Η νέα θεωρία ανέρχεται σε αυτό που γνωρίζουμε για το πώς τα φορτισμένα μακρομόρια αυτοσυναρμολόγηση
Τα πολυηλεκτρολύτες είναι μακρά, αλυσιδωτά μόρια με επαναλαμβανόμενες φορτισμένες μονάδες. Αυτά τα μόρια χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των βιοϊατρικών και ενεργειακών βιομηχανιών. Η συμπεριφορά αυτοσυναρμολόγησης των πολυηλεκτρολυτών είναι ζωτικής σημασίας για τις εφαρμογές τους.
Σύμφωνα με την κλασική θεωρία, τα πολυηλεκτρολύτες σε ένα υδατικό περιβάλλον σχηματίζουν σύμπλοκα, που ονομάζονται σύμπλοκα πολυηλεκτρολυτών (PECs), μέσω ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των φορτισμένων μονάδων. Το μέγεθος, η δομή και οι ιδιότητες των PEC εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της πυκνότητας φορτίου και της συγκέντρωσης των πολυηλεκτρολυτών.
Η ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Jean-Francois Joanny, καθηγητή David Morse και καθηγητή Nathalie Duru ανέπτυξε ένα νέο θεωρητικό πλαίσιο που προκαλεί αυτή την κλασική άποψη. Η βασική διορατικότητα είναι ότι η αυτοσυναρμολόγηση των πολυηλεκτρολυτών οδηγείται όχι μόνο από ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις αλλά και από το αποκλεισμένο αποτέλεσμα του όγκου.
Η εξαιρούμενη επίδραση του όγκου αναφέρεται στο γεγονός ότι δύο αντικείμενα δεν μπορούν να καταλάβουν τον ίδιο χώρο ταυτόχρονα. Στην περίπτωση των πολυηλεκτρολυτών, το αποκλεισμένο αποτέλεσμα όγκου προκύπτει από το γεγονός ότι τα μόρια είναι μακρά και ευέλικτα.
Η ομάδα έδειξε ότι η αποκλεισμένη επίδραση του όγκου μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη συμπεριφορά αυτοσυναρμολόγησης των πολυηλεκτρολυτών, οδηγώντας στο σχηματισμό διαφορετικών τύπων δομών, όπως συστάδες και δίκτυα, αντί για τα παραδοσιακά PECs.
Η θεωρία είναι σύμφωνη με τις πρόσφατες πειραματικές παρατηρήσεις και παρέχει μια πληρέστερη κατανόηση της αυτοσυναρμολόγησης των πολυηλεκτρολυτών. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων υλικών με προσαρμοσμένες ιδιότητες για διάφορες εφαρμογές.
