Tracer diffusion in crowded solutions of sticky polymers
Resumo
A difusão de macromoléculas em ambientes de geometria altamente confinada e ambientes povoados ainda é um campo em aberto na Física da Matéria Mole. O entendimento dos processos difusivos nestas condições é essencial para o completo entendimento de vários processos biológicos que possam ocorrer neste ambiente. Neste sentido, empregamos simulações em Dinâmica de Langevin em larga escala com o intuito de entender como as propriedades volumétricas de moléculas esféricas afetam a difusão das mesmas. Duas espécies de moléculas são utilizadas: uma é modelada através do potencial de Weeks Chandler-Andersen, cuja natureza é puramente repulsiva, enquanto a segunda foi modelada como uma partícula interagindo segundo um potencial de caroço amolecido. Moléculas que interagem segundo este potencial podem ser proteínas globulares, colóides carregados e nanopartículas cobertas por polímeros. Estes sistemas são caracterizados pela presença de duas escalas no potencial de interação e podem apresentar anomalias de tipo água, em função da competição existente no potencial. Neste trabalho, estudamos as propriedades de estrutura e difusão destas duas espécies de moléculas em um meio povoado por polímeros. Analisamos como a afinidade entre moléculas e polímeros, além da densidade do sistema, afetam as propriedades de transporte e agregação de ambas espécies de moléculas. Curiosamente, a molécula, modelada através do potencial de Weeks-Chandler-Andersen, demonstrou um aumento na difusão, quando aumentamos sua fração de volume, de maneira similar como ocorre com anomalias da difusão de tipo água. Até seu mecanismo é similar ao que se observa em sistemas de tipo água. Discutimos nossos resultados nos baseando na competição nos potenciais de interação e na competição induzida pelo ambiente povoado.