Conformational properties of polymers in anisotropic environments

Abstract

We analyze the conformational properties of polymer macromolecules in solutions in presence of extended structural obstacles of (fractal) dimension ϵd causing the anisotropy of environment. Applying the pruned-enriched Rosenbluth method (PERM), we obtain numerical estimates for scaling exponents and universal shape parameters of polymers in such environments for a wide range 0<ϵd<2 in space dimension d=3. An analytical description of the model is developed within the des Cloizeaux direct polymer renormalization scheme. Both numerical and analytical studies qualitatively confirm the existence of two characteristic length scales of polymer chain in directions parallel and perpendicular to the extended defects.

Проаналiзовано конформацiйнi властивостi полiмерних макромолекул у розчинах в присутностi протяжних структурних домiшок (фрактальної) вимiрностi εd , що спричиняють просторову анiзотропiю. Застосовуючи збiднено-збагачений алгоритм Розенблюта (PERM), отримано чисельнi оцiнки для скейлiнгових показникiв та унiверсальних характеристик форми полiмерiв у таких середовищах у широкому спектрi 0 < εd < 2 при вимiрностi простору d = 3. Аналiтичний опис моделi розвинено в рамках пiдходу прямого полiмерного перенормування де Клуазо. Як чисельнi, так i аналiтичнi дослiдження пiдтверджують iснування двох характеристичних масштабiв довжини полiмерного ланцюжка в паралельному та перпендикулярному напрямках до протяжних дефектiв.