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Theory of Anisotropic Diffusion of Entangled and Unentangled Polymers in Rod-Sphere Mixtures

机译：棒-球混合物中纠缠和非缠结聚合物的各向异性扩散理论

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We present a microscopic self-consistent theory for the long-time diffusion of infinitely thin rods in a hard sphere matrix based on the simultaneous dynamical treatment of topological uncrossability and finite excluded volume constraints. Distinctive regimes of coupled anisotropic longitudinal and transverse diffusion are predicted, and steric blocking of the latter leads to a tube-like localization transition largely controlled by the ratio of the sphere diameter to rod length and tube diameter. For entangled polymers, in a limited regime of strongly retarded dynamics a doubly renormalized reptation law is predicted where the confinement tube is compressed and longitudinal motion is partially blocked. At high sphere volume fractions, strong suppression of rod motion results in dynamic localization in the unentangled regime. The present advance provides a theoretical foundation to treat differential mobility effects and flexible chain dynamics in diverse polymer-particle mixtures.
机译：我们提出了一种微观自洽理论，用于基于拓扑不可交叉性和有限排除体积约束的同时动力学处理，在硬球体矩阵中无限细棒的长期扩散。预测了各向异性的纵向和横向扩散耦合的区别机制，对后者的空间阻塞会导致管状定位转变，该转变很大程度上受球体直径与杆长和管道直径之比的控制。对于缠结的聚合物，在强延迟动力学的有限范围内，预测了双倍规范化的复制定律，其中约束管被压缩而纵向运动被部分阻止。在高球体体积分数下，棒运动的强烈抑制会导致无缠结状态下的动态定位。本进展为治疗不同聚合物-颗粒混合物中的差异迁移率效应和柔性链动力学提供了理论基础。

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