Diffusion and Chemical Potential in Polymer Solutions
本文从热力学理论、扩散概念和全微分理论出发，对前面导出的排斥体积理论给出了数学证明。
2019-03-10 cond-mat.soft
Molecular rotors to probe the local viscosity of a polymer glass
我们研究了局部粘度的聚合物玻璃在其玻璃化转变温度附近使用环境敏感的荧光分子转子嵌入在聚合物基体。转子的荧光取决于局部粘度，并且测量探针的荧光强度和寿命因此允许测量当经历玻璃化转变时聚合物玻璃中的局部自由体积。这也使我们能够研究的局部粘度和自由体积时，聚合物薄膜被置于外部应力。我们发现，薄膜不均匀流动，但经历剪切带，这是可见的空间变化的自由体积和粘度。
2022-04-19 cond-mat.soft
Globule-like conformation and enhanced diffusion of active polymers
我们研究了由活性单体组成的聚合物的动力学和构象。通过布朗动力学模拟，我们表明，当每个单体的自推进的方向是对齐的骨干，聚合物经历了一个线圈到球状的过渡，突出的回转半径的标度指数的显着变化。同时，对于足够长的聚合物或大的自推进量，聚合物的质心的扩散系数变得基本上与聚合物尺寸无关。当单体的自推进不一定与聚合物的主链相切时，这些效应降低。我们的研究结果，合理化的最小随机模型，活性控制的聚合物，并可能为新一代的聚合物为基础的药物载体开辟了新的途径。
2018-05-28 cond-mat.soft
Modelling Polymer Self Diffusion: An Alternative Model to Reptation
在这里，一个替代模型来描述浓缩聚合物动力学的爬行。该模型假设链充当能够在压缩状态下彼此扩散的斑点。允许由团块经历的局部粘度小于宏观粘度允许确定粘度-分子量和扩散系数-分子量关系。
2022-02-24 cond-mat.soft
Stratification of polymer mixtures in drying droplets: hydrodynamics and diffusion
我们研究了蒸发诱导的分层的短和长的聚合物链的混合物在干燥液滴使用分子模拟。我们系统地研究这个过程中的流体动力学相互作用（HI）的影响，通过比较混合动力学模拟会计HI之间的聚合物通过多粒子碰撞动力学技术与自由排水Langevin动力学模拟忽略相同。我们发现，干燥的超微粒的形态是均匀的，当HI包括在内，但分层的核-壳结构（与短聚合物形成的壳）时，HI被忽略。模拟方法明确地将这种差异归因于两种模型中溶剂的处理。我们合理化的存在（或不存在）的分层通过测量现象学的多组分扩散系数的聚合物混合物。的扩散系数显示的重要性，不仅溶剂回流，但也HI之间的聚合物在控制干燥的超微粒形态。
2020-07-16 cond-mat.soft
Friction as a probe of surface properties of a polymer glass
我们探测玻璃态聚（甲基丙烯酸甲酯）透镜和涂有甲基封端的自组装单层的平面基板之间的界面处的摩擦温度依赖性。单层表现出密度缺陷，作为钉扎网站的聚合物链。我们表明，这样的界面的剪切响应支持存在，在玻璃状聚合物的表面，一个纳米厚的层的移动链。摩擦可以归因于在该层中的粘性耗散和吸附在衬底上的链的脱钉之间的相互作用。我们进一步证明了钉扎动力学是由局域在界面的β旋转运动控制的。
2007-07-13 cond-mat.soft
Diffusion of a sphere in a dilute solution of polymer coils
通过求解两粒子系统的Smoluchowski方程和应用广义Einstein关系（涨落耗散定理），计算了低密度极限下球形示踪粒子在聚合物溶液中的短时和长时扩散系数.示踪剂颗粒以及聚合物线圈被理想化为具有溶剂的无滑移边界条件的硬球，但聚合物线圈的流体动力学半径被允许小于直接相互作用半径。我们考虑流体动力学相互作用的粒子距离的第11阶。在小分子聚合物的极限下，得到了预期的广义Stokes-Einstein关系，对于大分子聚合物，长时间扩散系数也大致服从广义Stokes-Einstein关系，而短时间扩散系数则不服从广义Stokes-Einstein关系。我们找到了良好的定性和定量的协议实验。
2009-08-12 cond-mat.soft
Three-dimensional Brownian diffusion of rod-like macromolecules in the presence of randomly distributed spherical obstacles: Molecular dynamics simulation
用分子动力学（MD）模拟研究了棒状聚合物在随机分布球形障碍物存在下的布朗扩散。据观察，这些大分子的约化扩散系数对可用体积分数的依赖性可以合理地描述由幂律函数。尽管柔性聚合物的扩散受阻的情况下，其中降低的扩散系数具有对聚合物长度的弱依赖性，但在棒状聚合物的情况下，这种依赖性是明显强的。这些大分子在障碍物的存在下的扩散被观察到在短时间尺度上是异常的，在长时间内是正常的。的异常扩散制度的持续时间被发现，增加非常迅速的聚合物的长度和阻塞的体积分数。这些聚合物的扩散动力学的观察，跨越从劳斯爬行类型的障碍物的密度增加。
2010-12-06 cond-mat.soft
Dynamic percolation theory for particle diffusion in a polymer network
示踪剂扩散的小分子通过致密系统的链聚合物内的非热晶格模型，其中硬核相互作用被考虑在内的网站排除原理。提出了这个问题到动态渗流理论的近似映射。这种方法示出的示踪剂的相关因子的分子作为密度和链长的函数提供的非泊松性质的时间更新的无序配置被适当地考虑到产生定量的结果。
2001-10-05 cond-mat.soft
Transport of probe particles in polymer network: effects of probe size, network rigidity and probe-polymer interaction
微观参数对不同复杂环境中探针粒子动力学的影响的基本认识具有广泛的意义。例子包括蛋白质在生物水凝胶，多孔介质，聚合物基质等的扩散在这里，我们使用广泛的分子动力学模拟，以研究在一个聚合物网络上的钻石晶格，提供大量的拥挤模拟细胞环境的探针粒子的动态。我们的模拟表明，探针的动力学越来越受到限制，非高斯和subdiffusive增加网络的刚性，结合亲和力和探针的大小。此外，由于粘弹性和周围网络的束缚，速度自相关函数呈现负向下降。这些观察结果与一般实验结果一致。令人惊讶的是，对于尺寸与筛目尺寸相当的探针颗粒，已经观察到无限制的运动吞没大的长度尺度。这种情况发生在更灵活的聚合物网络中，它很容易被更大的探针推动。我们的研究给出了在不同背景下遇到的探针在凝胶状介质中运输的一般定性图片。
2019-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of a ring polymer in good solution via the Brownian dynamics
本文用具有流体动力学相互作用的布朗动力学方法计算了相同分子量的环状和线型聚合物在良溶剂中的扩散常数D_{R}和D_{L}。在重整化群中应该是普适的比率$C=D_{R}/D_{L}$在大N极限下被估计为$C= 1.11 \pm 0.01$。它应该与合成聚合物的一致，而它小于DNA如$C \approx 1.3$的。此外，环聚合物是一个非平凡的结的概率被发现是非常小的，而键交叉可能会发生在几乎所有的时间步骤，在本模拟实现了良好的溶剂条件。
2008-04-21 cond-mat.soft
Tracer diffusion in a sea of polymers with binding zones: mobile vs frozen traps
我们使用分子动力学模拟来研究示踪剂在具有示踪剂特定结合区的聚合物海中的扩散。这些结合区起着陷阱的作用。我们的模拟表明，示踪剂可以进行正常的，但在某些情况下，非高斯扩散，例如，当聚合物与陷阱是冻结在空间中的体积分数和结合强度的陷阱是中等的。在这种情况下，当示踪剂移动时，它经历异构环境，并表现出受限的连续时间随机游走（CTRW）样运动，从而导致非高斯行为。此外，长时间动力学变得subdiffusive的陷阱的数目或结合强度的增加。然而，如果聚合物是流动的，那么示踪剂动力学是高斯的，但可以是正常的或亚扩散的，这取决于陷阱的数量和结合强度。此外，随着结合强度和聚合物陷阱数量的增加，示踪剂被捕获的概率增加。另一方面，即使在相对高的拥挤度下，去除结合区也不会导致捕获。我们的模拟还表明，捕获概率随着示踪剂的尺寸的增加而增加，对于具有冷冻聚合物背景的较大示踪剂，动力学仅为弱非高斯但高度亚扩散。我们的意见是在相同的精神，发现在许多最近的实验示踪剂在聚合物材料中的扩散和问题的有效性高斯理论来描述扩散在拥挤的环境中一般。
2016-09-16 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulation of Solvent-Polymer Interdiffusion. I. Fickian diffusion
采用大尺度分子动力学和蒙特卡罗模拟技术研究了溶剂在聚合物熔体中的互扩散。溶剂浓度曲线和聚合物的增重已被测量为时间的函数。发现权重增益与t^{1/2}成比例，这是Fickian型扩散所期望的。浓度分布非常适合假定菲克第二定律与恒定的扩散率。从拟合菲克第二定律发现的扩散系数被发现是独立的时间和等于自扩散常数在稀溶剂的限制。我们分别计算的扩散系数作为浓度的函数，使用Darken方程，并发现扩散系数基本上是恒定的相关的相互扩散的浓度范围。
2003-10-18 cond-mat.soft
A Unified Model for Non-Fickian Diffusion and Anomalous Swelling of Glassy Polymer Gels
提出统一理论模型，通过将玻璃态聚合物视为粘弹性凝胶并考虑浓度依赖的弛豫时间，统一解释非菲克扩散与非单调溶胀，并给出可实验检验的预测。
2024-04-23 cond-mat.soft
Reactions at Polymer Interfaces: Transitions from Chemical to Diffusion-Control and Mixed Order Kinetics
我们研究了聚合物-聚合物界面处末端官能化链之间的反应。对于小的化学反应性（典型情况），形成的二嵌段数$R_t$服从二级化学控制动力学$R_t \sim t$，直到界面饱和。对于高反应性（例如自由基），在短时间内发生向二级扩散控制动力学的转变，其中$R_t \sim t/\ln t$用于未缠结的链，而$t/\ln t$和$t^{1/2}$状态用于缠结的链。长时间的动力学是一阶和控制扩散的更稀的物种的界面：$R_t \sim t^{1/4}$的非纠缠的情况下，而$R_t \sim t^{1/4}$和$t^{1/8}$制度出现纠缠系统。最终的第一阶区域由重心扩散$R_t \sim t^{1/2}$控制。
1998-12-21 cond-mat.soft
Quantum Diffusion in Polaron Model of poly(dG)-poly(dC) and poly(dA)-poly(dT) DNA polymers
本文数值研究了在色噪声影响下poly（dG）-poly（dC）和poly（dA）-poly（dT）DNA聚合物模型中电子的量子扩散.随机性是由沿着堆叠的碱基对的两个连续碱基之间的距离的波动引入的。我们证明了在该模型中，相关的衰减时间可以控制电子波包的传播。此外，它表明，在一个运动的窄化制度的平均波动导致弹道传播的波包，并在绝热制度的电子状态的影响，本地化。
2007-05-18 cond-mat.soft
A fluorescence correlation spectroscopy study of macromolecular tracer diffusion in polymer solutions
我们讨论了示踪剂聚苯乙烯链的动力学随基质聚苯乙烯链溶解在甲苯中的浓度而变化的方式。使用荧光相关光谱和理论，它表明，基质聚苯乙烯链的合作扩散系数可以通过荧光相关光谱测量在半稀释纠缠浓度制度。此外，自扩散系数的示踪聚苯乙烯链可以检测到任意浓度。测得的合作扩散系数是独立的示踪剂聚苯乙烯链的分子量，因为它是一个特性的瞬态纠缠网络。
2010-11-30 cond-mat.soft
Diffusion mechanisms of localised knots along a polymer
我们考虑线性高分子链上局部结的扩散运动。特别是，我们推导出平均扩散时间的结之前，它逃离链，一旦它得到接近的链端之一。整个链在两端和结点位置之间的自蠕动（在此过程中，结点具有自由体积）导致扩散时间的L^3标度;对于足够长的链，亚扩散将使这一时间增加得更多。相反，我们建议局部“呼吸”，即，结区域（KR）及其紧邻区域内的局部构象重排，作为额外的机制。KR呼吸对扩散时间的贡献仅为二次方，即L^2，这大大加快了结的逃逸速度，即使对于很长的链，也能保证有限的结迁移率。
2006-09-20 cond-mat.soft
Diffusion of single long polymers in fixed and low density matrix of obstacles confined to two dimensions
本文用扩展键涨落方法数值研究了自回避聚合物在规则分布的障碍物（a=20）中的扩散特性。据我们所知，我们首次观察到中心单体$ϕ_{M/2}(t)$的均方位移表现出四种动力学状态，即，$ϕ_{M/2}(t) \sim t^{ν_m}$与$ν_m\sim 0.6$、3/8、3/4和1从最短到最长的时间方案。在第二和第三制度的指数很好地描述了在"自我回避管“的分段扩散。在第四（自由扩散）制度，我们已经数值证实了爬行时间$τ_d$和段数$M, τ_d\propto M^3$之间的关系。
1999-06-02 cond-mat.soft
Anomalous Translational Dynamics of Molecular Probes Near the Polymer Glass Transition
Department of Chemistry, Columbia University（哥伦比亚大学化学系）
研究分子探针在接近玻璃转变温度时的平动动力学，揭示动态异质性并提出理解玻璃形成体动力学的途径。
2025-12-20 cond-mat.soft
Interaction-Dependent Molecular Probing of Heterogeneous Glassy Dynamics in Polymer Melts
Jeju National University（济州国立大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示了分子探针与宿主环境相互作用强度如何影响其动态异质性，建立了探针动力学与宿主动态异质性的尺度依赖对应关系。
2026-09-29 cond-mat.soft
The conformation of thermoresponsive polymer brushes probed by optical reflectivity
我们描述了一个基于显微镜的光学设置，使我们能够进行空间和时间分辨的测量的光谱反射率的透明基板涂敷的薄膜。应用该技术研究了由聚（N-异丙基丙烯酰胺）接枝到玻璃上制成的温敏聚合物刷在水中的行为。我们表明，光谱反射率测量产生的构象和轴向结构的刷子作为温度的函数的定量信息。我们研究了分子参数（接枝密度、链长）对刷状聚合物水化状态的影响，为在聚合物的低临界溶解温度附近发生垂直相分离提供了为数不多的实验证据。聚（N-异丙基丙烯酰胺）刷循环温度后的滞后行为的起源也澄清。因此，我们证明，我们的光学技术允许刺激响应聚合物层的深入表征，这对于智能聚合物涂层在驱动，门控或传感应用中的合理设计至关重要。
2016-03-24 cond-mat.soft
Diffusion, phase behavior and gelation in a two-dimensional layer of colloids in osmotic equilibrium with a polymer reservoir
本文研究与聚合物储库渗透平衡的二维胶体层，考察非吸附性聚合物诱导耗竭吸引所导致的相行为与凝胶化，复现晶体—流体共存并发现局部结晶的新型凝胶结构，且结果与既有模拟和理论高度吻合。
2021-06-03 cond-mat.soft
Monitoring Diffusion of Reptating Polymer Chains by Direct Energy Transfer Method: a Monte Carlo Simulation
采用动力学蒙特卡罗方法模拟了高分子链在界面上的扩散。采用时间分辨荧光技术结合直接能量转移法测量了染料标记聚合物链的扩散范围。供体和受体标记的聚合物链在相邻隔室之间的扩散是随机产生的。在几个扩散步骤中模拟供体分子的荧光衰减曲线，以产生聚合物链的混合。供体和受体标记的聚合物链在隔间的混合比进行了测量，在扩散的各个阶段（快照）。据观察，对于一个给定的分子量，平均互穿轮廓长度被发现是成比例的混合比。Monte Carlo分析表明，曲线扩散系数与扩散过程中聚合物链的重量成反比。
2003-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Apex Exponents for Polymer--Probe Interactions
我们认为，自避免聚合物附着在一个不可穿透的探针的尖端。标度指数$γ_1$和$γ_2$表征聚合物通过一端或在其中点处附着的构型的数量，其随尖端的角度连续变化。这些顶点指数的计算分析$ε$ -展开，并在三维模拟数值。我们发现，当聚合物可以通过附着点移动时，它通常会滑向一端;顶点指数量化了穿过探针眼的熵障碍。
2004-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Study of Active Brownian Particle Diffusion in Polymer Solutions
采用Langevin动力学方法研究了活性布朗粒子在聚合物溶液中的扩散行为。我们发现，长时间的扩散系数$D$可以显示出非单调的依赖于颗粒尺寸$R$，如果主动力$F_{a}$是足够大的，其中一个较大的颗粒将扩散速度比一个较小的，这是相当违反直觉的。通过分析的短时间动态相比，被动的，我们发现，这种非平凡的依赖性的结果从ABP的持久性运动和长度尺度依赖的有效粘度的颗粒在聚合物溶液中经历的竞争。\textcolor{black}{We have also introduced an effective viscosity $η_{\text{eff}}$ experienced by the ABP phenomenologically. Such an active $η_{\text{eff}}$ is found to be larger than a passive one and strongly depends on $R$ and $F_{a}$} \textcolor{magenta}{.}另外，我们还发现在固定的$R$下，$D$对推进力$F_{a}$的依赖关系呈现出良好的标度形式，标度因子随$R$的变化而非单调变化。结果表明，活性相对纳米粒子在复杂溶液中的扩散起着相当微妙的作用。
2018-01-10 cond-mat.soft
Configurations of polymers attached to probes
我们研究聚合物连接到球形（圆形）或抛物面（抛物面）探头在三（二）维。自避免和随机行走检查数值。附着于具有曲率半径$R$的探针尖端的尺寸为$R_0$的聚合物的行为对于比率$s=R_0/R$的大值和小值定性地不同。我们证明，缩放的顺应性（力常数的倒数）$S/R_0^2$，和缩放的聚合物终点$<x_\perp>/R$的平均位置可以表示为$s$的函数。缩放顺应性是各向异性的，并且当$R_0\sim R$时在平行于表面的方向上相当大。表征聚合物构型数量的指数$γ$从小$s$时的平面边界特征值$γ_1$跨越到大$s$时反映探针整体形状的值。对于一个球形探针的交叉是一个不受阻碍的聚合物，而对于一个抛物线探针，我们不能排除一个新的指数。
2009-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized model for the diffusion of solvents in glassy polymers: From Fickian to super Case II
小溶剂分子在玻璃态聚合物中的扩散可以采取各种不同的形式。Fickian扩散、反常扩散、Case II扩散和超级Case II扩散都已被观察到，并且存在描述每种特定类型行为的理论模型。在这里，我们提出了一个单一的广义动力学模型，能够产生所有这些不同类型的扩散的基础上，只有两个参数。扩散类型的主要决定因素被观察到是一个无量纲的参数，$γ$，它描述了溶剂诱导的溶胀在降低分离可用的溶剂位点的势垒的影响。第二个参数$η$表征了溶剂在可利用位置静止时降低溶剂分子势能的效果，它只在较小程度上影响扩散类型。理论分析不包括任何明确的非局部时间的影响，其中一个例子是列入聚合物粘度的Mesquas-Windle模型;因此，它代表了一个变量的菲克第二定律利用浓度依赖性扩散时，$η$是小的。为了检查时间延迟膨胀的显著性，对包含历史依赖项的修改模型进行模拟。结果被发现是非常相似的时间-本地模型。
2017-07-26 cond-mat.soft
Tracer diffusion in crowded solutions of sticky polymers
在软物质物理学和生物学中，强受限几何结构和拥挤环境中的大分子扩散在很大程度上仍然是一个开放的课题。在本文中，我们采用大规模的朗之万动力学模拟研究如何扩散的示踪剂的影响的排斥体积和弱吸引的人群示踪剂相互作用的联合行动。我们考虑两种示踪剂，由Weeks-Chandler-Andersen（WCA）排斥势描述的标准硬核粒子和核心软化（CS）粒子，其模型例如，球状蛋白质、带电胶体和被聚合物刷覆盖的纳米颗粒。这些系统的特点是存在两个长度尺度的相互作用，可以显示水一样的异常，在其扩散，源于不同的长度尺度之间的固有竞争。在这里，我们报告了一个全面的研究，这两个示踪剂物种的扩散和结构在拥挤的环境中淬火配置的聚合物在增加密度。我们详细分析了示踪剂-聚合物的亲和力和系统密度如何影响运输相比，出现特定的静态空间相关性。特别是，我们发现，虽然几乎没有任何差异出现在WCA和CS颗粒的扩散性能，倾向于发展结构秩序大拥挤强烈受挫CS颗粒。令人惊讶的是，对于拥挤矩阵的足够大的亲和力，WCA示踪剂的扩散系数显示出非单调的趋势，因为它们的密度增加时，相比于零亲和力的情况。这种类似水的异常甚至比CS粒子观察到的还要大，并且似乎植根于排斥体积和亲和力效应之间的类似竞争。
2020-08-24 cond-mat.soft
Re-orientational dynamics of ring polymers in dilute solutions
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
研究了七种拓扑结构不同的聚合物链在无限稀释极限下的扩散动力学，发现拓扑结构显著影响旋转扩散系数，机械键的存在减缓了旋转扩散，揭示了分子拓扑对聚合物反应动力学的作用。
2025-07-12 cond-mat.soft
Diffusion dynamics of star-shaped macromolecules in dilute solutions
本文利用多粒子碰撞动力学研究稀溶液中星形聚合物链形状对质心扩散的影响，发现高各向异性星形链因旋转扩散较慢而具有更快的平动扩散速率。
2023-07-10 cond-mat.soft
Active Diffusion of Self-Propelled Particles in Semi-Flexible Polymer Networks
本研究通过 Langevin 动力学模拟与解析理论，揭示了半柔性聚合物网络中主动粒子的捕获-跳跃扩散机制，发现聚合物刚度、粒子尺寸与活性间的复杂相互作用规律，为生物凝胶内的货物运输与药物递送提供理论启示。
2024-01-09 cond-mat.soft
Optimal target search on a fast folding polymer chain with volume exchange
我们研究了搜索过程中的一个快速折叠的聚合物（“DNA”）的粒子（“蛋白质”），其搜索结合一维扩散沿链，利维型扩散介导的链循环，和体积交换的合奏目标。相对于物理参数，特别是对于最佳搜索，获得了搜索过程的丰富行为。
2006-01-06 cond-mat.soft
Cell-sized confinements alter molecular diffusion in concentrated polymer solutions due to length-dependent wetting of polymers
该研究以单组分聚合物溶液为对象，发现细胞尺寸限域下长链低润湿性聚合物聚集于液滴中心引发异质分布，使中心小分子扩散慢于本体，经分子模拟验证，揭示限域可作为多分散聚合物溶液的结构调控因子特异性调控分子扩散。
2023-03-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Brownian non-Gaussian polymer diffusion and queing theory in the mean-field limit
我们将聚合物质心的布朗非高斯扩散与微观原因联系起来：聚合物与单体恒化器接触时发生的聚合/解聚现象。反常行为是由聚合物临界点触发的，在巨正则系综中分离稀相和密相。在平均场的限制，我们建立联系与排队论，并表明，峰度的聚合物质心发散一样的响应函数时，系统变得临界，结果持有一般聚合物动力学（齐姆，劳斯，爬行）。平衡态和非平衡态行为的精确求解为新型随机建模和实验装置的研究提供了参考。
2022-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of small particles in a solid polymeric medium
我们分析了小颗粒在固体聚合物介质中的扩散，同时考虑了短程颗粒-聚合物相互作用。该系统是由一个三元晶格上的颗粒扩散，其中聚合物链段所占据的网站被封锁，那些形成的外壳的链对应的地方发生相互作用，其余的是空隙，其中的扩散是自由的。在没有相互作用的情况下，扩散系数仅显示出对聚合物链长的弱依赖性，并且其行为强烈类似于通常的位点渗滤。在存在相互作用的情况下，扩散系数（尤其是其温度依赖性）显示出非平凡的行为，这取决于相互作用的符号以及链的空隙和外壳是否渗透。温度依赖性可以是类Arrhenius或强烈非Arrhenius，这取决于参数。在有效介质近似下得到的解析结果与蒙特卡罗模拟的结果定性一致。
2012-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Translational Diffusion of Polymer Chains with Excluded Volume and Hydrodynamic Interactions by Brownian Dynamics Simulation
在Kirkwood理论中，我们研究了单个高分子链在稀溶液中的平移扩散系数，并着重讨论了短时Kirkwood值$D^{(K)}$与渐近长时值$D$之间的微小差别.我们用高精度的大尺度布朗动力学模拟计算了这个修正项，并表明它与严格变分结果$D < D^{(K)}$和重新导出的Fixman的Green-Kubo公式完全一致.这解决了由早期数值结果引起的难题（Rey { \em et al.}，Macromolecules 24，4666（1991）），这似乎表明了$D > D^{(K)}$ ;较旧的数据显示出不足以解决这个问题的统计准确性。然后，我们讨论了绿色-Kubo积分的一些细节。这个函数的行为非常不同的预平均与波动的流体动力学，所示的初始值的分析考虑证实的数值结果。我们还提出了进一步的数值数据链的静力学和动力学。
2003-01-30 cond-mat.soft
Cation Transport in Polymer Electrolytes: A Microscopic Approach
本文提出了聚合物电解质中阳离子扩散的微观理论。基于对PEO与LiBF $_4$的分子动力学模拟的深入分析，阳离子动力学的机制进行了表征。聚合物链之间的阳离子跳跃可以被识别为更新过程。这使我们能够获得一个明确的表达式，锂离子扩散常数D_{Li}通过调用聚合物的具体性质，如劳斯动力学。这扩展了以前的现象学和数值方法。特别地，可以预测D_{Li}的链长依赖性并与实验数据进行比较。这种依赖性可以在不涉及纠缠效应的情况下得到充分理解。
2007-05-11 cond-mat.soft
Diffusion coefficient for reptation of polymers with kinematic disorder
在修正的Rubinstein-Duke格子气模型中，利用周期边界条件，通过精确计算，给出了运动学无序缠结网络中高分子链扩散系数的一个下界.在无限长的链的限制，我们显示的聚合物的扩散运动被减慢的运动学紊乱的随机障碍模型中的一个单一的粒子由相同的因素。
2002-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-diffusion and Cooperative Diffusion in Semidilute Polymer Solutions as measured by Fluorescence Correlation Spectroscopy
我们提出了一个全面的调查聚合物扩散在半稀释制度的荧光相关光谱（FCS）和动态光散射（DLS）。使用单标记的聚苯乙烯链，FCS导致自扩散系数，而DLS给出完全相同的分子量和浓度的合作扩散系数。使用FCS，我们观察到一个新的快模式在半纠缠浓度制度以外的慢模式，这是由于自扩散。FCS数据与DLS获得的数据在相同的聚合物的比较表明，在FCS中观察到的第二模式是相同的合作扩散系数与DLS测量。通过深入分析和与现有理论模型的比较表明，FCS中观察到的这种新的合作模式是由于链之间通过瞬态纠缠网络进行有效的长程相互作用。
2010-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spinodal decomposition in polymer mixtures via surface diffusion
我们给出了明胶和右旋糖酐聚合物混合物中旋节分解的实验结果。在扩展的时间范围内，发现畴增长规律与t^1/4增长一致。从聚合物混合物的晶格模拟获得类似的结果。这种缓慢的生长是由于聚合物的体积迁移率受到抑制而引起的。在这种情况下，调幅分解是由材料沿畴界面的扩散输运驱动的，这产生了t^1/4增长定律。
2006-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular-to-polymeric crossover in ion diffusion in glyme-based electrolytes: from vehicular to hopping transport
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LPS（凝聚态物理实验室）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；LIPhy（凝聚态物理与统计物理实验室）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；LLB（低维材料实验室）
结合PFG-NMR、离子电导率测量和MD模拟，研究了甘醇二甲醚基电解质中单价阳离子和TFSI⁻阴离子在宽分子量范围内的扩散，发现了在n≈8处的交叉区域，从短链的载体机制转变为长链的跳跃机制，并伴随离子簇减少和阴离子迁移率增强。
2026-06-01 cond-mat.soft
Disentanglement Effects on the Welding Behaviour of Polymer Melts during the Fused-Filament-Fabrication Method for Additive Manufacturing
尽管3D打印有可能改变制造工艺，但打印零件的强度通常无法与传统制造零件相媲美。熔丝制造方法涉及熔化热塑性塑料，然后逐层挤出熔化的粘弹性材料以制造三维物体。层间焊缝的强度由熔体穿过界面的相互扩散和缠结控制。然而，随着印刷层向玻璃化转变温度冷却，扩散减慢。扩散还受到喷嘴中的高剪切速率的影响，其在焊接之前使聚合物微结构显著变形并解开。在本文中，我们模型的非等温聚合物松弛，缠结恢复，和扩散过程中发生的挤出后，调查的影响，典型的打印条件和无定形（非结晶）聚合物流变学的最终焊缝结构。虽然我们发现焊接厚度是聚合物尺寸的顺序，焊接的结构是各向异性的，相对解缠结;焊接处的机械强度降低归因于这种较低程度的缠结。
2017-03-27 cond-mat.soft
Activity Induced Enhanced Diffusion of a Polymer in Poor Solvent
该研究通过布朗动力学模拟探究不良溶剂下柔性活性聚合物的稳态动力学，发现其有效扩散常数随活性增强显著提升，且长时动力学符合普适的类Rouse标度关系。
2023-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion in Evaporating Polymer Solutions: A Model in the Dissipative Formalism of Nonequilibrium Thermodynamics
本文在非平衡热力学的框架内，将溶剂蒸发过程中聚合物溶液中的扩散过程建模为一个具有移动边界条件的热质耦合问题。从经典热力学基本方程出发，利用局部平衡假设推导出的控制方程，比以往的研究工作显示出更复杂的热量和非对流质量通量之间的联系。数值计算，使用显式有限差分格式进行，表明该模型能够捕捉聚合物溶液中的热扩散的效果。这种效应本身表现为在溶液浇铸过程中靠近热基底的溶剂局部浓度的增加。
2012-04-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Logarithmic coarsening and glassy behavior in a polymer model with mass-dependent diffusion
本文提出了一个具有密度增长阻挫机制的聚合物生长扩散模型，扩散速率为Arkenius形式，势垒为γ（m）~（m-1）^γ。它显示了涉及指数伽玛的非通用对数粗化。强玻璃行为被发现在典型的时间内消失的所有聚合物达到一个给定的长度，而不参考的平衡态的宏观系统。这些特征是通过数值模拟、标度理论和独立区间近似内主方程的解析解来预测的，这也提供了团簇尺寸分布。
2005-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality in the diffusion of knots
通过流体动力学相互作用下的布朗动力学，我们计算了具有给定结$K$的环状聚合物和具有相同分子量的线性聚合物在溶液中的扩散常数之间的普适比值.发现该比率相对于单体数$N$是恒定的，因此对于各种聚合物模型，在某些$N$的估计值在$N$的宽范围内实际上应该是有效的。有趣的是，该比率由打结曲线$K$的理想构象的平均交叉数（$N_{AC}$）确定，即理想结的平均交叉数。因此，理想纽结的$N_{AC}$应该是纽结动力学的基础。
2009-03-25 cond-mat.soft
Self-diffusion in binary blends of cyclic and linear polymers
一个晶格模型被用来估计缠结的环状和线性聚合物的自扩散在不同的组成的共混物。为了解释模拟结果，我们提出了一个极小模型的基础上的物理思想，渗透线性链施加在环状聚合物上的约束必须被释放，才可以扩散超过一个回转半径。模拟和最近报道的关于缠结DNA溶液的实验数据都支持在广泛的混合物组成、浓度和分子量范围内的简单模型。
2008-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Diffusion of self-propelled Janus tracer in polymeric environment
化学合成的Janus颗粒由于其在外界刺激下的自推进能力，具有作为体内药物释放剂的巨大前景。在这里，我们报告了有史以来第一次计算研究的平移和旋转运动的自推进Janus示踪剂在heterogeneous聚合物环境。聚合物的存在使得Janus示踪剂的平移均方位移（MSD）与游离Janus示踪剂的平移均方位移相比增长非常缓慢，但令人惊讶的是，如在最近的实验中观察到的，均方角位移（MSAD）显著增加。此外，随着推进速度的增加，MSAD增长得更快。而当排斥性聚合物被具有粘性区域的聚合物所取代时，MSD和MSAD均显示出急剧下降。
2017-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformation and dynamics of partially active linear polymers
本研究通过数值模拟揭示部分活性聚合物中活性区块位置可调控其构象与扩散系数，并发现降低活性可增强扩散，为活性生物物理系统建模提供参考。
2023-08-31 cond-mat.soft
Polymer (imperfect) single-file diffusion: A phase diagram
本研究通过朗之万动力学模拟探究窄管内柔性线性聚合物的单文件扩散向正常扩散的转变，提出含两种长时正常扩散路径的相图，并将问题映射到一维晶格蒙特卡洛模型，讨论了相关拓展方向。
2025-05-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spherical-harmonic Expansion of the Modified Diffusion Equation for Wormlike Chain in Curvilinear Coordinates
我们采用自洽场论研究蠕虫状高分子链，并考虑了高分子链段之间的Onsager排斥体积相互作用。高分子链的传播子是研究高分子构象的基本物理量之一，它满足蠕虫状链的修正扩散方程。蠕虫链的传播子不仅依赖于空间变量，而且依赖于方向。本文利用球谐级数分离传播子变量，将MDE简化为仅依赖于空间变量的耦合方程组。分别在柱坐标系和球坐标系下用球谐函数展开MDE。我们发现，无论是在柱坐标系下还是在球坐标系下，都有三种方法来设置方向。但为了计算方便，我们对这三种形式进行了比较，并选择了最简单的一种形式来简化MDE。我们得到了一组仅依赖于空间变量的耦合方程。
2020-06-20 cond-mat.soft
Mass and Heat Diffusion in Ternary Polymer Solutions: A Classical Irreversible Thermodynamics Approach
在经典不可逆热力学的框架下，利用Onsager变分原理推导了三组分体系中浓度和温度演化的控制方程，并给出了溶剂/溶剂/聚合物和溶剂/聚合物/聚合物体系的控制方程。推导是从平衡热力学的吉布斯方程出发，利用局部平衡假设、Onsager互易关系和力学平衡系统的Prigogine定理。结果表明，在三元系中的质量和热扩散现象的细节是完全由一个3 × 3矩阵，其条目是质量扩散系数（4个条目），热扩散系数（2个条目）和三个条目，描述在系统中的热的演变。扩散矩阵的元素与Onsager矩阵的元素有关，Onsager矩阵的元素被一些约束约束所限制，以满足系统中熵产生的正定性。扩散矩阵的所有元素都表示为组分交换化学势对浓度和温度的导数。由控制方程导出了三元高分子溶液的旋节曲线，并用自由能量密度的Hessian函数检验了其正确性。此外，还证明了将交叉扩散系数设为零会产生矛盾，没有交叉扩散系数的控制方程不能表达系统的实际相行为.
2016-04-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
Interdiffusion of Solvent into Glassy Polymer Films: A Molecular Dynamics Study
采用大尺度分子动力学和巨正则蒙特卡罗模拟技术研究了聚合物从熔融态向玻璃态转变过程中溶剂向缠结聚合物基体中的互扩散行为。聚合物的重量增加随着时间的推移$t$作为$t^{1/2}$与菲克扩散协议的所有情况下研究，虽然扩散率被发现是强烈的浓度依赖性，特别是作为一个方法的聚合物的玻璃化转变温度。作为溶剂浓度的函数的扩散率确定使用的一维Fick的扩散方程模型进行比较，使用Darken方程从模拟平衡的溶剂-聚合物溶液计算的扩散率。使用这两种不同的方法计算的扩散率是在良好的协议。扩散系数的行为强烈地依赖于聚合物的状态，并且与溶剂浓度分布的形状有关。
2004-07-23 cond-mat.soft
