اثر ناهمگنی ضریب دی الکتریک در برهمکنش الکتروستاتیک در سیستم های زیستی

ماکرومولکول های زیستی دارای ضریب دی الکتریک کوچک هستند که در محیط های آبی، با ضریب دی الکتریک بزرگ، حل شده اند. وجود این ناهمگنی ضریب دی الکتریک در مرز ماکرومولکول و آب، در برهمکنش های الکتروستاتیک اثر دارد. در این پایان نامه برای به دست آوردن برهمکنش های الکتروستاتیک در حضور ناهمگنی ضریب دی الکتریک، از روش تابع گرین استفاده می کنیم و تابع گرین را برای یک کره ی دی الکتریک، یک استوانه ی دی الکتریک و دو تیغه ی دی الکتریک با ضخامت های متفاوت به دست می آوردیم. همچنین، نقطه ی تعادل الکتروستاتیکی یک یون مخالف را در برابر یک کره ی دی الکتریک باردار، یک استوانه ی دی الکتریک باردار و تیغه های دی الکتریک باردار به دست می آوریم. نشان می دهیم که در همه ی موارد، برای یون های مخالف با ظرفیت بالا، اثر ناهمگنی ضریب دی الکتریک بسیار مهم است. همچنین نشان می دهیم که اثر ناپیوستگی چگالی سطحی بار ماکرومولکول ها در فاصله های نزدیک بسیار مهم است. برای دو تیغه دی الکتریک با بار سطحی همنام، نشان می دهیم در رژیم جفت شدگی قوی، ناهمگنی ضریب دی الکتریک و ناپیوستگی چگالی بار روی سطح تیغه ها باعث کاهش نیروی دافعه ی بین تیغه ها می شود. در بررسی تیغه های دی الکتریک با توزیع بار پیوسته و یکنواخت، چنین اثری دیده نشده است. همچنین وجود ناهمگنی ضریب دی الکتریک و ناپیوستگی چگالی سطحی بار روی سطح تیغه ها، باعث به وجود آمدن دو نقطه ی تعادل برای سیستم می شود.