纳米颗粒在半柔性网络中的传输在生物学和生物医学应用中至关重要，其在整个生命系统中形成了不同的主要结构成分。

近日，清华大学燕立唐教授，北京交通大学张兴华教授通过结合大规模分子模拟和理论分析，对纳米颗粒在具有不同弯曲刚度的交联聚合物网络中的传输进行了基础研究。

文章要点

1）研究发现，纳米颗粒扩散的动态非均匀性非单调地依赖于弯曲刚度，具有半柔性链的网络导致了增强的非均相扩散，其特征是纳米颗粒更加明显的跳跃动力学。

2）研究人员通过数值计算得到了纳米颗粒的跳跃能垒，并在半柔性区和软、硬区表现出不同的标度行为。并进一步建立了跃迁能垒的分析模型，指出弯曲−刚性控制纳米颗粒扩散的这种非单调特性归因于构象熵和链刚性调节的弯曲能之间的竞争。并最终通过理论结果合理地重现了先前实验数据。

这些发现对于揭示局限在网络拓扑环境中的物质运输的基本物理学意义重大，并将为纳米粒子在各种生物或合成网络中的动力学多样性提供指南。

参考文献

Ziyang Xu, et al, Enhanced Heterogeneous Diffusion of Nanoparticles in Semiflexible Networks, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c08877

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08877