Elasticity of a Freely Jointed Chain with Quenched Disorder
本文提出qFJC模型描述聚合物局部弯曲刚度的淬火无序，在Gibbs系综下分析了其拉伸弹性，获得了有限尺寸系统的精确力-伸长关系递推式及热力学极限下的响应函数，并应用于rod-coil多嵌段共聚物。
2025-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Bending Elasticity of the reversible Freely Jointed Chain
本文研究可逆自由连接链在固定力系综下的弯曲行为，通过配分函数递推和解析计算揭示了弯曲柔量与闭合铰链比例的非单调性，并建立了与蠕虫状链模型的联系。
2024-12-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Off-lattice Monte Carlo Simulation of Supramolecular Polymer Architectures
我们引入了一个有效的，可扩展的蒙特卡罗算法来模拟自由连接和离散蠕虫状链的交联体系结构。键的运动是基于离散的tracket结构，其影响构象的变化，完全保持固定长度的限制，所有的债券。该算法再现已知的端到端的距离分布简单，易于分析的交联刚性和自由连接的聚合物的系统，并用于确定有效的持久性长度的短束的半柔性蠕虫状链，相互交联。它揭示了一个可能的调节机制在捆绑网络：有效的持久性束控制的连接密度。
2010-12-24 cond-mat.soft
Emergent dynamics due to chemo-hydrodynamic self-interactions in active polymers
本文以自推进液滴为单体制备自由连接活性聚合物，结合实验与最小模型模拟，揭示化学-流体动力学自相互作用引发的C形刚性、弹道及振荡推进机制。
2024-08-03 cond-mat.soft
Chain Flexibility and the Segmental Dynamics of Polymers
使用分子动力学模拟，我们研究了一个家庭的模型聚合物的动态变化的链长和扭转势垒。我们专注于实验上看到的聚合物的动力学特性，但在自由旋转和自由连接的链的模拟中没有。随着链长的增加，压缩致密化的能力，以及在恒定的链段松弛时间下从恒定的Johari-Goldstein松弛时间的偏离，体积对链段动力学的影响减小，这些影响都有一个共同的起源-扭转刚度，并且对于更刚性的链，这些影响变得越来越明显。
2019-06-10 cond-mat.soft
Entropic force of cone-tethered polymers interacting with a planar surface
计算机模拟用于表征一种或多种聚合物的熵力，所述聚合物被拴系到与附近的硬平面相互作用的硬锥形物体的尖端。修剪丰富的罗森布鲁斯方法（PERM）的蒙特卡罗模拟被用来计算的变化的构象自由能，$F$，硬球聚合物相对于锥尖到表面的距离，$h$，从其中的变化的熵力，$f\equiv |dF/dh|$，与$h$被确定。我们考虑以下情况：（1）单个自由连接的拴系链，（2）单个半柔性拴系链，（3）多个等长的自由连接的链，每个链都拴在锥尖上。模拟结果用于测试Maghrebi等人（EPL，96，66002（2011）; Phys.Rev.E86，061801（2012））的预测的有效性，所述预测为$f\propto (γ_\infty-γ_0) h^{-1}$，其中$γ_0$和$γ_\infty$分别是用于$h=0$和$h=\infty$的栓系聚合物的配分函数的通用标度指数。测得的功能$f(h)$一般是一致的预测，与理论中采用的近似所产生的小的定量差异。在多个拴系聚合物的情况下，每个聚合物的熵力大致恒定，这与预测定性不一致。
2022-08-01 cond-mat.soft
Quantitative analysis of chain packing in polymer melts using large scale molecular dynamics simulations
我们用分子动力学模拟对聚合物熔体中的链堆积进行了定量分析。分析涉及构建Voronoi镶嵌在平衡配置的聚合物熔体。在这项工作中，我们专注于温度和聚合物骨架刚性对包装的影响。我们发现，Voronoi多面体附近的链端的体积比周围的其他网站沿骨干。此外，我们证明了骨架刚度（通过固定键角调整）以显着的方式影响Voronoi细胞分布，特别是在较低的温度下。对于具有固定键角的链组成的熔体，Voronoi胞分布被发现比没有任何角度限制的自由连接的链更宽。随着温度的升高，骨架刚性对Voronoi晶胞分布的影响逐渐减小，变得与自由连接链的相似。证明依赖性的Voronoi细胞体积的分布上的聚合物的性质被认为是重要的有效地设计的聚合物材料，用于各种能源应用。
2011-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecular chains under tension: Thermal and mechanical activation of statistically interacting extension and contraction particles
这项工作介绍了一种方法的统计力学分析的聚合物链的张力控制下的光学或磁镊子在热平衡与嵌入流体介质。单体之间的单键或单体的整个基团对张力的响应由代表伸展或收缩量子的统计相互作用粒子的活化控制。这种分析方法能够描述自由连接或蠕虫状链的热不弯曲，线性或非线性轮廓弹性，以及包括协同效应的结构变换。这种方法的多功能性证明在应用程序中的双链DNA进行扭转不受约束的拉伸跨越三个制度的机械响应，包括过度拉伸过渡。三个政权的力延伸的特点，来自一个单一的自由能表达式，准确地匹配的经验证据。
2020-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact solution for a general FJC polyelectrolyte model with up to Next Nearest Neighbour Interactions
本文针对可电离珠子、刚性键且含至次近邻德拜-休克尔静电作用的自由连接链聚电解质模型，用转移矩阵法求得构象与质子化性质的精确解，并揭示有限链端基效应及向无限链极限的快速收敛。
2024-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Calculation of a fluctuating entropic force by phase space sampling
在热平衡中，钉扎在空间中的聚合物链在钉扎点上施加波动力。从统计力学中可以很好地理解这种波动力的平均值是一种熵力，但对基本的力分布知之甚少。在这里，我们介绍了两种相空间采样方法，可以产生的平衡分布的瞬时力施加的终端钉扎聚合物。在这些方法中，代表自由连接链的质点的位置和动量都根据空间约束和总能量的Boltzmann分布进行扰动。使用拉格朗日动力学计算每个构象和动量的约束力。使用终端钉扎链在空间和表面上，我们表明，力的分布是高度不对称的拉伸和压缩力。最重要的是，平均值的分布，这是等于熵力，是不是最可能的力量，即使是长链。我们的工作提供了深入了解熵力的机械起源，和一个有效的计算工具，无偏采样的相空间的约束系统。
2015-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Cross-linked pair of polymer chains under strong tension
Kyungpook National University（庆北国立大学）
研究了两种交联聚合物系统在强拉伸 regime 中的弹性响应，分析了自由连接链和蠕虫状链的力-伸长关系，以及交联端点的纵向和横向不匹配，发现交联不影响张力弹性但显著抑制横向波动。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stabilizing the Hexagonal Close Packed Structure of Hard Spheres with Polymers : Phase diagram, Structure, and Dynamics
我们使用蒙特卡罗模拟研究了胶体硬球和自由连接的珠链的二元混合物的相行为。最近Panagiotopoulos和同事预测[国家通讯社。5，4472（2014）]，硬球的六方密堆积（HCP）结构可以在这样的混合物中稳定，这是由于聚合物与晶相中的空隙结构之间的相互作用。他们的预测是基于在HCP和竞争的面心立方（FCC）相中添加单个硬聚合物链的自由能惩罚的估计。在这里，我们使用自由能计算的完整的二元混合物的相图计算，并找到一个广泛的流体-固体共存区域和亚稳态气液共存区域。对于在这项工作中考虑的胶体单体的尺寸比，我们发现，HCP相是稳定的，只有在一个小的窗口，在相对较高的聚合物储层填充分数，共存的HCP相是近紧密堆积。此外，我们调查这些混合物的结构和动态行为。
2016-05-02 cond-mat.soft
Correlation between flexibility of chain-like polyelectrolyte and thermodynamic properties of its solution
用正则蒙特卡罗模拟方法研究了含电荷低聚物和等效反离子数的模型溶液的结构和热力学性质。低聚物表示为（柔性）自由连接的链或带电硬球的线性（刚性）阵列。根据电解质溶液的原始模型，反离子被模拟为带电硬球，溶剂被模拟为介电连续体。显着差异的对分布函数，获得刚性（棒状）和柔性模型，但在热力学性质，如稀释焓和过剩化学势的差异，是不太显着。结合实验数据对实验结果进行了讨论.模拟结果表明，偏离完全扩展（棒状）构象产生稍强的结合抗衡离子。另一方面，聚离子的灵活性，即使与离子尺寸效应相结合，也不能归咎于稀释焓的理论结果和实验数据之间的定性差异。
2012-02-20 cond-mat.soft
Self-induced hydrodynamic coil-stretch transition of active polymers
我们分析了活性聚合物模型的构象动力学和统计性质。该聚合物被描述为一个自由连接的珠棒链受到随机的主动力偶极子，作用于悬浮溶剂，在那里他们驱动长距离的流体流动。使用朗之万模拟孤立链在无限制的域，我们展示了如何耦合的活动流与聚合物构象导致紧急动态。具有可收缩偶极的系统的行为类似于由于偶极流而具有增强的波动的被动布朗链。然而，在具有可扩展偶极子的系统中，我们的模拟揭示了一个活跃的线圈拉伸过渡，从而聚合物自发地展开并在其自身的自诱导流体动力学流动中伸展，并且我们表征了这种过渡的无量纲活动参数比较活跃的偶极力热波动。我们讨论了我们的研究结果的背景下，经典的被动聚合物在拉伸流动的线圈拉伸过渡，并补充我们的模拟与一个简单的动力学模型的活性三聚体。
2022-01-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Brownian motion of flexibly-linked colloidal rings
与线性聚合物相比，环状聚合物具有独特的性质，这是由于它们的拓扑封闭结构没有起点或终点。由于分子量的多分散性和不期望的副产物如链的存在，对分子环聚合物的实验测量具有挑战性。在这里，我们研究了环状聚合物的实验模型系统，该系统由$n$ =4的柔性连接的微米级胶体环组成。8个部分。我们表征这些灵活的胶体环的构象，并发现它们是自由连接的空间限制。我们测量它们的扩散行为，并将其与流体动力学模拟进行比较。有趣的是，与胶体链相比，柔性胶体环具有更大的平移和旋转扩散系数。与链相反，它们的内部变形模式显示出对于$n\lesssim 8$的较慢的波动和对于较高的$n$值的饱和。我们表明，来自环结构的限制，导致这种减少的灵活性小$n$，并推断预期的缩放的灵活性作为环的大小的函数。我们的发现可能对合成和生物环状聚合物的行为以及松软胶体材料的动力学模式产生影响。
2022-09-27 cond-mat.soft
Conformation-Mediated Kinetics of Polymer Chain Scission under Tension
University of Oxford（牛津大学）
本文开发了考虑三维构象涨落的统计力学框架，揭示张力下聚合物链断裂的构象介导动力学，为聚合物损伤与断裂的网络尺度模型提供物理输入。
2026-08-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Theory and Monte Carlo simulations for the stretching of flexible and semi-flexible single polymer chains under external fields
微观力学实验的最新发展允许以两种主要方式操纵单个聚合物分子：由外力拉伸的\textit{uniform}和由外场拉伸的\textit{non-uniform}。因此，对于特定种类的聚合物和特定的几何形状，可以获得许多结果。在这项工作中，我们描述了一个单一的，非支化的聚合物分子的非均匀拉伸由外部场（例如，在均匀运动的流体，或均匀的电场）由一个通用的物理框架，导致不同类型的聚合物的一般结论。基于经典统计力学，我们推导了自由连接链和蠕虫链模型的解析结果。此外，我们提供了一个Monte Carlo数值分析的机械性能的柔性和半柔性聚合物锚定在一端。模拟证实了分析成果，而且允许研究的情况下，理论不能提供明确的和有用的结果。在所有情况下，我们评估的平均构象的聚合物和它的波动统计的链长，弯曲刚度和场强的函数。
2012-10-23 cond-mat.soft math-ph math.MP
Entropy-induced Microphase Separation in Hard Diblock Copolymers
虽然熵可以诱导相行为，这是丰富的能量系统中看到的，微相分离仍然是一个非常罕见的现象在熵系统。在本文中，我们提出了一个密度泛函方法来研究熵驱动的微相分离的可能性在两嵌段共聚物。我们的模型系统由自由连接的细长硬棒组成的共聚物。这两种类型的单体链段具有相当的长度，但直径显著不同，后者的差异提供了相分离的驱动力。同时，这些系统也可以表现出液晶相。我们对待这个系统在适当的推广Onsager近似链状粒子。使用线性稳定性（分叉）分析，我们分析确定的发病的microseparated和长链的双相。我们发现，对于非常长的链，微观分离相总是先于向列相。在无限长链的极限下，链内的相关性变为高斯，方法变得精确。这使我们能够定义一个高斯极限，其中的理论大大简化和微相分离和液晶形成之间的竞争可以基本上分析研究。我们的主要结果是相图作为一个功能的有效直径差，段组成和段的长度比。我们还确定的位置顺序的振幅作为一个功能的位置沿链在发病时的微相分离不稳定性。最后，我们给出了如何在实验中观察到这种类型的熵诱导的微相分离的建议。
2004-02-19 cond-mat.soft
Rapid Neural Network Prediction of Linear Block Copolymer Free Energies
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文提出基于机器学习的快速预测线性块共聚物超额自由能的方法，利用模拟数据训练神经网络，有效降低计算成本并提升自由能计算效率。
2026-03-18 cond-mat.soft cs.LG
Energy Barriers for Reversible Chain Scission and Healing under Tension with Displacement Control
Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, University of Texas（德克萨斯大学航空航天工程与应用力学系）；Oden Institute, University of Texas（德克萨斯大学奥登研究所）
提出可断裂自由连接链模型，揭示位移控制下聚合物链可逆断裂与愈合的能垒机制，预测速率依赖的断裂力存在上下界。
2026-06-07 cond-mat.soft
