模擬研究高分子經微管道的輸運和分離

《模擬研究高分子經微管道的輸運和分離》是依託浙江大學，由羅孟波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：模擬研究高分子經微管道的輸運和分離
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：羅孟波
• 項目類別：面上項目

項目摘要

模擬高分子鏈經微管道的輸運,研究Rouse和Zimm鏈經管道的移位時間與鏈長、驅動力的標度關係，探索流體動力學作用對標度的影響。研究均聚高分子的輸運規律與鏈與管道相互作用的關係，揭示相互作用改變鏈輸運動力學性質的本質。模擬嵌段高分子和無規共聚高分子在不均勻管道中的輸運，研究實現鏈選擇性通過管道的條件。模擬包含不同結構高分子的多鏈系統在電場力作用下的不均勻微管道輸運，研究管道對高分子鏈的開關作用以及臨界驅動力與鏈結構的關係，提出高效分離鏈的理論方法。研究得到高分子在微管道輸運的各種標度關係，闡明其動力學本質，合理解釋一些實驗結果，探索利用鏈與管道的相互作用分離不同的高分子鏈，提出分離鏈的實驗方法。研究成果有助於研究蛋白質、糖通過生物膜，RNA透過核膜等生命過程，有助於研究DNA的快速分離和檢測，對凝聚態物理的基礎理論研究及生物技術的研究有重要的意義。

結題摘要

本項目主要研究了高分子鏈通過小孔或管道的動力學過程和規律。我們研究了高分子鏈的移位時間與鏈長、驅動力的標度關係，探索了鏈與管道相互作用和流體動力學作用對標度關係的影響，揭示了高分子穿孔動力學依賴於相互作用的物理原理。模擬了均聚高分子和嵌段高分子在人工設計的管道中的輸運，得到了鏈選擇性通過管道的條件，研究了管道對高分子鏈輸運的開關作用，提出了高效分離鏈的理論方法。研究了嵌段高分子通過複合管道的輸運，用自由能輪廓的理論解釋了模擬結果，探索了利用人工複合管道控制高分子鏈的運動。研究了環境，特別是空間中的納米粒子，對高分子穿孔過程的影響，指出了納米粒子影響高分子穿孔的物理原因，得到了新的高分子穿孔規律。本項目的研究成果有助於研究蛋白質、糖通過生物膜，RNA透過核膜等生命過程，有助於研究DNA的快速分離和檢測，對凝聚態物理的基礎理論研究及生物技術的研究有重要的意義。