Interacting rigid polyelectrolytes

(Received 15 February 1994, accepted in final form 11 April 1994)

Abstract
A new description of semidilute solutions of rigid polyelectrolyte chains is proposed. The description is based on analytical results obtained for a simple two-dimensional model. These results are then transposed to the physically relevant case of interacting chains in three dimensions. Different behaviours are obtained for salt-free solutions and solutions with added salt. In the latter, the persistence length of a chain is predicted to be only weakly affected by interchain interactions, as postulated by Odijk. In salt free solutions, on the contrary, the persistence length should scale as the interchain distance, which in this case is also the screening length. This behaviour resembles the one predicted earlier by Witten and Pincus. The crossover between these two different regimes, however, is expected to be very sharp, in contrast with their prediction.

Résumé
Nous proposons une nouvelle description des solutions semi-diluées de polyélectrolytes rigides. Cette description se fonde sur quelques résultats analytiques obtenus pour un modèle simplifié à deux dimensions. Les solutions sans sel et avec sel ajouté ont des comportements différents. En présence de sel, la longueur de persistance d'une chaîne est peu affectée par ses interactions avec les autres chaînes, comme l'avait postulé Odijk. Dans les solutions sans sel, au contraire, la longueur de persistence varie comme la distance entre chaînes, qui dans ce cas est identique à la longueur d'écran. Ce comportement est similaire à celui qui avait été prévu par Witten et Pincus. Cependant, contrairement à ces auteurs, nous prédisons une transition très rapide entre les deux régimes.