Modelagem Computacional das Mudanças Estruturais Induzidas pela Temperatura do Poli(N-isopropilacrilamida) Anexado com a Teoria de Campo Auto-consistente

Modelamos os efeitos da temperatura, grau de polimerização e cobertura de superfície na estrutura de equilíbrio das cadeias de poli(N-isopropilacrilamida) anexadas imersas em água. Utilizamos uma teoria de campo auto-consistente numérica onde o diagrama de fase experimental foi usado como entrada para a teoria. Em temperaturas baixas, os perfis de composição são aproximadamente parabólicos e se estendem para o solvente. Em contraste, a temperaturas acima do LCST da solução em massa, os perfis do polímero estão colapsados perto da superfície. A espessura da camada e a fração de monômero efetiva dentro da camada sofrem o que parece ser uma mudança de primeira ordem em uma temperatura que depende da cobertura de superfície e do comprimento da cadeia. Nossos resultados sugerem que, como resultado da restrição da ligação, o diagrama de fase se torna distorcido em relação à solução de polímero em massa e exibe comportamento de laço fechado. Como consequência, encontramos que a magnitude relativa da mudança da espessura da camada a 20 e 40 °C é uma função não monótona da cobertura de superfície, com um máximo que se desloca para coberturas de superfície mais baixas à medida que o comprimento da cadeia aumenta, em concordância qualitativa com o experimento.