PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Macromolecules· 2026Q1

Nanopartikül Dönel ve Öteleme Difüzyonunun Dolaşıklanmamış Polimer Erimeclerindeki Polimer Gevşeme Modlarına Diferansiyel Eşleşmesi

Differential Coupling of Nanoparticle Translational and Rotational Diffusion to Polymer Relaxation Modes in Unentangled Polymer Melts

Yang Zhang, Shiwei Sun, Xiangbao Wang, Xiuying Zhao ve diğerleri

Kısa özet

Polimer erimeclerindeki nanopartikül (NP) difüzyonu, Stokes-Einstein ilişkilerini, karakteristik uzunluktan daha küçük NP çapları için bozar; öteleme difüzyonu polimer zincir boyutuna, dönel difüzyon ise kontur uzunluğuna bağlıdır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Stokes-Einstein ilişkileri, polimer erimeclerindeki nanopartikül çapları karakteristik uzunluklardan küçük olduğunda başarısız olur.
  • Öteleme difüzyonu polimer zincir boyutu (lcT ~ ⟨Ree2⟩1/2'nin birkaç katı) ile, dönel difüzyon ise polimer kontur uzunluğu (lcR ~ 80Nl0) ile yönetilir.
  • Dönel difüzyon, öteleme difüzyonuna göre makroskopik viskoziteye daha az güçlü bir şekilde eşleşir.
  • Nanopartikül-polimer etkileşimi ve NP yüzey boncuk yoğunluğu bu diferansiyel eşleşmeyi modüle eder.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract The diffusion of spherical nanoparticles (NPs) in unentangled polymer melts is investigated using coarse-grained molecular dynamics simulations. We show that for both translational and rotational diffusion, when the NP diameter d is smaller than a characteristic length lc, the continuum Stokes–Einstein (SE) and Stokes–Einstein–Debye (SED) relations, based on macroscopic viscosity, break down and substantially underestimate the diffusion coefficients. For translational diffusion, the polymer chain size ⟨Ree2〉1/2 defines the relevant length scale, with the characteristic size lcT being a few times ⟨Ree2〉1/2; the SE relation accurately describes the translational diffusion coefficient DT when d>lcT. In contrast, the polymer contour length Nl0 serves as the relevant length scale for rotational diffusion. Recovery of the SED relation is not observed within the simulated NP size range, while extrapolation of the fitted relation to a 90% recovery criterion yields a characteristic recovery length of lcR∼80Nl0, substantially larger than lcT. Analysis of the dynamical coupling between NP motion and polymer relaxation modes reveals that translational and rotational motion exhibits differential coupling behaviors, with rotational diffusion being less strongly coupled to the macroscopic viscosity of the polymer melts. Furthermore, this differential coupling can be modulated by NP–polymer affinity and NP surface bead density. Our findings provide fundamental insights into the mechanisms governing NP dynamics in polymer melts.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Macromolecules, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Kimyası

Materials ChemistryMaterials Science