高分子電解質は、帯電ユニットを繰り返した長い鎖様分子です。これらの分子は、生物医学およびエネルギー産業を含むさまざまな分野で広く使用されています。高分子電解質の自己組織化挙動は、そのアプリケーションにとって重要です。
古典理論によれば、帯電ユニット間の静電相互作用を通じて、水性環境の高分子電解質（PECS）と呼ばれる複合体（PEC）を形成します。 PECのサイズ、構造、および特性は、電荷密度や高分子電解質の濃度など、さまざまな要因に依存します。
Jean-Francois Joanny教授、David Morse教授、Nathalie Duru教授が率いるチームは、この古典的な見解に挑戦する新しい理論的枠組みを開発しました。重要な洞察は、高分子電解質の自己組織化が静電的相互作用だけでなく、除外された体積効果によっても駆動されることです。
除外されたボリューム効果とは、2つのオブジェクトが同じスペースを同時に占有できないという事実を指します。高分子電解質の場合、除外された体積効果は、分子が長く柔軟であるという事実から生じます。
チームは、除外されたボリューム効果が、ポリエレクトリテスの自己組織化挙動に大きく影響し、従来のPECではなく、クラスターやネットワークなどのさまざまなタイプの構造の形成につながることを示しました。
この理論は、最近の実験的観察と一致しており、高分子電解質の自己組織化のより完全な理解を提供します。調査結果は、さまざまなアプリケーション用の調整された特性を備えた新しい材料の開発につながる可能性があります。
