بررسي استاتيك و ديناميك پليمر نيمه‌انعطاف‌پذير محدود‌شده در نانوشكاف

در اين مقاله استاتيك و ديناميك پليمر نيمه‌انعطاف‌پذير محدودشده در نانوشكاف با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي مورد بررسي قرار مي گيرد. روابط انرژي آزاد ميانگين (F) و شعاع ژيراسيون (Rg) بر حسب طول پليمر (N)، درجه‌ي محدوديت (D)و طول ايستايي (P) در رژيم اديك (غير خود اجتناب) مطالعه مي شوند. رژيم اديك رژيمي با محدوديت نسبتا قوي با درجه‌ي محدوديت w D 2P است، كه در اينجا w قطر موثر پليمر است. نتايج شبيه سازي ما براي طول هاي ايستايي بلند تطابق خوبي با نظريه اديك دارد، اما براي طول هاي ايستايي كوچك رفتار پليمر با نظريه دوژن براي پليمر نيمه انعطاف پذير مطابقت دارد. طول ايستايي آستانه براي تغيير رفتار نيز با نظريه هاي موجود قابل توصيف است. در نظريه اديك، شعاع ژيراسيون با درجه‌ي محدوديت رابطه اي ندارد ولي با طول ايستايي به صورت Rg~P^1/4 توصيف مي شود. در شبيه سازي نيز عدم وابستگي شعاع ژيراسيون به درجه محدوديت و رابطه آن با طول ايستايي به نماي نزديك 0.25 مشاهده مي شود. كميت ديناميكي مورد علاقه در اين مسئله زمان خروج پليمر از محدوديت از طريق يك نانوحفره است. رابطه زمان خروج با پارامترهاي سيستم به صورتt~ F^-1~ P^1/3D^2/3 است. در طول ايستايي‌هاي بزرگ زمان خروج با درجه محدوديت طبق نظريه رفتار مي كند ولي در طول ايستايي‌هاي كوچكتر رفتار متفاوتي مشاهده مي شود. از مجموع شبيه سازي ها نتيجه مي شود كه با افزايش درجه محدوديت، نتايج شبيه سازي براي زمان خروج بر حسب طول ايستايي به نظريه نزديك مي شود.