Melhor do que brincar com Legos, jogar cadeias de polímeros de diferentes comprimentos em uma mistura pode produzir resultados surpreendentes. Em um novo estudo publicado em EPJ E , os físicos se concentram em como uma mistura de cadeias quimicamente idênticas em uma fusão produz efeitos únicos em sua superfície. Isso se deve à maneira como as cadeias poliméricas curtas e longas interagem entre si. Nestes tipos de derretimento, as extremidades da cadeia de polímero têm, hora extra, uma preferência pela superfície.

Agora, Pendar Mahmoudi e Mark Matsen da Universidade de Waterloo, Ontário, Canadá, estudaram os efeitos do enriquecimento de fundidos de polímero de cadeia longa com polímeros de cadeia curta. Eles realizaram simulações numéricas para explicar a diminuição da tensão na superfície do fundido, devido a cadeias curtas segregando na superfície ao longo do tempo à medida que a desordem cresce no derretimento. Eles encontraram uma fórmula elegante para calcular a tensão superficial de tais fundidos, conectado ao peso relativo de seus componentes.

Neste estudo, os autores modelam polímeros individuais como um modelo bead-spring ligando uma série de monômeros conectados por ligações livremente unidas. Eles então usam uma teoria, chamada teoria de campo autoconsistente (SCFT), o que ajuda a modelar o que acontece na superfície do polímero fundido. Eles também modelam a concentração em excesso de polímeros curtos combinada com o efeito na tensão superficial em termos de energia de desordem. Eles descobriram que existem dependências universais na distribuição do peso molecular dos polímeros.

Os autores então comparam sua simulação com equações aproximadas. Eles deduzem uma fórmula matemática simples que descreve a tensão interfacial entre os polímeros de cadeia curta e longa imiscíveis como uma função do peso molecular dos polímeros na mistura. O que é mais, eles descobriram que o peso molecular também afeta o nível de segregação entre os polímeros de cadeia curta e longa.