Nano-scale buckling in lamellar block polymers: a molecular dynamics simulation approach
定向嵌段共聚物在垂直于层方向的拉伸试验中表现出屈曲不稳定性。在本文中,我们使用粗粒度的分子动力学模拟的方法来研究这种行为。用类自由基聚合方法制备了具有交替玻璃橡胶层的层状共聚物的粗粒模型,并研究了其力学响应。对于足够大的系统,垂直于层流方向的单轴拉伸试验揭示了低应变下屈曲失稳的发生。出现从分子模拟的结果相比,弹性理论的屈曲不稳定性介绍阅读和同事。在高应变率下,屈曲应变和屈曲波长的弹性理论和模拟结果之间观察到显着差异。我们解释了这种差异的应变率依赖的机械响应。一个简单的模型,考虑到在机械响应的应变率的影响,提出合理化的结果在低和中等应变率。在非常高的应变率,空穴发生在橡胶相的样品,并限制了该方法的有效性。
2013-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stiff Quantum Polymers
在超低温下,聚合物表现出量子行为,这里计算的是大刚度范围内端到端分布的矩<R^2>和<R^4>。结果应该是可测量的聚合物在宽的光阱。
2007-05-01 cond-mat.soft
Stiff quantum polymers
在超低温下,聚合物表现出量子行为,这是在这里计算的第二和第四时刻的大刚度制度的端到端分布。结果应该是可测量的聚合物在宽的光阱。
2009-10-19 cond-mat.soft
Thermalized buckling of extensible, semiflexible polymers
Harvard University(哈佛大学);University of Michigan(密歇根大学)
本文研究了在有限温度下,可伸缩且半柔性的聚合物的屈曲现象,探讨了热波动与非线性弹性之间的相互作用如何改变压缩半柔聚合物的欧拉屈曲不稳定性,并识别出一个 Ginburg 类长度尺度,其中热激发的波动导致 Young 模量变软,而聚合物仍保持半柔性。
2026-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stiff polymer in monomer ensemble
我们利用以前开发的形式主义的单体合奏,包括角依赖性的聚合物链的片段,从而描述。特别是,我们展示了如何处理刚度时,聚合物链被限制在某些区域。我们从微分方程,积分方程,或连续和晶格模型的递归关系的角度研究刚度。精确的解析解,提出了两种情况下,而数值结果显示为第三种情况。
2002-01-18 cond-mat.soft
Elastic behavior of a semiflexible polymer in 3D subject to compression and stretching forces
我们阐明了蠕虫状链在三维压缩下的弹性行为,并提供精确的解决方案,实验上可访问的力-延伸关系的广义球波函数。与经典的欧拉屈曲不稳定性形成鲜明对比的是,夹持半柔性聚合物的力-延伸关系表现出从几乎拉伸到屈曲构型的平滑过渡。特别是,相关联的敏感性,它测量的聚合物的响应所施加的力的强度,显示在附近的临界欧拉屈曲力的一个突出的峰值。对于增加的持久性长度,力-延伸关系和半柔性聚合物的敏感性接近经典杆的行为,而热波动允许更灵活的聚合物抵抗所施加的力。此外,我们发现,半柔性聚合物局限于2D可以反对所施加的力比在3D更强烈。
2019-11-08 cond-mat.soft
Lattice model of linear telechelic polymer melts. II. Influence of chain stiffness on basic thermodynamic properties
本文应用本文发展的半柔性线型遥爪熔体的晶格集团理论(LCT),研究了链刚度对线型遥爪聚合物熔体平均自组装程度和基本热力学性质的影响。我们的计算意味着,链刚度促进自组装的线性遥爪聚合物熔体组装冷却时,聚合物体积分数$ϕ$或温度$T$是高的,但反对自组装时,$ϕ$和$T$都足够低。这使我们能够确定在$ϕ$ - $T$平面中的边界线,该边界线将链刚度对自组装的定性不同影响的两个区域分开。在经典的Flory-Huggins型理论中,自组装的焓和熵通常被看作是可调参数,但在本文中,它们强烈地依赖于链的刚性。此外,说明性计算的线性遥爪聚合物熔体的熵密度的依赖性链刚度表明,包括半柔性内的LCT的重要性,当探索的性质的线性遥爪聚合物熔体的模型中的玻璃形成。
2015-06-26 cond-mat.soft
Propagation and Relaxation of Tension in Stiff Polymers
我们提出了一个统一的理论,在解决方案中的刚性聚合物的纵向动态响应的各种外部扰动(机械激励,流体动力学流动,电场,温度淬火.)这可以表示为环境/边界条件的突然变化。该理论依赖于对蠕虫链中主链应力的非平衡传播和松弛的综合分析。我们恢复和大幅扩展以前的结果的启发式参数的基础上。有趣的新的实验的影响指出。
2005-03-02 cond-mat.soft
Path integrals for stiff polymers applied to membrane physics
类似于描述刚性聚合物的路径积分出现在膜的Helfrich模型中。我们展示了如何这些类型的路径积分可以评估和应用我们的研究结果,在散装膜的少数条纹相的热力学。波动引起的贡献的条纹和体相之间的线张力计算,以及在无张力的情况下,这两个阶段具有不同的弯曲刚度的两个阶段之间的有效相互作用。
2007-04-11 cond-mat.soft
Tube width fluctuations of entangled stiff polymers
刚性聚合物在缠结溶液中的管状笼已被证明具有特征性的空间不均匀性。我们用一个系统的理论来解释这些观测结果,该理论是对D. Morse(Phys.Rev.E63:031502,2001)。用局部的二元碰撞近似(BCA)计算了约束强度的分布,并预测了管半径涨落的大小和分布函数。我们的主要结果是一个独特的缩放函数的管半径分布,与实验和模拟数据吻合良好。
2011-09-29 cond-mat.soft
Dynamic structure factor of a stiff polymer in a glassy solution
我们提供了一个全面的概述目前的理论理解的动态结构因子的刚性聚合物在半稀溶液的蠕虫状链(WLC)模型的基础上。我们通过计算精确的数值系数和一个自由聚合物的动态均方位移(MSD)的表达式来扩展以前的工作,并比较各种常见的流体动力学相互作用近似,如果要从实验数据中提取模型参数的定量估计,则需要准确地处理这些近似。从而解决了最近关于动态结构因子初始斜率的争论。为了解释聚合物与周围(粘性)聚合物溶液的相互作用,我们分析了WLC模型的扩展,玻璃蠕虫状链(GWLC),它预测近幂律和对数长时间尾巴的动态结构因子。
2008-05-29 cond-mat.soft
Unraveling the glass-like dynamic heterogeneity in ring polymer melts: From semi-flexible to stiff chain
本研究通过分子动力学模拟探究链刚度与单体密度对环形聚合物熔体动静态行为的影响,发现非高斯性随密度和刚度增强,回转半径与密度的关系受链刚度调控,且键断裂动态非均匀性与非高斯性耦合,为理解其动力学机制提供新见解。
2023-08-09 cond-mat.soft
Bending stiff charged polymers: the electrostatic persistence length
许多带电的聚合物,包括核酸,是局部刚性的。它们的弯曲刚度-量化的持久性长度-,取决于库仑功能,如离子强度的解决方案,提供了一个方便的实验路线调整刚度。虽然经典的Odijk-Skolnick-Fixman治疗失败的现实参数值,我们推导出一个简单的分析公式的静电持久长度。它被证明是在显着的协议与数值得到的泊松-玻尔兹曼理论的结果,从而充分占非线性,其中反离子凝聚效应。对于双链DNA,我们的工作表明,广泛使用的裸持久长度500 μ m被高估了约20
2016-11-02 cond-mat.soft
Bidisperse ring polymers: topological glass to stacking
通过大规模分子动力学模拟发现,向刚性环形聚合物拓扑玻璃中引入柔性环形聚合物可促使其熔化,并在排阻相互作用驱动下由类团簇玻璃结构演变为堆叠柱状结构。
2023-05-18 cond-mat.soft
Elasticity of Stiff Polymer Networks
本文研究了刚性杆的二维随机网络(“Mikado模型”)的弹性。该模型的基本特征是杆的各向异性弹性和网络的随机几何形状。我们发现,有三个不同的标度制度,其特征在于两个不同的长度尺度上的弹性骨干。除了临界刚性渗流区和均匀弹性制度,我们发现一个新的中间标度制度,其中弹性主要由弯曲变形。
2003-03-27 cond-mat.soft
Buckling, Fluctuations and Collapse in Semiflexible Polyelectrolytes
我们提出了一个系统的统计力学分析的构象性质的刚性链与链内的吸引力,是由于反相关性。我们表明,平均场解对应于一个欧拉样屈曲不稳定性。的构象波动上的屈曲不稳定性的影响进行了调查,首先,定性地,在谐波("半经典“)理论,然后,系统地,在1/d-扩展,其中d表示嵌入空间的维数。在“半经典”近似下,我们预测波动的影响是将有效持续长度重新归一化为较小的值,但不改变平均场的性质(即,屈曲)行为。然而,基于1/d膨胀,我们得出结论,热波动是导致屈曲行为转变为聚合物坍塌的原因。构建的相图中,一系列的崩溃过渡终止于屈曲不稳定性,发生在一个地方,随着裸的持久性长度的聚合物链的大小,以及与吸引力的潜力的强度和范围而变化。
1999-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective medium approach for stiff polymer networks with flexible cross-links
最近的实验表明,在一个灵活的交联剂,如丰富的细胞骨架蛋白细丝蛋白的存在下,在体外网络的生物聚合物肌动蛋白的非线性弹性显着改变。对这种网络的基本原则仍然知之甚少。在这里,我们描述了一个灵活的交联刚性聚合物网络的有效介质理论。我们认为,可以完全归因于熵硬化的交叉链接的响应,而软化由于域展开可以忽略不计。该网络被建模为一个集合的随机定向杆连接的灵活的交叉链接到一个弹性连续。该有效介质被处理在线性弹性限度以及在一个更一般的框架,其中介质自洽地表示非线性网络行为。该模型预测,非线性弹性响应在与交联剂长度成正比且与长丝长度成反比的应变下开始。此外,我们发现,微分模量的比例线性与应力的硬化制度。这些结果与本体流变学数据非常一致。
2008-11-24 cond-mat.soft
Elasticity of Stiff Biopolymers
我们提出了一个刚性聚合物的统计力学研究,由肌动蛋白丝的实验和相当大的当前的兴趣在聚合物网络的动机。我们得到简单的,近似的力-延伸关系的分析形式,并比较这些与数值处理。我们注意到边界条件在确定力-伸展关系中的重要作用。这里提出的理论预测可以测试对神经丝和细胞骨架丝,如肌动蛋白和微管的单分子实验。我们的工作受到细胞骨架在压缩下弯曲的激励,这是生物学感兴趣的现象。
2007-10-08 cond-mat.soft
Length distribution of stiff, self-assembled polymers at thermal equilibrium
我们研究了自组装的长而硬的聚合物在热平衡下的长度分布。我们的分析是基于计算的配分函数的刚性聚合物的可变长度的弹性制度。我们的结论是,该自组装系统的长度分布密切遵循指数分布,除了在短的长度限制。然后,我们讨论了我们的实验观察到的淀粉样纤维的长度分布的结果的影响。
2012-09-05 cond-mat.soft q-bio.BM
Unconventional ordering behavior of semi-flexible polymers in dense brushes under compression
使用粗粒珠弹簧模型的半柔性大分子形成的聚合物刷,聚合物的结构和动力学进行了研究,不同的链刚度和接枝密度。选择接枝链的锚定条件,使得它们的第一个键沿着基底平面的法线取向。压缩这样的半柔性刷的平面活塞被观察到是一个两阶段的过程:对于小的压缩链收缩的“屈曲”变形,而较大的压缩链表现出集体(几乎均匀)的弯曲变形。因此,刚性聚合物刷经历集体键重取向的2阶相变。因此,将刚性刷保持在给定的压缩程度所需的压力明显小于由完全柔性的聚合物链制成的其他相同的刷!虽然刷高度和在垂直于基底的z方向上的链线性尺寸都随着链刚度的增加而单调增加,但横向(xy)链线性尺寸在中间链刚度处表现出最大值。增加接枝密度导致这些横向尺寸的强烈减小,与指数衰减相容。还研究了移除压缩活塞后的恢复动力学,发现其随时间遵循幂律/指数衰减。一个简单的平均场理论考虑,占压缩下的半柔性聚合物刷的屈曲/弯曲行为,建议。
2014-01-27 cond-mat.soft
Capillary control of collapse in soft composite columns
欧拉屈曲是指柱在其端部受到纵向压力时的弹性失稳。屈曲失稳发生在压缩载荷达到一个临界值时,一个微小的波动将导致大幅度的变形。自从欧拉的最初研究以来,这个过程在均匀、各向同性、线弹性固体中得到了广泛的研究。在这里,我们研究的性质屈曲在非均匀软复合材料。特别是,我们认为一个软主机与液体夹杂物的弹性毛细长度,这导致软化和硬化的均匀复合材料分别大和小。然而,通过施加梯度的夹杂物的体积分数或通过改变夹杂物的大小,我们可以故意操纵的空间结构的复合材料的性能列,从而控制欧拉屈曲的性质。
2021-04-23 cond-mat.soft
Entangled Dynamics of a Stiff Polymer
刚性生物聚合物的缠结网络表现出复杂的动态响应,来自相邻细丝彼此施加的拓扑约束。我们提出了一类刚性聚合物纠缠动力学的参考模型,并提供了刚性聚合物管概念的定量基础。对于一个无限细的针探索一个平面的过程中的点的障碍,我们已经进行了大规模的计算机模拟证明了从快速的横向平衡到最慢的过程中的取向松弛的约束的标度关系。我们确定了示踪剂的旋转扩散系数,它的角约束,管直径和取向的关联函数。
2008-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Writhing Geometry at Finite Temperature: Random Walks and Geometric phases for Stiff Polymers
研究了有限温度下半柔性聚合物的几何结构。可以根据球面上高斯随机游动的性质来计算蠕动。我们计算了静态和动态的蠕动关联函数。聚合物的蠕动类似于光学和波动力学中研究的几何相或贝里相。我们的结果可以应用于共聚焦显微镜研究的刚性细丝和模拟短的DNA环
2000-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of chain stiffness on the breakdown of the Cox-Merz rule in linear and ring polymer melts
The University of Osaka(大阪大学)
本研究通过分子动力学模拟发现,Cox-Merz规则在线形聚合物熔体中的失效随链长和链刚度增加而加剧,而环形聚合物保持较好一致性,表明其适用性依赖链长、刚度和分子拓扑。
2026-09-29 cond-mat.soft
Stiff Polymers, Foams and Fiber Networks
本文研究了由广义刚性聚合物组成的纤维材料的弹性。结果表明,在对比蜂窝泡沫状结构仿射应变场一般是不稳定的。相反,网络的结构和其构建块的弹性性质之间的微妙相互作用导致了具有中间渐近标度制度的有趣的机械性质。我们提出了详尽的数值研究的基础上补充的比例参数的有限元方法。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact solution for the force-extension relation of a semiflexible polymer under compression
精确解的弹性和热力学性质的蠕虫状链模型阐述的Mathieu函数。从力-伸长关系出发,分析了固支聚合物经典欧拉屈曲不稳定性的涂抹现象。有趣的是,在强压缩力的热波动导致更大的伸长率比弹性杆。定义为力-延伸关系的导数的敏感性在接近临界欧拉屈曲力的力处显示出显著的最大值,随着持续长度的增加。我们还计算了压缩引起的过剩熵和热容,发现它们随载荷非单调变化。这些发现得到了伪布朗模拟的证实。
2017-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonaffine rubber elasticity for stiff polymer networks
我们提出了一个理论的弹性交联刚性聚合物网络。刚性聚合物与柔性聚合物不同,是高度各向异性的弹性物体。与机械梁类似,刚性聚合物在弯曲时容易变形,而它们在拉伸力(“拉伸”)方面更硬。与以前的方法不同,网络弹性来自拉伸模式,我们的理论正确地解释了软弯曲响应。一个自洽的有效介质的方法是用来计算宏观弹性模量从微观表征的变形场的“软盘模式”-低能量弯曲激发,保持高度的非亲和性。表征出现的非亲和性的长度尺度由"纤维长度“$l_f$给出,定义为聚合物保持直的尺度。计算的剪切模量的标度特性与最近在二维模型网络中获得的模拟结果非常一致。此外,我们的理论可以应用于合理化散装流变学数据重构肌动蛋白网络。
2007-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological entropy of a stiff ring polymer and its connection to DNA knots
本文讨论了拓扑约束下环状聚合物的熵。我们称之为聚合物的{ \it拓扑熵}。环状聚合物在任何热波动下都不会改变其拓扑结构(结型)。通过使用一些结不变量的数值模拟,我们表明,刚性环聚合物与固定结的拓扑熵描述的缩放公式作为一个函数的厚度和长度的圆形链。这一结果与对于刚性聚合物如DNA,链的长度和直径应该在其统计和动力学性质中起核心作用的观点一致。此外,我们表明,新的公式扩展了已知的理论公式的DNA结。
2001-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Force induced conformational transition in a system of interacting stiff polymer: Application to unfolding
我们考虑一个刚性的聚合物链在不良溶剂中,并施加一个力在链的一端。我们发现,通过改变刚度参数,聚合物经历了一个转变,从小球状态的折叠状态。折叠状态的构象模拟了肌联蛋白分子中所见的$β$ -折叠。利用精确计数技术,我们研究了这类系统的拉伸力图和力-温度图。力-温度图显示了柔性链的再进入行为。然而,对于刚性链,这种再进入行为是不存在的,并且随着刚性的升高,$θ$ -温度增强。我们进一步提出,有关冻结结构的聚合物的内部信息可以读取从端到端的距离的分布,显示出锯齿状的行为。
2007-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Perturbation Theory for Path Integrals of Stiff Polymers
刚性聚合物的蠕虫链模型是一个在一维时空中的非线性$σ$模型,其中末端是自由波动的。这导致了重要的差异,目前可用的理论只存在于周期性和狄利克雷边界条件。我们适当地修改这个理论,并显示如何执行一个系统的大刚度扩展的所有物理上有趣的数量的权力$L/ξ$,其中$L$的长度和$ξ$的持久性长度的聚合物。这需要特殊的程序,规范高度发散的费曼积分,我们已经在以前的工作。我们表明,通过添加到未微扰作用的校正项${\cal A}^{\rm corr}$,我们可以计算所有的费曼图与满足Neumann边界条件的格林函数。我们的扩展产量,订单订单,适当规范化的端到端的分布函数在任意尺寸$d$,它的偶数和奇数的时刻,和两点关联函数。
2005-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-temperature buckling of an extensible rod
热涨落可以在小尺度弹性物体的屈曲中发挥重要作用,例如聚合物或纳米管。本文通过分析弹性涨落修正,研究了可伸长杆的有限温度屈曲转变。我们发现,在两个和三个维度,热波动延迟的屈曲过渡,和附近的过渡,有一个关键的制度,其中波动是突出的,并作出贡献的有效力是顺序$\sqrt{T}$。我们用蒙特卡罗模拟验证了我们对相图的理论预测。
2015-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling of transverse and longitudinal response in stiff polymers
刚性聚合物的时间依赖性横向响应,表示为弱弯曲蠕虫状链(WLC),在线性水平上是很好理解的,其中横向自由度独立于纵向自由度演变。我们发现,超出一个特征的时间尺度,横向和纵向运动的非线性耦合在一个不可扩展的WLC显着削弱了聚合物的响应相比,广泛使用的线性响应预测。相应的反馈机制是合理化的缩放参数和量化的多尺度的方法,利用横向和纵向相关长度尺度的固有分离。交叉标度律和精确的分析和数值解的特征响应量推导出不同的实验相关的设置。我们的研究结果适用于细胞骨架丝以及张力下的DNA。
2007-09-03 cond-mat.soft q-bio.BM
Packaging stiff polymers in small containers: A molecular dynamics study
刚性聚合物如何能够包装成小容器的问题与病毒中DNA包装的研究特别相关。一个简化的版本的问题的基础上粗粒度表示的主要组成部分的系统-的DNA聚合物和球形病毒衣壳-已被研究的分子动力学模拟。结果,涉及较长的聚合物比在早期的工作,表明随着聚合物变得更加刚性有一个增加的趋势,自组织的线轴,从内到外,而不是相反的方向,以前看到的。在最终状态下,大部分聚合物被包装到一个或多个同轴线轴中,以不同的取向同心分层,这是一种无需扭曲聚合物即可实现的包装形式。
2016-09-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Van der Waals interaction between polymers with sequence-specific polarizabilities: Stiff polymers and flexible Gaussian coils
我们考虑了一对聚合物之间的范德华相互作用与淬灭的非均匀序列的局部极化率沿其主链,并研究了有效的成对相互作用能刚性聚合物和柔性高斯线圈。特别地,我们专注于极化率序列对是(i)~不同的和(ii)~相同的情况。我们发现,不同的和相同的高斯线圈的成对相互作用能都是各向同性的,并表现出相同的衰减行为的分离大于回转半径,在对比不同的和相同的刚性聚合物的取向各向异性的相互作用能。对于高斯线圈和刚性聚合物,相同的聚合物之间的吸引力的相互作用增强,如果极化率序列是更不均匀的。
2015-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Writhing Geometry of Stiff Polymers and Scattered Light
一条光滑线的几何特征是局部的曲率和挠率,或全局的扭曲。在许多情况下的物理利益的线,但是,不顺利,使经典的弗伦内描述的几何打破无处不在。一个例子是一个热化的刚性聚合物,如DNA,其中分子的形状是布朗过程的积分。在这样的系统中,自然帧由并行传输定义。为了计算这种非光滑线的蠕动,我们研究了球面上随机游动的面积分布。这些结果的一种新的换位发生在多次光散射的光路的扭曲引起最近在胶体悬浮液中的散射实验中观察到的Berry相。
2001-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A universal strategy for decoupling stiffness and extensibility of polymer networks
提出以可折叠瓶刷形聚合物替代线性网络链,通过主链展开释放长度、侧链控制模量,在保持30 kPa杨氏模量的同时将断裂应变提升40倍。
2024-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Knots as Topological Order Parameter For Semi-Flexible Polymers
使用的复制交换蒙特卡罗算法和multicanonical方法相结合,我们调查的弯曲刚度的影响上的构象相的珠棒均聚物模型,并提出了伪相图的完整范围的半柔性聚合物,从灵活的刚性。虽然是一个简单的模型,我们观察到丰富多样的构象相,让人想起观察到的合成聚合物或生物聚合物的构象。通过改变模型的内部抗弯刚度,模型呈现出弯曲、发夹、环形等不同的伪相。特别是,我们发现了一个明确的相位共存,但几乎没有变化的平均总能量的化学稳定的结和过渡到这些打结的阶段。
2015-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium effects in chaperone-assisted translocation of a stiff polymer
伴侣辅助的生物聚合物易位是提出的易位\textit{in vivo}的主要模型。动态蒙特卡罗方法被用来模拟易位的刚性均聚物通过纳米孔驱动的分子伴侣。分子伴侣是一种蛋白质,它结合到靠近壁的聚合物上,并防止其通过顺式侧回滑。重要的参数包括结合能、分子大小和分子伴侣的局部浓度。这些局部浓度的分布,建立了分子伴侣的分布。在这里,我们调查的结合能,大小和伴侣在其平衡的指数分布的影响,在每个步骤中的聚合物易位需要稳定的易位时间。模拟结果表明,在分子伴侣具有单体大小($λ=1$)和/或正有效结合能和/或均匀分布的情况下,分子伴侣结合平衡速率/频率小于每个单体的$5$次。然而,在某些特殊情况下,在分子大小为$λ>1$且有效结合能为负的分子伴侣的指数分布中,平衡速率将偏离到每个单体$20$倍以上。我们发现,这种非平衡效应导致超扩散,前面看到的。此外,我们从理论上证实了平衡过程。
2017-10-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Transverse fluctuations of grafted polymers
本文用蒙特卡罗模拟研究了二维嵌入空间中任意刚度接枝聚合物的统计力学。自由端的概率分布函数被发现是高度各向异性和非高斯典型的半柔性聚合物。在横向方向上的约化分布,在刚性和柔性极限下为高斯分布,在中间刚度下显示出双峰结构。我们还探讨了在聚合物自由端施加横向力的响应。我们确定F-肌动蛋白作为讨论的效果的理想基准。
2003-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Phase Transitions of Single Semi-stiff Polymer Chains
我们数值研究了具有最近邻吸引和能量偏好的半柔性均聚物的晶格模型。为此,我们使用一种新的算法,“修剪-丰富Rosenbluth方法”(PERM)。这是非常有效的相对开放的配置在高温和紧凑和冻结在低T状态。这使我们能够详细地研究作为nn-吸引力和刚度x的函数的相图。它显示了一个θ-塌缩线,从开放的线圈过渡到熔融的紧凑的小球(大)和一个冻结过渡到一个状态与取向的全球秩序(大刚度x)。定性地说,这类似于最近研究的平均场论(Doniach等(1996),J. Chem. Phys. 105,1601),但有重要的区别。与平均场论相反,θ-温度随刚度x增加。冻结温度增加得更快,并在x的有限值处达到θ线。对于更硬的链,冻结转变直接发生而不形成中间球状态。虽然与平均场理论相反,但后者已经由Doniach等人基于低统计量的蒙特卡罗模拟进行了验证。最后,我们讨论了本模型作为一个非常粗糙的蛋白质折叠模型的相关性。
1997-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Translocation of stiff polymers through a nanopore driven by binding particles
我们调查的刚性聚合物的易位在存在的结合粒子通过纳米孔的二维Langevin动力学模拟。我们发现,平均移位时间显示出最小值的结合能$ε$和粒子浓度$ϕ$的函数,由于从结合力和摩擦力的相互作用。特别地,对于强结合,易位以由摩擦力的显著增加引起的降低的易位速度进行。此外,$ε$和$ϕ$对易位时间的分布有显著影响。随着$ε$和$ϕ$的增加,它经历了一个从弱结合下的非对称宽分布到强结合下的近似高斯分布的过渡,其宽度逐渐变窄。
2012-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Semiflexible Filamentous Composites
受自然界中普遍存在的复合丝状网络的启发,我们研究了由相互连接的柔软和坚硬的细丝组成的生物聚合物网络模型。三维数值模拟使我们能够探索刚性和松弛部分c_s和c_f之间的应力和应变的微观分配,并揭示了刚性聚合物的力学行为和相对分数之间的非平凡关系:当几乎没有刚性聚合物时,未膨胀的刚性"内含物“通过包围的松软基质而被保护免于大变形,而在刚性材料的更高分数下,刚性网络独立地扩展并且主导机械响应。
2010-08-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Self-buckling and self-writhing of semi-flexible microorganisms
本文通过将半柔性Kirchhoff杆模型与动态鞭毛取向场耦合,推导Euler-Poincaré方程,揭示了多鞭毛细菌自屈曲与自扭转的分岔机制,并确定了维持有效运动的刚度下限。
2023-03-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn