Modeling Gel Swelling Equilibrium in the Mean Field: From Explicit to Poisson-Boltzmann Models.
Modeling Gel Swelling Equilibrium in the Mean Field: From Explicit to Poisson-Boltzmann Models.
复制标题
平均场中的凝胶溶胀平衡建模：从显式模型到泊松-玻尔兹曼模型
DOI：
10.1103/physrevlett.122.208002
复制
发表时间：
2019
影响因子：
8.6
通讯作者：
Christian Holm
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jonas Landsgesell;David Sean;Patrick Kreissl;Kai Szuttor;Christian Holm
我们本着细胞模型方法的精神，开发了一种用于浸入电解质溶液中的带电大凝胶的双平均场理论。我们首先证明，如果适当选择几何形状并且准确地合并所有压力贡献，则对电池中的单个显式粗粒带电聚合物进行平衡采样可以准确预测溶胀平衡。然后，我们用适当建模的可穿透带电杆替换显式柔性链，这使我们能够计算泊松-玻尔兹曼近似内的所有压力项。与带电大凝胶的粗粒度分子动力学模拟相比，该模型尽管计算成本低，但在不同链长、聚合物电荷分数和外部储库盐浓度下，可以对溶胀平衡进行出色的预测。我们将该模型扩展到敏感凝胶的实验相关案例。
We develop a double mean-field theory for charged macrogels immersed in electrolyte solutions in the spirit of the cell model approach. We first demonstrate that the equilibrium sampling of a single explicit coarse-grained charged polymer in a cell yields accurate predictions of the swelling equilibrium if the geometry is suitably chosen and all pressure contributions have been incorporated accurately. We then replace the explicit flexible chain by a suitably modeled penetrable charged rod that allows us to compute all pressure terms within the Poisson-Boltzmann approximation. This model, albeit computationally cheap, yields excellent predictions of swelling equilibria under varying chain length, polymer charge fraction, and external reservoir salt concentrations when compared to coarse-grained molecular dynamics simulations of charged macrogels. We present an extension of the model to the experimentally relevant cases of-sensitive gels.
登录
查看更多内容
带电水凝胶的溶胀行为
影响因子：
--
作者：
B. Mann;K. Kremer;Christian Holm
通讯作者：
Christian Holm
影响因子：
5.5
作者：
Deserno, M;Holm, C;May, S
通讯作者：
May, S
影响因子：
2
作者：
NINHAM, BW;PARSEGIAN, VA
通讯作者：
PARSEGIAN, VA
影响因子：
2.8
作者：
Weik, Florian;Weeber, Rudolf;Holm, Christian
通讯作者：
Holm, Christian
带电层状胶体分散体的 Wigner-Seitz 模型
影响因子：
2.4
作者：
E. Trizac;J. Hansen
通讯作者：
J. Hansen