Friction between Ring Polymer Brushes
使用广泛的粗粒分子动力学模拟和缩放参数的熔体密度滑动通过彼此的环形聚合物刷之间的摩擦进行了研究，并将结果进行了比较，线性聚合物刷之间的摩擦。我们表明，对于跨越三十年的速度范围内，环聚合物刷测得的摩擦力是一半的情况下，线性刷相应的摩擦。在线性力状态下，与线性刷相比，两个环刷的弱交叉也导致相对刷的单体之间的二元碰撞的数量较低。在高速下，其中两个相对的刷之间的叉指状层的厚度在单体尺寸的量级上，而不管刷的拓扑结构，环聚合物的拉伸片段采取双链构象。因此，双链区段的单体与相对的环刷的单体碰撞较少，即使对于环和线性刷双层，相似数量的单体占据交叉指状层。从我们的模拟得到的数值数据是一致的，所提出的标度分析。环刷中观察到的构象依赖性摩擦减少在非平衡体系统中可能具有重要的后果。
2015-01-07 cond-mat.soft
Computational study of Adhesion and Friction Behavior of Crosslinked Polymer Network
本文利用分子动力学和可断裂四次键模型研究四配位交联聚合物网络，发现提高交联密度会增强网络刚度并降低粘附力与摩擦系数，而增大压入深度会提高摩擦力。
2025-08-29 cond-mat.soft
Plectoneme creation reduces the rotational friction of a polymer
利用标度参数和流体动力学模拟方法研究了半柔性聚合物的扭转动力学，该聚合物的轮廓长度$L$大于其持久长度Lp，一端以固定频率ω 0旋转.我们发现在临界频率ω_* 处存在一个非平衡相变：在线性区域，ω_0 <ω_*，轴向自旋是主要的耗散模式。在非线性状态下，ω_0> ω_*，扭转耗散模式涉及在驱动端附近连续产生原丝素，并且旋转摩擦基本上减小。
2009-10-08 cond-mat.soft
Slip and friction mechanisms at polymer semi-dilute solutions / solid interfaces
研究了聚合物体积分数$ϕ$对聚苯乙烯在邻苯二甲酸二乙酯中的半稀溶液与两个固体表面接触时的稳态滑移和界面摩擦的影响。所有样品都有明显的滑移，滑移长度b服从幂律关系。Navier界面摩擦系数k由滑移长度测量值和溶液粘度$η$的独立测量值推导得出。所观察到的k与$ϕ$的比例明显排除了基于耗尽层存在的摩擦的分子机制。相反，我们表明，$η$（$ϕ$）和k（$ϕ$）的数据被理解时，考虑到溶剂摩擦$ϕ$的依赖性。两个模型，基于摩擦的斑点或固体表面上的单体，很好地描述了我们的数据。两者都指出Navier界面摩擦是一种半局部现象。
2021-05-10 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
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
Generalized Entropy Theory of Glass Formation in Polymer Melts with Specific Interactions
化学结构长期以来一直被认为对聚合物玻璃的形成有很大的影响，但是预测化学结构如何决定玻璃形成聚合物性质的一般分子理论发展缓慢。虽然广义熵理论（GET）解释了各种分子细节对聚合物玻璃形成的影响，但GET的应用迄今为止仅限于使用最简单的聚合物模型，其中物质的单体内的所有联合原子基团与共同的单体平均范德华能相互作用。然而，充满活力的不均匀性是普遍存在的单体中的真正的聚合物，它们的影响聚合物玻璃的形成仍有待于理论研究。本文使用的GET的扩展，探讨单体内的能量不均匀性的影响后的聚合物玻璃形成的性质。本论文的重点是建立一般趋势的玻璃形成的特征性质的变化，如等压脆性参数$m_P$和玻璃化转变温度$T_g$，与分子的细节，如特定的相互作用和链刚度。我们的计算证实，以前使用的模型与单体平均的相互作用正确地捕捉一般趋势的变化$m_P$和$T_g$与各种分子参数。更重要的是，调整单体内的能量不均匀性单独显示为定制玻璃形成聚合物的性质提供了有效的机制。沿等脆性和iso- $T_g$线的聚合物性能的变化被示出为重要的设计工具，用于表现出特定的相互作用和链刚度的综合影响。
2015-03-21 cond-mat.soft
How important are fluctuations in the treatment of internal friction in polymers?
具有内部摩擦的Rouse模型（RIF）是一种广泛使用的理论框架，用于解释内部摩擦对生物分子构象转变的影响，被证明是基于预平均内部摩擦的近似处理。通过与布朗动力学模拟的一个精确的粗粒度模型，其中包括内部摩擦的波动，preaveraged模型预测的准确性进行了检查，在和远离平衡。虽然这两个模型预测的链内自相关性，彼此接近足够长的链段，他们不同的预测较短的部分。此外，这两种模型在预测剪切流中的链延伸和粘度方面存在质的差异，剪切流被认为是典型的失衡条件。
2021-04-26 cond-mat.soft
The Role of Nonlinear Friction in the Dewetting of Thin Film Polymers
非常薄的聚合物膜的去湿的研究最近揭示了许多意想不到的功能（例如不寻常的边缘形态和前速度），这一直是几个理论模型的焦点。令人惊讶的是，最引人注目的特征，即边缘宽度随时间的推移而减小，尚未得到解释。在这封信中，我们将展示如何的膜和基板之间的非线性摩擦的综合效应，以及膜内的残余应力的存在下，导致在存在的最大的边缘宽度的时间演变。此外，我们还展示了如何引入非线性摩擦也可以简单地解释实验观察到的去湿速度随时间的快速下降。
2005-05-24 cond-mat.soft
Generalized entropy theory of glass-formation in fully flexible polymer melts
广义熵理论（GET）为分子参数如何影响聚合物玻璃形成提供了许多见解。考虑到链刚性在理解聚合物材料的玻璃化形成过程中通常起着关键作用的事实，GET最初是基于半柔性链模型开发的。因此，GET中的所有先前计算都考虑了具有一定程度链刚性的聚合物。基于完全柔性聚合物熔体热力学和动力学性质对内聚相互作用强度（$ε$）的依赖性的计算机模拟结果，本文采用GET方法研究了$ε$对弯曲刚度消失的聚合物熔体模型中玻璃形成的影响，即，全柔性聚合物熔体。与模拟结果一致，完全柔性的聚合物熔体的GET预测，基本的无量纲热力学性质（如热膨胀系数和等温压缩率）是由$ε$标度的温度在低压制度的通用功能。对于完全柔性的聚合物熔体，在GET中的构型熵密度也发现了类似的标度行为。此外，我们发现，玻璃形成的特征温度线性增加与$ε$和脆性是独立的$ε$在完全灵活的聚合物熔体，预测再次与模拟的玻璃形成聚合物熔体组成的完全灵活的链。除了在模拟中观察到的这些一般趋势的解释，完全柔性的聚合物熔体的GET预测在低温下存在正的残余构型熵，表明在低温玻璃态下返回到Arrhenius弛豫。
2016-12-05 cond-mat.soft
Reaching the ideal glass transition by aging polymer films
为了寻找理想的玻璃化转变，我们利用玻璃态聚合物薄膜在非常短的时间尺度内探索低能态的能力。我们使用30 nm厚的聚苯乙烯（PS）薄膜，它在过冷状态下基本上显示了本体聚合物平衡热力学和动力学。我们表明，在玻璃态，该系统表现出两种机制的平衡恢复。更快的一个，活性远低于动力学玻璃化转变温度（$T_g$），允许大量的焓恢复。这意味着“假想”温度（$T_f$）达到与PS的预测Kauzmann温度（$T_K$）一样低的值。一旦达到对应于$T_f = T_K$的热力学状态，就没有观察到焓的进一步降低。这被解释为理想玻璃化转变的标志。
2016-11-11 cond-mat.soft
Friction coefficient and viscosity of polymer brushes with and without free polymers as slip agents
有充分的证据表明，聚合物刷减少表面之间的摩擦。一些工业应用利用了这一事实，例如在塑料袋生产中，刷子用作增滑剂;然而，引起这种摩擦减少的复杂机制尚未完全理解。在这项工作中，我们报告粗粒度，耗散粒子动力学模拟进行表面功能化与erukamide刷，一种聚合物，通常用于塑料工业作为表面之间的增滑剂。我们计算了它们的流变性能，如摩擦系数（COF）和粘度，η，作为固定的Couette流的影响下的表面上接枝的链的数量的函数。此外，我们还考虑的情况下，当一小部分的erukamide链不被吸附，并在表面之间自由移动。我们表明，在这两种情况下，COF达到约0.29的平衡值，与实验结果一致。另一方面，粘度单调增长，这是由于当芥酸酰胺含量增加时碰撞增加的结果。刷之间的力被发现是在协议从缩放理论的预测。我们发现，除了自由链有助于稳定膜形成的刷子和溶剂，因为其他人已经发现实验。引起这些现象的机制进行了详细研究。
2016-03-14 cond-mat.soft
A Simple Model for the Deformation-Induced Relaxation of Glassy Polymers
玻璃态聚合物表现出应变硬化：在恒定的拉伸载荷下，它们的流动首先加速，然后停止。最近的实验发现，这是伴随着一个惊人的和无法解释的下降段的弛豫时间。在这里，我们解释这样的行为相结合的极小模型的流动引起的液化的玻璃，与应变聚合物所携带的应力的描述，创建一个不可分解的相互作用之间的老化和应变引起的复兴。在恒定载荷下，分段运动的液化允许产生聚合物承载应力的强烈流动。这减慢了变形，足以使节段模式再玻璃化，从而导致应变硬化。
2011-10-18 cond-mat.soft
Multiple glass transitions in star polymer mixtures: Insights from theory and simulations
用模式耦合理论和广泛的分子动力学计算机模拟研究了星型聚合物二元混合物的玻璃化转变。特别是，我们已经探讨了玻璃化的尺寸不对称$δ$和浓度$ρ_2$的小的星形聚合物在固定浓度的大的参数空间。根据参数的选择，三种不同的玻璃态被确定：一个单一的玻璃的大聚合物在低$δ$和低$ρ_2$，一个双玻璃在高$δ$和低$ρ_2$，和一种新的双玻璃在高$ρ_2$和高$δ$，其特征在于由一个强大的本地化的小颗粒。在低$δ$和高$ρ_2$下，玻璃化和相分离之间存在竞争。以$(δ, ρ_2)$平面为中心，出现一个液态湖，揭示了可重入的玻璃形成。我们比较的动态密度泛函的理论预测的行为，并发现两者之间显着的协议。
2008-11-10 cond-mat.soft
Polymer glass transition occurs at the marginal rigidity point with connectivity z*=4
我们重新审视的物理起源的聚合物玻璃化转变的角度来看，边际刚性，这是实现了一定数量的分子间接触。在熔融/不良溶剂中的聚合物链的情况下，每个单体具有由共价键结合的两个邻居，以及由Lennard-Jones（LJ）势建模的许多中心力接触。我们发现，当每个单体（共价和非共价）的平均接触数超过临界值z*=4时，系统变得固体和动力学逮捕-一个状态，我们宣布玻璃。粗粒布朗动力学模拟表明，在足够强度的LJ吸引力（其有效地表示淬灭的深度或溶剂的质量）下，聚合物小球确实越过了z*=4的阈值，并且确实变成了玻璃。我们通过显示z<z* 处的“液体”聚合物液滴（其改变形状并在平衡中采用球形构象）与z>z* 处的“玻璃状”液滴（其在z* 交叉的时刻保持其冻结的形状）之间的区别来验证这一点。这些结果提供了一个强大的工作标准，区分液体从玻璃的线性聚合物。
2016-07-09 cond-mat.soft
Inducing mechanical self-healing in glassy polymer melts
本研究通过数值模拟发现，受控振荡变形可增强玻璃态聚合物熔体的局部分子迁移率，从而诱导裂纹修复并恢复原始机械性能，建立了一种玻璃中自修复的通用物理机制。
2024-04-17 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
Crossover of aging dynamics in polymer glass: from cumulative aging to non-cumulative aging
通过测量聚合物玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在$T_2$和$T_1$两个温度之间的温度偏移$ΔT$（$\le $ 20 K）后在固定频率下的交流介电极化率，研究了其老化行为。使用双温（$T$ -）位移测量，随着$ΔT$的增加，可以观察到从累积老化到非累积老化的交叉。基于激活动力学给出的动力学相干长度的增长规律，我们得到了正、负$T$位移的唯一相干长度。讨论了聚合物玻璃中存在温度混沌的可能性。
2008-01-05 cond-mat.soft
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
Thermorheological Complexity in Polymers and the Problem of the Glass Transition
目前玻璃化转变研究的焦点是动态不均匀性的作用。虽然这些努力可能会澄清的壮观的变化接近玻璃化的液体的性质的起源，我们指出，一个看似相关的现象，聚合物中的热流变复杂性，必须涉及不同的机制。特别是，从考虑的各种属性，涉及链动力学，平均在不同的长度和时间尺度不能提供一个解决方案的热流变复杂性的问题。
2013-05-14 cond-mat.soft
Dynamic surface decoupling in a sheared polymer melt
我们提出了几种机制有助于摩擦的聚合物熔体吸附在结构化表面。第一种是众所周知的本体聚合物链从表面层的解缠结。然而，如果表面在原子尺度上是理想的，则聚合物链的吸附部分可以沿着表面势的等势线移动。这引起熔体的强烈滑移。对于高剪切速率，链部分解吸。然而，吸附链上的摩擦力增加，导致准粘边界条件。我们建议，吸附层可以有效地用于调节聚合物熔体和表面之间的摩擦力。
2005-02-24 cond-mat.soft
Driven translocation of a polymer: role of pore friction and crowding
通过考虑单体-孔摩擦以及在膜的{ \it反式}侧上单体的“拥挤”来研究大分子通过纳米孔的力驱动的移位，所述单体的“拥挤”抵消了作用于孔中的驱动力。推导并数值求解了易位动力学的控制微分代数方程组。对该溶液的分析表明，单体在反式侧的拥挤几乎不影响动力学，但单体-孔摩擦可以大大减缓移位过程。此外，移位指数$α$的移位时间对链长的标度律，$τ\propto N^α$，变得更小时，单体孔摩擦系数增加。这对于相对较强的力是最明显的。我们的研究结果可以解释各种各样的$α$值，发现在实验和计算机模拟。
2014-10-03 cond-mat.soft
Ring Polymers: Threadings, Knot Electrophoresis and Topological Glasses
阐明环状聚合物的浓悬浮体或复杂环境中环状聚合物系综的物理性质是高分子物理中一个重要的悬而未决的问题。这些系统的许多特征是由于聚合物之间或聚合物与环境之间的拓扑相互作用而产生的，并且定量描述这一点通常具有挑战性。在这里，我们回顾最近的研究表明，一个关键的作用是由环间螺纹（或渗透），这变得更加丰富的环大小的增加。正如我们所讨论的，这样的线程的物理后果是深远的：例如，它们会导致一个拓扑驱动的玻璃状行为的环聚合物熔体下钉扎扰动，而他们也可以占实验观察到的DNA结的二维凝胶电泳图案的形状。
2017-08-08 cond-mat.soft
Glass transition in Ultrathin Polymer Films : A Thermal Expansion Study
玻璃化转变过程在具有与分子尺寸相当的厚度的薄膜中受到影响。我们观察到系统的玻璃化转变温度（Tg）的聚合物膜的厚度降低低于回转半径，但在平均Tg的变化被发现是非常小的加宽。低于和高于Tg的可逆负和正热膨胀的存在增加了我们使用能量色散X射线反射率进行的厚度测量的灵敏度。一个简单的模型的Tg变化作为深度的函数预期从滑动运动可以解释的结果。我们观察到清晰的玻璃化转变，甚至为4 nm的聚苯乙烯薄膜，预计是不存在的椭圆偏振测量较厚的膜。
2005-01-19 cond-mat.soft
Polymer Glass Formation: Role of Activation Free Energy, Configurational Entropy, and Collective Motion
我们提供了一个聚合物玻璃形成的观点，重点是模型中的流体熵和集体粒子运动占主导地位的理论描述和数据分析。我们首先讨论了在高温下的液体的动力学Arrhenius制度，过渡态理论是正式适用的。然后，我们总结了熵理论的演变，从一个定性的框架，组织和解释温度依赖性粘度数据的Kauzmann制定一个假设的“理想的热力学玻璃化转变”的吉布斯和DiMarzio，其次是开创性的测量连接熵和松弛的Bestul和张和亚当吉布斯（AG）模型的玻璃形成合理化Bestul和张的意见。这些发展奠定了基础的广义熵理论（GET），它合并了一个改进的晶格模型的聚合物热力学占分子结构的细节，使分析计算的构型熵与AG模型，产生了高度预测模型的聚合物玻璃形成液体的链段结构弛豫时间。GET的发展与玻璃形成的弦模型平行发生，其中协作重排区域的具体实现被识别并量化为广泛的聚合物和其他玻璃形成材料。弦模型表明，AG的许多假设都得到了模拟的支持，而其他假设则肯定没有，从而产生了玻璃形成的熵理论，这在很大程度上与GET一致。作为GET和字符串模型不断完善，这些模型逐渐成长为一个更统一的框架，这个角度回顾了目前的发展状况，这种有前途的方法的动态聚合物玻璃形成液体。
2021-02-24 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
Aging of ring polymeric topological glass formers via thermal quench
本文利用大规模分子动力学模拟，研究了拓扑约束环形聚合物在热淬火下的玻璃态动力学响应，发现聚合物刚度与拓扑穿环约束共同决定了系统的结构弛豫与老化行为。
2025-04-03 cond-mat.soft
Interfacial Entropic Interactions Tunes Fragility and Dynamic Heterogeneity of Glassy Athermal Polymer Nanocomposite films
在纳米颗粒和基体聚合物之间的界面处的焓相互作用已知影响所得聚合物纳米复合材料（PNC）的各种性质。对于无热PNCs，由嵌入在化学上相同的聚合物中的接枝纳米颗粒组成，在确定纳米复合材料的性质中界面层（IL）相互作用的作用和程度不是很清楚。在这里，我们展示了界面层动态的脆弱性和动态异质性（DH）的非热和玻璃PNCs的影响。通过改变接枝与基质聚合物的尺寸比f来改变IL性质，这又改变基质链渗透到接枝层中的程度。发现PNCs的脆性随熵相容性的增加而单调增加，其特征在于穿透深度的增加。相反，在大多数聚合物和玻璃形成者的观察，我们观察到的依赖IL动态的脆弱性和DH之间的反相关性，量化的实验估计Kohlrausch-Watts-Williams参数和从模拟获得的非高斯参数。
2018-08-22 cond-mat.soft
Onset of glassiness in two-dimensional ring polymers: interplay of stiffness and crowding
本文通过粗粒化分子动力学模拟二维环形聚合物，揭示刚度与压力共同调控玻璃化转变，并区分柔性环拥挤与刚性环取向成畴两种机制。
2023-06-04 cond-mat.soft
Evaluating the Applicability of the Fokker-Planck Equation in Polymer Translocation: A Brownian Dynamics Study
布朗动力学（BD）模拟用于研究粗颗粒聚合物通过圆柱形纳米孔的移位动力学。我们考虑短聚合物的情况，聚合物长度N在N=21-61的范围内。移位速率由纳米孔内单体的可调摩擦系数gamma_{0p}控制。在非受迫移位的情况下，平均移位时间与聚合物长度N成比例为<tau_1>~（N-N_p）^α，其中N_p是纳米孔中单体的平均数量。当孔隙摩擦足够高时，指数接近值α =2，这与孔隙摩擦占主导地位的准静态制度的情况下的预测一致。在强制移位的情况下，对于低gamma_{0p}，聚合物链分别在顺式和反式侧拉伸和压缩。然而，对于足够大的gamma_{0p}，链接近构象准平衡。在此极限下，观察到<tau_1>的驱动力和链长的缩放支持FP预测，其<tau>与足够强的驱动力的N/f_d成比例。蒙特卡罗模拟用于计算系统的易位自由能函数。自由能与Fokker-Planck方程一起用于计算易位时间分布。在足够高的gamma_{0p}，预测的分布是在良好的协议从BD模拟计算。因此，FP方程为这里考虑的聚合物长度范围的足够高的孔摩擦提供了易位动力学的有效描述。增加N将需要孔隙摩擦力的相应增加，以保持FP方法的有效性。在低N和高孔隙摩擦的范围之外，聚合物不平衡，FP方法无效。
2014-03-28 cond-mat.soft
Shear modulus and shear-stress fluctuations in polymer glasses
使用分子动力学模拟的一个标准的粗颗粒聚合物玻璃模型，我们调查的应力波动形式主义的剪切模量$μ$作为温度$T$和采样时间$Δt$的函数。虽然整体平均模量$μ(T)$被发现连续减少所有$Δt$采样，其标准偏差$δμ(T)$是非单调的，在玻璃化转变的一个醒目的峰值。为了说明我们的系统的有效时间平移不变性，可以使用剪切应力松弛模量$G(t)$上的加权积分来理解$μ(Δt)$。随着$Δt$的增加，$μ(T)$的交叉变得更尖锐，而$δμ(T)$的峰变得更奇异。因此，难以预测单一构型在玻璃化转变时的模量。
2017-11-02 cond-mat.soft
Parameter-free predictions of the viscoelastic response of glassy polymers from non-affine lattice dynamics
我们研究了无定形聚合物的粘弹性响应的理论和模拟。通过考虑内应力和考虑非热非仿射理论中的瞬时简正模（INMs），我们对聚合物玻璃在非零温度下的粗粒度模拟中获得的动态粘弹性模量进行了无参数预测。理论结果表明，非常好的对应关系与流变学数据收集的分子动力学模拟超过五个数量级的频率，与一些不稳定性，积累在低频部分的玻璃化转变的方法。这些结果提供的证据表明，机械玻璃化转变本身是连续的，因此代表一个交叉，而不是一个真正的相变。在玻璃化转变温度范围内的低频储能模量的相对急剧下降可以在所提出的理论内机械地解释：低本征频率振动激发（玻色子峰和接近零的能量激发）的扩散直接导致储能模量的负非仿射贡献的快速增长。
2018-09-05 cond-mat.soft
Numerical determination of shear stress relaxation modulus of polymer glasses
专注于模拟聚合物玻璃远低于玻璃化转变，我们确认的有效性和效率最近提出的简单平均表达式$G(t) = μ_A - h(t)$的计算确定的剪切应力松弛模量$G(t)$。这里，$μ_A = G(0)$表征了系统在$t=0$处的仿射剪切变换，$h(t)$表征了瞬时剪切应力的均方位移作为时间的函数$t$。这种关系被认为是特别有用的淬火或呆滞的瞬态剪切应力，必然出现低于玻璃化转变的系统。在此极限下，使用剪切应力自关联函数$c(t)$的普遍接受的关系式$G(t)=c(t)$变得不正确。
2022-01-31 cond-mat.soft
Tunable Cooperative Motion, Rigidity, and Glassy Dynamics in Knotted Ring Polymer Melts
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences（中国科学院长春应用化学研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究通过分子动力学分析结环聚合物熔体中结复杂度和分子质量对玻璃形成的影响，揭示了通过结约束可调节协同运动、刚性和玻璃动力学，并验证了多种玻璃形成模型的定量描述。
2026-03-14 cond-mat.soft
RFOT theory for glassy dynamics in a single condensed polymer
具有相似自由能的单个凝聚聚合物（SCP）的紧密结构的数量随聚合度呈指数增长。与结构玻璃（SG）类似，我们预计在低温下，链松弛应通过紧凑的亚稳态之间的活化转变而发生。通过发展的SCP是线性耦合到一个参考状态的状态，我们表明，低于动态转变温度（$T_d$），SCP被困在一个亚稳态导致缓慢的动态。在较低的温度下，$T_K \ne 0$，构型熵消失，导致热力学随机一级理想玻璃化转变。弛豫时间服从Vogel-Fulcher-Tamman定律，在$T=T_0 \approx T_K$处发散。这些发现与随机一阶跃迁理论相一致，表明SCP和SG具有相似的普适性。
2020-09-11 cond-mat.soft
Viscoelasticity induced onset of slip at the wall for polymer fluids
在壁处滑动的渐进开始，其对应于在达到平台之前随着请求时间增加的滑动长度，已经针对模型粘弹性聚合物溶液进行了研究，允许改变最长的弛豫时间，同时保持恒定的固体-流体相互作用。基于Maxwell流体和经典Navier假设的摩擦应力在界面处的线性响应的流体动力学模型充分考虑了数据，而没有任何可调参数。摩擦不需要假设粘弹性响应，反映了固液摩擦机制的局部特征。
2020-06-22 cond-mat.soft
A coarse-grained polymer model for studying the glass transition
为了研究具有自由表面的聚合物熔体的冷却行为和玻璃化转变，建立了一个粗粒弱半柔性聚合物模型。基于一个标准的珠弹簧模型与纯粹的排斥相互作用的吸引力之间的非键合单体的潜力被添加，这样的聚合物熔体的压力被调整为零。此外，通常使用的键弯曲电位[Everaers等人，Science 303，823（2004）]控制链刚度被新的键弯曲势取代。对于这个模型，我们表明，库恩长度和内部距离沿链在熔体中只有很弱的依赖于温度，就像典型的实验系统。通过熔体密度的温度依赖性和链流动性的特征性非阿耳修斯减慢来观察玻璃化转变。该模型被设置为允许模型之间的快速切换，其中已经存在大量的数据。
2019-09-06 cond-mat.soft
Glass formation in mechanically interlocked ring polymers: the role of induced chain stiffness
本文通过分子动力学模拟研究机械互锁环状聚合物的玻璃化转变，发现减小链长可诱导子环有效刚性，统一解释短链互锁环的结构特征与动力学停滞，并揭示冷却过程中从弱笼蔽到强笼蔽的转变及链刚性对玻璃态深度的影响。
2024-07-05 cond-mat.soft
Polymer Glass-Formation in Variable Dimension
我们探讨了玻璃形成的性质在可变空间维度（$d$）的基础上的广义熵理论，合成的Adam-Gibbs模型与直接计算的构型熵的聚合物流体使用一个已建立的统计力学模型。我们发现，在流体状态下的结构松弛渐近成为Arabius在$d\rightarrow\infty$极限和足够的冷却后，流体转换到一个致密的非晶态与有限的正剩余构型熵附近的$d=8$临界尺寸以上。直接计算的等温压缩性和热膨胀系数，采取的物理措施的包装挫折，表明这些流体性质强烈相关的脆弱性的玻璃形成。
2016-11-08 cond-mat.soft
Persistent Homology Reveals the Role of Stiffness in Forming Topological Glasses in Dense Solutions of Ring Polymers
本研究利用持久同调量化不同链刚性环聚合物的穿线结构，发现刚性链能产生更大的环以建立穿线结构，从而在拓扑玻璃形成中起关键作用。
2024-11-17 cond-mat.soft
Explainability and Transferability of Machine Learning Models for Predicting the Glass Transition Temperature of Polymers
本文研究聚合物玻璃化转变温度预测中特征表示、训练数据范围与算法对机器学习模型可解释性和可迁移性的影响，证明少参数线性模型可达到复杂非线性模型的准确性，并揭示新的 Tg-化学结构相关性。
2023-08-19 cond-mat.soft
Understanding the Role of Particle Deformability on the Crystal and Glass formation using Two-dimensional Ring Polymer Model
Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础研究所海德拉巴）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本研究通过二维环形聚合物模型探讨粒子变形性对晶体和玻璃形成的影响，发现变形性变化可驱动晶态向无序玻璃态转变，并揭示了有限尺寸效应。
2025-11-28 cond-mat.soft
The Glass Transition of Thin Polymer Films: Some Questions, and a Possible Answer
一个简单的预测模型，提出解释实验观察到的玻璃化转变温度，Tg，足够薄的聚合物薄膜的实质性转变。它侧重于小分子量的限制，在那里可以排除几何“有限尺寸”对链构象的影响。该模型是基于这样的想法，即聚合物冻结由于记忆效应的粘弹性本征模的膜，这是由边界附近的影响。在玻璃化转变的聚合物的弹性模量原来是唯一的拟合参数。与我们对短链聚苯乙烯（Mw = 2 kg/mol）的实验结果以及对较大分子获得的早期结果取得了定量一致。此外，该模型自然地解释了Tg的位移对分子量的弱依赖性。它还解释了为什么支撑膜必须比独立膜薄才能产生相同的位移，以及为什么后者取决于基底的化学性质。任意实验几何的推广是直接的。
2001-04-23 cond-mat.soft
Viscoplasticity and large-scale chain relaxation in glassy-polymeric strain hardening
本文提出了一个解释大尺度链松弛的玻璃态高分子力学响应的简单理论。它捕获了从完美塑性响应到强应变硬化的交叉，因为聚合度$N$增加，而不引起缠结。通过将硬化与单体和链段尺度上的相互作用联系起来，我们正确地预测了它的大小。在应变速率$\dotε$下的主动变形期间，由于需要保持恒定的链轮廓长度而引起的应变激活松弛将特征松弛时间的$N$依赖性降低了因子$\sim \dotεN$。这一预测与最近的实验和模拟结果是一致的，我们建议如何进一步测试实验。
2010-08-06 cond-mat.soft
Solid like friction of a polymer chain
我们提出了一个简单的固体基底上的孤立的高分子链的摩擦模型。链的一端以恒定的速度被拉动，另一端可以被捕获在固体基质上的局部位点上。我们着重讨论了陷阱引起的能量耗散。这个简单的模型导致了非平凡的摩擦定律，取决于速度和陷阱之间的距离。对模型进行了修正，如考虑了热涨落的影响。
2000-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Scaling features of the tribology of polymer brushes of increasing grafting density around the mushroom to brush transition
复杂流体的非平衡粗粒度、耗散粒子动力学模拟，由拴系到浸入溶剂中的平面表面的聚合物刷组成，产生摩擦系数的非单调行为作为基底上的聚合物光栅密度的函数，而粘度显示出对Γ的单调增加的依赖性。这种效果被证明是独立的聚合度，N，和系统的大小。它是由与每个表面相邻的第一颗粒层的组成和结构引起的，该第一颗粒层是由流体的限制引起的。当这种层由与流体中的聚合物珠粒和溶剂颗粒的比例一样接近的聚合物珠粒和溶剂颗粒组成时，摩擦系数显示出最小值，而对于不同的比例，摩擦系数增加。在蘑菇状至刷状转变（MBT）处，粘度以取决于MBT的特征指数（6/5）和溶剂质量指数（对于θ溶剂，ν= 0.5）的指数缩放，但其与聚合度（N）无关。另一方面，当摩擦最小时，MBT处的摩擦系数标度为μ~N^（6/5），而MBT处的接枝密度标度为Γ~ N^（-6/5），与先前的标度理论一致。我们认为，这些方面是合作现象的结果，具有重要意义的生物刷的理解和微流体设备的设计，以及目前的学术和工业利益的其他应用。
2016-12-30 cond-mat.soft
The structural relaxation time of a polymer glass during deformation
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Purdue University（普渡大学）
通过应变率切换实验测定轻度交联PMMA玻璃变形时的结构弛豫时间，发现其约等于链段关联时间，Chen-Schweizer模型可定性预测相关响应，实验与材料时间假设一致。
2026-08-10 cond-mat.soft
Relaxation time of a polymer glass stretched at very large strains
拉伸到应力硬化制度的样品的聚合物松弛动力学，在室温下，作为应变$λ$的函数，对于宽范围的应变速率$\dotγ$，通过原始的介电谱设置进行测量。机械应力改变介电谱的形状，主要是因为它影响主要的聚合物弛豫时间$τ$，其取决于$λ$并且是$\dotγ$的递减函数。最快的动力学不是在屈服时达到的，而是在软化区达到的。在硬化过程中，动力学减慢，$τ$逐渐增加。不能排除$\dotγ$和$λ$对介电强度的微小影响。
2020-02-11 cond-mat.soft
Interfacial friction between semiflexible polymers and crystalline surfaces
报道了聚合物熔体与弱吸引结晶表面界面摩擦的分子动力学模拟结果。我们考虑一个粗粒度的珠弹簧模型的线性链可调的内在刚度。界面附近的聚合物链的结构和弛豫动力学被量化的第一简正模的时间自相关函数的回转半径和衰减。我们发现，在小的滑动速度的摩擦系数表现出明显的最大值，这是由于剪切诱导对齐的半柔性链段与固体壁接触。在大滑移速度下，摩擦系数的衰减与链刚度无关。的摩擦系数和剪切粘度的数据被用来阐明主要趋势的非线性剪切速率依赖的滑移长度。讨论了链刚度对第一流体层摩擦系数与结构因子关系的影响。
2012-02-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonmonotonic Aging and Memory in a Frictional Interface
我们测量静摩擦阻力和两个受到法向载荷的固体块之间的实际接触面积。我们发现，在正常负载的两步变化后，系统表现出非单调老化和记忆效应，玻璃态动力学的两个标志。这些动力学的摩擦界面，其特征在于由独特的微接触的附着和分离的离散几何形状的强烈影响。结果是在很好的协议与理论模型，我们建议，将这种几何结构到最近用来描述在玻璃以及热无序系统的Kovacs松弛的框架。这些结果表明，摩擦界面是一个玻璃态系统，并加强的概念，非单调松弛行为是通用的，在这样的系统。
2017-12-29 cond-mat.soft
Towards the ideal glass transition by pinning in a dimer-polymer mixture
我们使用一种聚合物和它的二聚体的混合物来控制动力学的方式启发的\emph{pinning}的一部分系统。在我们的$α$ -甲基苯乙烯体系中，其中聚合物在比二聚体更高的温度下具有玻璃化转变，在中间温度下，聚合物起到“钉扎”二聚体的作用。在这个温度范围内，我们使用差示扫描量热法来推断一个点到集的长度，我们发现这是深刻的影响程度的钉扎。我们确定系统的动态与介电谱，并发现，虽然动态是非常大幅度放缓的“钉扎”，脆弱性表现出只有一个小的变化相对于我们的测量精度。这可能表明，在我们使用的方法中，脆弱性对诸如点到集长度之类的量的依赖性相对较弱。然而，另一种解释是，二聚体可以作用于聚合物的\emph{plasticize}，从而打开完全钉扎系统可能无法达到的松弛路径。
2021-10-28 cond-mat.soft
Langevin dynamics of the glass forming polymer melt: fluctuations around the random phase approximation
本文采用Martin-Siggia-Rose（MSR）泛函积分表示，研究了聚合物熔体的Langevin动力学，给出了质量密度和响应场密度两个集合变量。生成的功能（GF）考虑到波动周围的随机相位近似（RPA）到任意阶。导出了相关函数和响应函数的方程组。它通常表明，每当波动耗散定理（FDT）的情况下，我们到达类似的方程由Mori-Zwanzig得出。当FDT在玻璃相被违反的情况下，也被定性地考虑，它示出，这导致在涂抹出理想的玻璃化转变。内存内核被指定为理想的玻璃化转变作为所有西瓜图的总和。对于高斯链模型，得到了记忆核的显式表达式，并结合模式耦合方程进行了定性讨论。
1997-10-15 cond-mat.soft
Depletion effects and loop formation in self-avoiding polymers
利用Langevin动力学方法研究了自回避聚合物在理想溶液和拥挤溶液中的成环动力学。一个丰富的动力学的结果从竞争的两个拥挤引起的效果：耗尽吸引力和增强的粘性摩擦。对于短链，增强的摩擦力减缓了循环，而对于长链，耗尽吸引力使其更频繁和持久。我们讨论了在活细胞中染色质循环的研究结果可能的相关性。
2006-10-09 cond-mat.soft
