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Bridging Dynamics of Telechelic Polymers between Solid Surfaces
Macromolecules ( IF 5.5 ) Pub Date : 2018-03-05 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.macromol.7b01517 Hossein Rezvantalab 1 , Ronald G. Larson 1
Macromolecules ( IF 5.5 ) Pub Date : 2018-03-05 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.macromol.7b01517 Hossein Rezvantalab 1 , Ronald G. Larson 1
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We employ Brownian dynamics simulations combined with forward flux sampling and theoretical first-passage time analyses to describe the rates of transitions between loops and bridges of telechelic polymers between solid surfaces representing e.g. latex colloids in the limit that the telechelic stickers bind strongly enough to the surfaces to make free chains very rare. It is shown that the bridge formation rate can be expressed by combining times for two processes, namely, the escape of one end sticker from the narrow-but-deep association well near the colloidal surface and the longer-range motion of the chain end to the other surface inhibited by stretching free energy. We find that when using multibead chains to represent the telechelic polymers, the longer-range motion requires use of a multidimensional first passage time analysis that we borrow from the work of Likhtman and co-workers, which was originally developed to describe polymer end fluctuations in a one-dimensional reptation tube. From these ingredients, we develop analytical expressions for the loop-to-bridge and bridge-to-loop transition rates as functions of the number of beads per polymer, the ratio of gap to the equilibrium chain length, and the end sticker association energy to the colloids/surfaces. We also suggest that a 20-to-1 mapping of Kuhn steps to springs may allow the analysis to be applied to real chains, rendering the analysis applicable to a broad range of industrial and biological processes.
中文翻译:
固体表面之间远螯聚合物的桥连动力学
我们采用布朗动力学模拟,结合正向通量采样和理论上的首次通过时间分析,描述了在代表乳胶胶体的固体表面(例如胶乳胶体)牢固结合的极限情况下,固体表面之间的弹性螯合聚合物的环与桥之间的过渡速率。使自由链变得非常稀有。结果表明,可以通过结合两个过程的时间来表示桥形成速率,即,一个末端标签从胶体表面附近的窄而深的结合处逃逸,以及链末端向另一个表面受到自由能量的束缚。我们发现,当使用多珠链来代表远螯聚合物时,较长距离的运动需要使用我们从Likhtman及其同事的工作中获得的多维首次通过时间分析,该分析最初是为描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。它最初是为了描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。它最初是为了描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。最终的标签将能量关联到胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。最终的标签将能量关联到胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。
更新日期:2018-03-05
中文翻译:
固体表面之间远螯聚合物的桥连动力学
我们采用布朗动力学模拟,结合正向通量采样和理论上的首次通过时间分析,描述了在代表乳胶胶体的固体表面(例如胶乳胶体)牢固结合的极限情况下,固体表面之间的弹性螯合聚合物的环与桥之间的过渡速率。使自由链变得非常稀有。结果表明,可以通过结合两个过程的时间来表示桥形成速率,即,一个末端标签从胶体表面附近的窄而深的结合处逃逸,以及链末端向另一个表面受到自由能量的束缚。我们发现,当使用多珠链来代表远螯聚合物时,较长距离的运动需要使用我们从Likhtman及其同事的工作中获得的多维首次通过时间分析,该分析最初是为描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。它最初是为了描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。它最初是为了描述一维蠕动管中的聚合物末端波动而开发的。从这些成分中,我们开发了环-桥和桥-环过渡速率的解析表达式,该表达式是每种聚合物的珠粒数,间隙与平衡链长度的比率以及端基缔合能的函数。胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。最终的标签将能量关联到胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。最终的标签将能量关联到胶体/表面。我们还建议,将Kuhn步骤与弹簧进行20比1的映射可能会使该分析应用于真实链,从而使该分析适用于广泛的工业和生物过程。