稀薄溶液中聚電解質的有效電荷---實驗與分子模擬; Effective Charges of Polyelectrolytes in a Dilute Solution---Experiments and Molecular Simulations

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Title:	稀薄溶液中聚電解質的有效電荷---實驗與分子模擬;Effective Charges of Polyelectrolytes in a Dilute Solution---Experiments and Molecular Simulations
Authors:	曹?光
Contributors:	化學工程與材料工程學系
Keywords:	化學工程類
Date:	2007-07-01
Issue Date:	2010-12-21 16:19:30 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	《聚電解質》是單體上含有電解質特性官能基的高分子。在水中這些官能基可解離出反離子，而使得高分子的骨幹攜帶電荷，形成帶電的高分子。人工合成與天然的聚電解質已被廣泛地使用在各種應用；典型的人工合成聚電解質有磺酸鈉聚苯乙烯，而著名的天然聚電解質則有去氧核醣核酸。ㄧ般而言，合成聚電解質常被應用於調解膠體的穩定性與溶液的黏性，而天然聚電解質則在生物系統中具有重要的生物功能。雖然聚電解質已有如此多的應用與功能，但我們仍視不含鹽的電解質溶液為最難的物理問題之ㄧ，這是因為長距離的靜電作用與聚電解質的幾何結構互相耦合影響。當聚電解質溶於水中，反離子不會均勻的分佈在溶液中，反而是累積在具有相反電荷的聚電解質附近。這是反離子移動亂度與庫倫靜電吸引兩者競爭的結果。雖然聚電解質原則上已解離出Z 個反離子，帶電高分子與其週遭的反離子可視為一個帶有《有效電荷》(Z)的個體。在高電荷密度的狀況下，例如去氧核醣核酸，有效電荷常遠小於原始電荷，Z << Z。若以反離子解離度(α)的概念來表示，則為α = Z.? / Z。通常研究者採取直覺上簡單的雙態模式來探討聚電解質溶液的行為，即反離子不是處於自由的狀態(與ㄧ般電解質溶液相同)，就是吸附(凝解)在高分子的表面上。但在真實情形中，反離子是呈現連續的濃度分佈而非截然不同的兩態。此外，有效電荷常因實驗量測方法的不同而不同，這是因為量測性質(包含輸送性質與熱力性質)與有效電荷之間的關係取決於所採用的理論模式。本三年期的研究計畫將包含數個問題的探討：(ㄧ)築基於反離子的化學位勢，以《離子選擇電極》直接決定有效電荷；(二)以簡單而直接的實驗結果檢驗以《輸送性質》所求得的有效電荷，兩者是否相等；(三)從無鹽的聚電解質溶液，進ㄧ步研究加鹽(單價和多價)的聚電解質溶液行為； (四)簡化模型的分子模擬；(五)真實原子模型的分子模擬(分子動態法)。研究期間：9508 ~ 9607
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
Appears in Collections:	[Department of Chemical and Materials Engineering] Research Project

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