弱电场驱动下高分子链在周期管道内输运的模拟研究

摘要 采用Langevin动力学方法模拟研究了弱电场驱动下高分子链在无限长周期管道中的输运过程.管道由长度相等的α和β两部分周期排列而成，其中高分子链与α管道间存在相互吸引作用，而与β管道间存在纯排斥作用.模拟结果表明，高分子链在输运过程中存在明显的受限阶段，其逃离受限的方式与管道宽度有关且满足不同的规律.对于窄管道，高分子链在输运过程中呈直线伸展构型且运动具有"蛇爬行"特征.高分子链逃离受限过程伴随着整条链的运动，从而导致迁移率随高分子链长呈周期变化，而且在迁移率极值位置，高分子链投影长度与管道半周期之间存在简单的整数倍关系.对于宽管道，高分子链在输运过程中出现弯折构型且运动具有"蠕虫运动"特征.当链长比较长时，高分子链可通过链前端部分的伸长逃离受限，从而导致迁移率与高分子链长度无关.模拟结果可能有助于利用周期管道对不同长度的高分子链进行分离及可控输运