به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، مقاله دکتر محمدرضا اجتهادی استاد دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف و تیم تحقیقاتی همراهش، با عنوان " ارتباط توپولوژی و هیدرودینامیک پلیمرهای حلقوی" در مجله معتبر فیزیکال ریویو لترز PRL به صاحب امتیازی انجمن فیزیک آمریکا منتشر شد.

در این مقاله پلیمرهای حلقوی با توجه به نوع توپولوژی خود، حرکت متفاوتی در محلول‌ها دارند. این یافتۀ دکتر محمدرضا اجتهادی و تیم همراهش که نتیجۀ پروژۀ ریحانه فریمانی(دانشجوی دانشکده فیزیک شریف) است، به بررسی ارتباط بین دینامیک پلیمرهای به هم پیوسته حلقوی و توپولوژی آن‌ها پرداخته شده است.

در این پژوهش دکتر اجتهادی و همکارانش شبیه‌سازی رایانه‌ای را برای دو نوع از پلیمرهای حلقوی خود اجتناب کننده -self-avoiding ring polymers  انجام داده‌اند. نوع اول، پلیمرهایی که به صورت مکانیکی به هم مقیدند به نام پلی (2) كاتينان‌ها  poly[2]catenanes به اختصار PCها و پلیمرهایی که به صورت شیمیایی به هم مقیدند به نام حلقه‌های مقید bonded rings  یا به اختصار BRها.  این شبیه سازی‌ها هر دو در شرایط یکسان برشیِ ایستا انجام شده‌اند.

این گروه پژوهشی دریافته‌اند که حلقه‌های مفید BRها یک الگوی حرکتی جدید ایجاد کرده‌اند که آن را غلتیدن گرادیانی gradient tumbling نامیده‌اند. حرکتی که دارای چرخش حول محور گرادیان است. برای PCها حلقه‌های پلیمری کشیده می‌شوند و الگوی جدیدی از حرکت به نام غلتیدن لغزشی slip tumbling ایجاد می‌کنند.  تفاوت دیگر آن است که در حلقه‌های BR دینامیک پیوسته و نوسانی است در حالی که در پلیمرهای PC حرکت ناپیوسته و در بازۀ بین غلتیدن لغزشی آن‌ها رخ می‌دهد.

یافته‌های این گروه پژوهشی ارتباط عمیقی را بین توپولوژی پلیمرهای به هم پیوسته و هیدرودینامیک آنها در محلول‌های رقیق  نشان می‌دهد.

این پژوهش که در فهرست پیشنهادی سردبیر مجله PRL نیز قرار گرفته است، دریچه‌ای جدید به فیزیک پلیمرهای پیوسته و نقش توپولوژی در هیدرودینامیک آن‌ها خواهد گشود.

گفتنی است این تحقیق به سرپرستی اجتهادی و تیم تحقیقاتی همراهش؛ ریحانه فریمانی(دانش آموخته شریف و پژوهشگر در دانشکده فیزیک دانشگاه وین) و زهرا احمدیان دهاقانی(دانش آموخته شریف و پژوهشگر در مدرسه بین‌المللی مطالعات پیشرفته SISSA ایتالیا) و همکاری دکتر کریستوس لیکوس Christos N. Likos از دانشکده فیزیک دانشگاه وین انجام شده و در مجله معتبر فیزیکال ریویو لترز Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

لینک دسترسی به مقاله