나노채널에서 고분자의 분획 분리: 젖음성과 구조의 결합된 영향

나노구멍에서 대분자를 가두는 것은 고분자 분리, 생체분자 필터링 등 다양한 응용을 찾고 있다. 그러나 나노 스케일의 채널에서 고분자의 운동을 조정하는 것은 속도의 비교적 대류 및 확산 성분에 의해 크게 제한된다. 용매와 벽에 대한 고분자의 친화성과 고분자 구조를 활용하여 고분자의 선택적 가두기를 유도하는 메커니즘이 제안된다. 분자량에 기초한 탄화수소의 분별 증류와 유사하게, 흐름에 수직으로 위치한 구멍의 서로 다른 깊이에 있는 고분자 사슬의 채널 젖음성에 따라 분획 분리가 이루어질 수 있는 기술이 제안된다. 고분자 사슬의 특성과 표면 화학 성질에 따라 구멍의 특정 수준에서 고분자의 분리가 예측될 수 있다. 이 행동은 고분자 구조의 차이로 인해 젖음성에 기초한 엔탈피적 가두기와 구조에 기초한 엔트로피적 가두기 사이의 경쟁에 기인한다. 이 연구의 결과는 채널 기하학에 의존하지 않고 고분자의 구조에 기반하여 생체 고분자를 분리하는 새로운 방법을 제안한다. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2016, 54, 2118–2125