报告主题：孔隙薄膜在生物高分子电泳分离的应用

报告人：乔乐（美因茨大学）

报告时间：2024年11月12日上午10:00

报告地点：广州国际校区C3-c204

邀请人：周嘉嘉 教授

主办单位：前沿软物质学院

报告摘要:

　　在本次报告中，我将通过生物高分子的电泳分离和嵌段共聚物自组装这两个具体应用，来介绍如何利用粒子模拟和自洽场理论研究高分子体系的动力学过程及热力学性质。传统凝胶电泳作为实验室中最常用的分离方法之一，面临着样品回收困难和分离效率低等诸多挑战，我将介绍一种新型的纳米流体装置概念设计，该装置利用纳米孔和交流电场进行高分子的尺寸和拓扑结构分离，其灵感源自热棘轮机制。我们通过朗之万动力学模拟和粗粒化珠-弹簧模型验证了非对称交流电场对半柔性分子的棘轮效应。这一机制能够有效地限制只有特定尺寸和拓扑结构的高分子穿过纳米孔，从而使纳米孔装置转变为低通分子过滤器，显著提高分离效率。

　　最近的研究发现球状相的嵌段共聚物薄膜相比其他结构表现出较低的稳定性。为了探究其背后的原因，我们使用自洽场理论研究了这种超薄球状相的嵌段共聚物薄膜在不同形变下的弹性响应，包括剪切、延伸、压缩以及弯曲。研究结果表明，与柱相的嵌段共聚物薄膜相比，球状相的嵌段共聚物薄膜变现出更弱的形变与面内结构的耦合。另外还发现单层球状相薄膜的弯曲模量为负值，这表明球状相的自支撑单层薄膜在弯曲时本质上是不稳定的。此外，我们还拓展了三维自洽场理论的算法，该算法采用了实空间的非均匀离散化。

报告人简介：

　　乔乐，美因茨大学博士后，研究方向集中在高分子理论与模拟、约束条件下或多孔介质中的高分子动力学、电泳以及纳米流体装置、 嵌段共聚物的自组装等方面。2014年于中国石油大学（华东）材料物理学士毕业，2016年于曼彻斯特大学生物物理硕士毕业，2021年于渥太华大学理论物理博士毕业。2022年至今就职于美因茨大学博士后。