蠕虫状链进入微孔时所要克服的自由能壁垒
作者单位：苏州大学材料与化学化工学部
会议名称：《中国化学会2014年大分子体系理论、模拟与计算研讨会》
会议日期：2014年
学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学]
基 金：国家自然科学基金青年基金(项目编号:21204061) 江苏省自然科学基金青年基金(项目编号:BK2012185)资助
关 键 词：蠕虫状链 受限自由能 体积作用 体积排除色谱 纳米孔
摘 要：我们利用蒙特卡洛模拟和基于自由溶液构象的受限情形分析(Confinement Analysis from Bulk Structures,CABS)方法[1,2],对平行板、方形管道和圆柱形管道三种受限空间的几何结构,计算了包含体积作用(excluded volume effect)的蠕虫状链(wormlike chain)由自由稀溶液进入受限空间时所要克服的自由能壁垒(即受限自由能),并考察了蠕虫状链的轮廓长度和持久长度对其受限自由能的影响。为了引入体积作用,我们将经典的蠕虫状链模型离散化为密切刚性小球(wormlike osculating hard-sphere model)模型[3,4],该模型包含三个参数:小球的直径、小球的数目和高分子链的持久长度;由前两者可以得到高分子的轮廓长度L。以圆柱形管道的结果为例,我们发现:在对应高分子的体积排除色谱分离[2]的弱受限情形下(即