁接触的多价阳离子和短链聚苯乙烯磺酸锂的存在，其中溶剂水用现实分子模型明确描述。我们表明，SCA在这些系统中的发生，在原始模型中观察到的相反，既不涉及接触共吸附的带负电荷的大离子，也不涉及二价阳离子的大尺寸和电荷不对称的情况下，所需的隐式溶剂。事实上，SCA现象围绕着具有平均偶极取向的水（相对于水合离子）的优先吸附，使得水的氢和氧位点的电荷在表面电荷密度的有限范围内诱导放大而不是屏蔽带正电的石墨烯表面。
2012-02-20 cond-mat.soft
Attractive Interactions Between Rod-like Polyelectrolytes: Polarization, Crystallization, and Packing
我们研究了溶液中多价反离子存在下棒状带电聚合物之间的吸引相互作用。凝聚到棒的抗衡离子表现出强烈的横向极化和纵向结晶排列。在短距离杆之间，凝聚的抗衡离子的分数增加，其中大部分占据杆之间的区域，在那里它们通过将自己排列成堆积结构来最小化它们的排斥相互作用。吸引力的相互作用是最强的多价抗衡离子。我们的模型考虑了凝聚态反离子的硬核体积和它们在棒周围的角分布。硬核约束强烈抑制纵向电荷波动。
1999-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective macroion charge and stability of highly asymmetric electrolytes at various salt conditions
我们研究了高度不对称电解质不稳定的静电机制。为此，我们进行原始模型蒙特卡罗模拟的带电大离子浸没在多价盐溶液。在低盐浓度下，由于多价反离子吸附，大离子有效电荷减少。在高盐浓度下，大离子变得过充电，使得它们的表观电荷具有与化学计量电荷相反的符号。随着盐度的进一步增加，反向电荷逐渐增长到饱和值。该系统在低盐浓度和极高盐浓度下保持稳定。在中间区域，接近宏离子等电点，我们观察到宏离子聚集。所得到的相行为非常类似于聚电解质引起的胶体分散体的不稳定性。
2003-04-25 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
Theoretical and computational analysis of the electrophoretic polymer mobility inversion induced by charge correlations
电泳（EP）迁移率反转是多价盐溶液中强电荷大分子的常见现象。这种奇怪的效果发生，例如，当带电荷的聚合物如DNA吸附过量的抗衡离子时，抗衡离子修饰的表面电荷反转其符号，导致由外部电场驱动的聚合物漂移反转。为了表征这种看似违反直觉的现象，不能被捕获的静电平均场论，我们在这里适应一个以前开发的强耦合穿着泊松-玻尔兹曼方法的圆柱形几何形状的聚电解质-盐系统。在此框架内的形式主义，我们推导出一个分析的聚合物迁移率公式打扮的电荷相关性。在定性协议与聚合物的传输实验，这个流动性公式预测，一价盐的增量，多价的counterboundarency的减少，和背景溶剂的介电常数的增加，抑制电荷相关性，并增加EP迁移率反转所需的多价体counterboundarency浓度。粗粒度的分子动力学模拟证实了这些结果，显示了多价反离子如何在稀浓度下诱导迁移率反转，并在大浓度下抑制反转效应。这种重入的行为，以前观察到的聚合物溶液中带相同电荷的聚合物的聚集，要求验证聚合物传输实验。
2022-12-05 cond-mat.soft
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
Strong coupling electrostatic theory of polymer counterions close to planar charges
强耦合现象，如带相同电荷的大离子吸引、带相反电荷的大离子排斥、电荷重整化或电荷反转，已知是由多价抗衡离子介导的。大多数理论将抗衡离子视为点电荷，并通过测量库仑相互作用强度的单个耦合参数来描述系统。在许多生物系统中，抗衡离子是高度带电的，并且具有有限的尺寸，并且可以通过聚电解质很好地描述。这些聚合物抗衡离子的形状和取向在这些系统的热力学中起着重要作用。在这项工作中，我们应用场理论描述的强耦合制度的聚电解质。我们计算了棒状聚合物反离子分别被一个和两个带电壁限制的特殊情况。讨论了棒状抗衡离子的几何形状和壁面排斥体积对棒状抗衡离子的密度、压强和自由能的影响。
2015-11-11 cond-mat.soft
Complex Formation between Polyelectrolytes and Oppositely Charged Oligoelectrolytes
我们用计算机模拟的方法研究了一个长的聚阴离子链和多个短的寡聚阳离子链之间形成复合物的过程。我们采用了一个粗粒度的珠弹簧模型的双链，模型明确的小盐离子。我们系统地改变寡阳离子的浓度和长度，并研究寡阳离子如何影响链构象，静态结构因子，各种带电物种的径向和轴向分布，以及复合物中束缚离子的数量。在低寡阳离子浓度下，聚阴离子具有延伸结构。当寡聚阳离子浓度增加时，聚阴离子链塌陷并形成紧凑的小球，但复合物仍然携带净负电荷。一旦寡聚阳离子的总电荷等于聚阴离子的总电荷，塌缩停止并被缓慢的膨胀所取代。在这种情况下，复合物上的净电荷是正的或中性的，这取决于溶液中的微离子浓度。这种膨胀可以用寡阳离子桥的减少来解释。我们发现，该复合物的行为和结构在很大程度上是独立的寡阳离子的长度，和非常相似的观察时，取代寡阳离子的多价盐阳离子，并得出结论，保持复合物在一起的主要驱动力是一价抗衡离子和共离子的释放。我们推测这一发现的问题，控制寡电解质释放和寡电解质替代的影响。
2016-04-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Ground state structure and interactions between dimeric 2D Wigner crystals
本文用计算机模拟的方法研究了两个二维维格纳晶体在中性带电板上的基态有序和相互作用。我们考虑由（i）点状电荷和（ii）带电二聚体形成的晶体，这些晶体模拟了细长多价离子对带电表面的屏蔽，如非球面球状蛋白质、带电树枝状聚合物或短硬聚电解质。这两个系统，与点状和二聚体离子，显示五个不同的晶相上增加层间距离。除了改变双分子层内的平移顺序外，二聚体系统中的相变的特征在于改变离子的取向顺序。
2006-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple Model for Attraction between Like-Charged Polyions
我们提出了一个简单的模型的外观之间的吸引力的可能机制，像带电的聚离子内的一个无水溶液。发现这种吸引是短程的，并且只存在于多价反离子的存在下。吸引力是由每个聚离子周围的反离子凝聚层中的相关性产生的，并且只有当凝聚的反离子的数量超过阈值$ n > Z/2 α$时才会出现，其中$α$是反离子的价态，$Z$是聚离子的电荷。
1999-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic properties of a simple model of like-charged attracting rods
我们研究了一个简单的模型的热力学性质的可能机制之间的吸引力一样，带电棒状聚离子内的一个无水溶液。我们考虑两个聚离子在平行的平面上，每个$Z$电荷，在含有多价抗衡离子的价$α$的解决方案。该模型是精确求解$Z \le 13$的一般角$θ$之间的杆，并假设$n$抗衡离子凝聚在每个聚离子。自由能有两个最小值，一个在$θ=0$（平行杆），另一个在$θ=π/2$（垂直杆）。一般来说，在聚离子中心之间的小距离处产生吸引力的情况下，垂直构型在大距离处具有最低的自由能，而在小距离处平行构型使模型的自由能最小化。然而，在低温下，观察到的重入行为，这样的垂直配置是大的和小的距离的全局最小值，而平行配置在中间距离的自由能最小化。
2001-03-28 cond-mat.soft
