Conformation changes of a polyelectrolyte chain in a poor solvent

(Received 26 September 1990, accepted 9 November 1990)

Abstract
We study theoretically the behaviour of an isolated polyelectrolyte chain in a poor solvent in the presence of salt. The conformation properties of the chain result from the competition between the repulsive Coulomb interactions and the attractive short-range excluded volume interactions. We show in particular that if the solvent is sufficiently poor, the shape of the chain may change abruptly between cylindrical and spherical configurations at a certain critical salt concentration, rather than following a smooth crossover between scaling regimes. The predicted conformational change is not an effect of counterion condensation, and comes only from the competing interactions between the monomers.

Résumé
Nous étudions le comportement d'une chaîne isolée de polyélectrolyte en mauvais solvant en présence de sel. La conformation de la chaîne résulte de la compétition entre les interactions électrostatiques répulsives et les interactions attractives à courte portée de type volume exclu. Nous montrons en particulier que si le solvant est suffisamment mauvais la chaîne peut passer abruptement d'une forme cylindrique à une forme sphérique pour une certaine concentration critique en sel. Ce changement de conformation n'est pas dû à la condensation des contreions mais provient directement de la compétition entre les interactions s'exerçant entre les monomères.