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La dinámica de un solo polímero en un flujo de corte constante.

D E Smith1, H P Babcock, S Chu

  • 1Department of Physics, Varian Building, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.

Science (New York, N.Y.)
|March 12, 1999
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Los polímeros flexibles individuales en el flujo de cizallamiento muestran una caída, no una transición aguda de estiramiento de la bobina vista en el flujo elongativo. Las tasas de fluctuación aumentan con el número de Weissenberg, lo que indica una dinámica compleja.

Área de la Ciencia:

  • Física de los polímeros Física de los polímeros
  • Reología Reología.
  • Física de la materia blanda Física de la materia blanda

Sus antecedentes:

  • Comprender el comportamiento del polímero en el flujo es crucial para la ciencia de los materiales y la dinámica de fluidos.
  • Los estudios anteriores a menudo se centraban en promedios de conjunto o diferentes tipos de flujo, lo que limita la visión de la dinámica de los polímeros individuales.

Objetivo del estudio:

  • Para observar y cuantificar directamente la dinámica conformacional de polímeros individuales y flexibles bajo un flujo de cizallamiento constante.
  • Para investigar la relación entre la extensión molecular, la velocidad de cizallamiento y los tiempos de relajación del polímero.

Principales métodos:

  • Utilizó microscopía de fluorescencia de vídeo para observar directamente las cadenas de polímeros individuales.

Videos de Experimentos Relacionados

  • Se midió la extensión molecular y se analizaron las distribuciones de probabilidad en función de la velocidad de cizallamiento (gamma;).
  • Polímeros investigados con dos tiempos de relajación distintos (tau).

    • Principales resultados:

    • Se observaron grandes fluctuaciones temporales aperiódicas, indicativas de caídas moleculares de extremo a extremo.
    • No se encontró una transición aguda de estiramiento de la bobina en el flujo de cizallamiento, a diferencia del flujo elongativo.
    • La velocidad de las fluctuaciones de tumbling aumentó con el número de Weissenberg (gamma; tau).

    Conclusiones:

    • Los polímeros flexibles individuales exhiben comportamientos dinámicos distintos en el flujo de cizallamiento en comparación con el flujo elongacional.
    • El tumbling molecular es un factor significativo que influye en la conformación del polímero en el flujo de corte.
    • El número de Weissenberg caracteriza efectivamente la dinámica de la caída de polímeros en este régimen.