高分子溶液中，高分子链的构象熵与溶剂的平动熵之间存在着激烈的竞争。在理论上，当引入较大尺寸的溶剂（中分子溶剂）后，高分子链将发生塌缩，溶液将发生相分离。这一现象可称之为中分子溶剂效应或体积排斥效应。分子模拟和宏观实验都已观测到这一现象。

 我们利用单分子力谱研究了聚乙二醇(PEG)在4种有机溶剂中的单链弹性，并首次观测到了溶剂分子尺寸对高分子单链弹性之影响。实验结果表明，PEG在小分子溶剂中（比如C2H2Cl4和C9H20）的单链力曲线与QM-FRC模型的拟合曲线重合，此时的PEG表现出本征（无扰）弹性；在中分子溶剂（比如C12H26和C16H34）中的单链弹性明显偏低。两个条件下力曲线的差异就是中分子溶剂对PEG单链弹性的影响，通过积分可知中分子溶剂产生的熵效应是1.54 k_BT/重复单元。

 根据实验结果，可以设计一种新型的基于PEG的分子马达：在小分子溶剂中被恒定外力拉伸的PEG链，在溶剂切换为中分子溶剂后将发生收缩（约3%-5%，随外力而变化），再次切换为小分子溶剂后将发生伸长，此过程可往复操作。

我们还提出了一种根据高分子单链力曲线计算该条件下高分子链可能构象数的一种简易方法。

上述研究结果已发表在Nanoscale 2016, 8, 17820–17827.

PEG.pdf