Mieux que de jouer avec des Legos, jeter des chaînes de polymères de différentes longueurs dans un mélange peut donner des résultats surprenants. Dans une nouvelle étude publiée dans EPJ E , les physiciens se concentrent sur la façon dont un mélange de chaînes chimiquement identiques dans une masse fondue produit des effets uniques sur leur surface. C'est à cause de la façon dont les chaînes polymères courtes et longues interagissent les unes avec les autres. Dans ce genre de fonte, les extrémités de chaîne polymère ont, heures supplémentaires, une préférence pour la surface.

Maintenant, Pendar Mahmoudi et Mark Matsen de l'Université de Waterloo, Ontario, Canada, ont étudié les effets de l'enrichissement des masses fondues de polymères à longue chaîne avec des polymères à chaîne courte. Ils ont effectué des simulations numériques pour expliquer la diminution de la tension à la surface de la masse fondue, en raison de la ségrégation des chaînes courtes à la surface au fil du temps à mesure que le désordre se développe dans la fonte. Ils ont trouvé une formule élégante pour calculer la tension superficielle de ces fontes, liés au poids relatif de leurs composants.

Dans cette étude, les auteurs modélisent des polymères individuels sous la forme d'un modèle à ressort reliant une série de monomères reliés par des liaisons librement articulées. Ils utilisent alors une théorie, appelée théorie des champs auto-cohérents (SCFT), ce qui permet de modéliser ce qui se passe à la surface du polymère fondu. Ils modélisent également l'excès de concentration en polymères courts combiné à l'effet sur la tension de surface en termes d'énergie de désordre. Ils constatent qu'il existe des dépendances universelles vis-à-vis de la distribution des poids moléculaires des polymères.

Les auteurs comparent ensuite leur simulation avec des équations approchées. Ils en déduisent une formule mathématique simple décrivant la tension interfaciale entre les polymères à chaîne courte et longue non miscibles en fonction du poids moléculaire des polymères dans le mélange. De plus, ils constatent que le poids moléculaire affecte également le niveau de ségrégation entre les polymères à chaîne courte et longue.