رفتار شبه لاستیک اما متفاوت از آن

مطالعات تجربی و عددی رفتار پلیمرها در محلول‌های غلیظ در مسیر بسیار جذاب و فعال تحقیقات امروزی قرار دارد. در گذشته، چرایی رفتار خاص برگشت پذیر مواد لاستیکی درک گردیده است. مشخصه متمایز این سامانه‌ها زنجیرهای بلندی است که تمایل به نفوذ در همدیگر را دارند بطوریکه منجر به درهم بافتگی انتهای زنجیر آنها شده است. این امر منجر به تشکیل باندهای مستحکم و بازگشت پذیری کانفورماسیون آنها به حالت اولیه بعد از کشش می‌گردد.

رفتار محلول‌های پرچگال پلیمرهای حلقوی مانند پلیمرهای تشکیل شده از شبه حلقه‌های نزدیک هم و بدون انتهای زنجیر، بسیار متفاوت است. آنجل روسا، تئوریسین فیزیک در مدرسه بین المللی مطالعات پیشرفته (SISSA) در ایتالیا و رالف اوراریز از مرکز تحقیقات ENS lyon فرانسه روشی عددی برای مطالعه این مواد ابداع کرده‌اند که در آینده امکان بکارگیری آن در زمینه‌های بیولوژیکی وجود خواهد داشت.

به گفته روسا: “پلیمرهای حلقوی فاقد انتهای زنجیر هستند بنابراین، محلول این پلیمرها توانایی درهم بافتگی و برقراری پیوند همچون پلیمرهای معمول خطی ر

ا نخواهند داشت. این امر سبب رفتار متفاوت آنها از پلیمرهای خطی می شود. بنابراین ما می‌خواهیم فیزیک چنین محلول‌های خاص را درک کنیم و به این منظور چندین مدل از پلیمرهای حلقوی که اجازه پیش بینی رفتارشان را به ما می‌دهند ایجاد کرده و با شبیه سازی‌های اولیه از طریق روش‌های مختلف مقایسه کردیم. نتایج یافته‌های ما را تایید کرد.”

این محققان افزودند: “نکته بسیار جالب مطالعه ما کاهش قابل توجه زمان آنالیز یا بعبارت بهتر، پر بازدهی روش بوده است”.  ایشان متوجه شدند که این مواد در مقایسه با محلول‌های پرچگال پلیمرهای خطی که پایه مواد شناخته شده ویسکو الاستیک مانند لاستیک‌ها هستند، شکننده‌تر هستند. زیرا درهم بافتگی پلیمرهای حلقوی بسیار اندک بوده و همواره به صورت توپولوژیکی درون یک ناحیه محدود قرار دارند.

روسا و اواریز نشان دادند که آنان این توانایی را خواهند داشت که نتایج مطالعات خود را در زمینه بیولوژی بکار بگیرند. روسا اشاره کرد: “ما فکر می‌کنیم استفاده از مدل پلیمرهای حلقوی در درک حل شدن کروموزوم‌ها درون هسته‌های سلولی بسیار مناسب است.” کروموزوم ها با اینکه پلیمرهایی حلقوی نیستند ولی رفتاری شبیه آنها دارند و به صورت توپولوژیکی در هندسه‌ای محدود از سایر کروموزوم‌های حل شده در سیتوپلاسم قرار دارند.