学术报告:单个高分子在弹性湍流中的构象和动力学

时间:2016年9月27日(周二)下午2:15

地点:工学院B404

报告人:刘勇刚博士,中国科学院长春应用化学研究所

题目:单个高分子在弹性湍流中的构象和动力学

摘要:在管道中处于湍流状态的牛顿流体如水中加入少量高分子量聚合物,可以大大降低流体流动的阻力,这一最早被Toms所发现的现象被称为湍流减阻。弄清高分子链在湍流中的构象和动力学,对于理解湍流减阻的机理具有重要意义。只要体系的威森博格数(Wi)足够大,高分子流体在小雷诺数(Re)时也能进入由高分子弹性导致的湍流状态[1]。我们利用生物大分子T4DNA产生弹性湍流,用荧光显微镜直接观测了经荧光标记后的T4DNA在湍流状态下的构象和动力学[2, 3]。结果表明弹性湍流是由T4DNA在剪切流动场中的拉伸导致的,后者产生的弹性应力反过来影响流体的流动性质。利用已知T4DNA的弹性性质,计算得到了湍流中的弹性应力,后者远大于理论预测值,表明现有的高分子弹性湍流理论需要改进。这一结果将有助于我们理解高分子在湍流减阻的所起的作用。

[1]Groisman A. and Steinberg V., Nature 2000, 405, 53-55.

[2]Liu Y. and Steinberg V., EPL 90, 44002.

[3]Liu Y. and Steinberg V., EPL 90, 44005.