Fracture and fatigue of entangled and unentangled polymer networks
聚合物链的缠结在弹性体、凝胶和生物组织中普遍存在。虽然链缠结对聚合物网络的弹性和粘弹性的影响已经被深入研究，但链缠结如何影响聚合物网络的断裂和疲劳仍然是一个谜。本文以聚丙烯酰胺水凝胶为模型材料，系统地比较了不同链缠结度的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值。我们发现未缠结的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值几乎相同，尽管未缠结的聚合物网络仍然包含包括拓扑缺陷的非理想特征（即，悬挂链和环状环）和结构异质性（即，不均匀的链长和不均匀的官能度）。相比之下，缠结聚合物网络的断裂韧性可以比其疲劳阈值高十倍以上（高达16倍），这表明由于链缠结而显著的韧性增强。与传统的聚合物网络的体耗散增韧不同，链缠结增韧需要低的应力-拉伸滞后（<10%）。我们归因于一种新的耗散机制，在缠结聚合物网络的韧性增强，近裂纹耗散，这可能是由拔出链和离域损伤的链周围的裂纹尖端。
2021-12-23 cond-mat.soft
Efficient equilibration of confined and free-standing films of highly entangled polymer melts
含有高度缠结的长链聚合物熔体在限制或自由表面的平衡是一个挑战的计算机模拟。我们首先研究聚合物熔体的基础上的软球粗粒模型限制在两个壁之间的周期性边界条件，在两个方向上平行的墙壁。然后，我们应用反向映射重新插入底层珠弹簧模型的微观细节。通过调节壁面势的强度，即使在壁面附近，处于平衡状态的受限聚合物熔体的单体密度也保持在体密度。在一个弱的限制制度，我们观察到相同的构象性质的链在散装熔体表明，我们的限制聚合物熔体已达到其平衡状态。我们的方法提供了一种有效的方法来平衡具有不同厚度的大聚合物膜，并且不限于特定的底层微观模型。在垂直于壁的方向上关闭壁电势，使得能够研究独立的高度缠结的聚合物膜或具有一个支撑基底的聚合物膜。
2020-09-18 cond-mat.soft
Elongational viscosity of weakly entangled polymer melt via coarse-grained molecular dynamics simulation
采用粗粒分子动力学模拟研究了弱缠结线型聚合物熔体的拉伸流动。本文推广了Nicholson和Rutledge（D. A. Nicholson和G. C. Rutledge，J. Chem. Phys.，145，244903（2016））用于应用于Langevin动力学。我们成功地观察到的拉伸粘度的弱缠结线性聚合物熔体从平衡态的稳态使用扩展的UEF方法，而传统的矩形平行六面体形状的拉伸流动的技术已经失败了超过20年。
2018-09-05 cond-mat.soft
Direct measurement of the intermolecular forces confining a single molecule in an entangled polymer solution
我们使用光镊直接测量由周围缠结聚合物（115 kbp DNA，1 mg/ml）施加的作用于单个聚合物的分子间力。根据爬行模型的关键假设，测量了一个管状的封闭场。一个与时间相关的谐波势反对横向位移，符合最近的模拟结果。确定管半径为0.8微米，接近预测值（0.5微米）。三种弛豫模式（~0.4，5和30秒）测量后的横向位移，与预测的弛豫机制。
2007-06-25 cond-mat.soft
Spatial correlations of entangled polymer dynamics
利用分子动力学模拟和中子自旋回波谱研究了缠结聚合物动力学的空间相关性。由于拓扑约束的软性质，纠缠链的中间散射函数的初始空间衰减，在第一近似下，令人惊讶地类似于非纠缠系统的函数形式。然而，纠缠显示自己作为一个长尾巴的倒易空间的相关性，这意味着一个弱的，但持久的动力学本地化在现实空间中。与一些现有的理论模型的纠缠聚合物的比较表明，他们不能完全描述的空间相关性所揭示的模拟和实验。特别是，严格的一维扩散的想法，原来的管模型是有缺陷的。动态空间相关分析表明，在这项工作中提供了一个有用的工具，询问纠缠聚合物的动力学。最后，失败的调查模型，甚至定性预测集体单链密度波动的空间相关性点在聚合物熔体动力学的不可压缩性可能发挥关键作用。
2021-08-02 cond-mat.soft
Entangled-to-packed crossover in nonlinear extensional rheology of entangled polymers
Tsinghua University（清华大学）
研究揭示了纠缠聚合物在非线性延伸流变学中应变诱导的纠缠到紧密排列的交叉现象，通过模拟展示了链伸长饱和后通过对流流动和链对齐释放纠缠的过程，并提出了基于链内构象和链间摩擦的应力计算方法。
2026-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Capillarity-driven thinning dynamics of entangled polymer solutions
我们分析了由Doi-Edwards-Marrucci-Grizzuti（DEMG）模型和Rolie-Poly（RP）模型描述的缠结聚合物溶液的毛细作用驱动的变薄动力学。这两种模型捕获聚合物蠕动，有限速率的链收缩和有限的扩展性的单个聚合物分子，而略有不同，在其最终形式的对流约束释放。我们计算数值的细丝变薄的配置文件预测的两个模型与现实的纠缠密度，假设圆柱形细丝的形状和没有流体惯性。这两个结果揭示了早期管重取向制度，其次是一个简短的中间弹性毛细制度，最后是有限的可延伸制度接近夹断奇点。在这项工作中提出的结果揭示了两个关键的功能，从以前的实验研究中已经报道的缠结聚合物溶液的瞬态拉伸流变学，但被广泛使用的FENE-P模型描述不佳。首先，从毛细管破裂拉伸流变仪得到的松弛时间是显着小于从稳态剪切流变仪。它们的比值可以表示为纠缠态和聚合物浓度的普适函数，这与一系列纠缠聚合物溶液的实验数据吻合得很好。第二，在足够高的聚合物浓度的长丝变薄动力学是由管在中间应变速率的重新取向，和表观拉伸粘度显示出显着的速率变薄响应。最后，我们评估的细丝变薄动力学的聚环氧乙烷水溶液（1 MDa）在稀释和纠缠制度。随着浓度的增加，配置文件偏离了良好的研究指数变薄的趋势超过纠缠阈值，变得越来越幂律的字符。
2022-06-14 cond-mat.soft
Microscopic Theory for the Dynamics of Unentangled and Entangled Polymer Melts
合作动力学的朗之万方程代表了聚合物熔体的动态与链的聚合度增加，涵盖了整个范围的行为从非纠缠的纠缠政权。该方程描述了一组互穿聚合物的运动，所述互穿聚合物通过有效势相互作用，所述有效势由高分子液体内部的聚合物间势的多体耦合产生。由于纠缠的存在而导致的动力学的限制由有效单体间势来解释，该有效单体间势为零，直到属于不同链的两个单体之间的距离达到特征值d。在该距离处，通过有效的硬核排斥施加约束，该硬核排斥表示缠结在减缓单体的相对扩散中的效果。随着时间的推移，由于链的相互扩散，约束松弛。相同的电势作用于未缠结和缠结的聚合物链，但短链不受影响，因为它们的松弛速度比它们经历的电势的存在更快。与中子自旋回波实验的聚乙烯熔体的比较表明定量协议的理论与时间相关的非相干散射函数的各种样品中的非纠缠和纠缠制度。
2015-09-28 cond-mat.soft
Relating Chain Conformations to Extensional Stress In Entangled Polymer Melts
非线性拉伸流动在聚合物加工中很常见，但在理论上仍然具有挑战性，因为链的剧烈拉伸使缠结网络远离平衡变形。在这里，我们提出了粗粒度的模拟的拉伸流动在缠结聚合物熔体的Rouse-Weissenberg数$Wi_R=0.06$ - $52$和Hencky应变$ε\geq6$。模拟再现了拉伸粘度随时间、速率和分子量的实验趋势。分子结构的研究表明，随着$Wi_R$的增加，限制管的伸长和变薄。在平衡纠缠长度处，应力的增加与链熵的减小在数量上是一致的。粘度的分子量依赖性趋势与从牛顿极限到高速率极限的交叉有关，该交叉随链长不同地缩放。
2018-06-25 cond-mat.soft
A non-monotonic constitutive model is not necessary to obtain shear banding phenomena in entangled polymer solutions
在1975年，Doi和Edwards预测缠结的聚合物熔体和溶液可以具有本构不稳定性，其由大于蠕动时间的倒数的剪切速率的减小的应力表示。实验并不支持这一点，更复杂的理论结合了Marrucci（1996）的想法，即通过平流消除约束;这产生了单调增加的应力，从而产生了稳定的本构行为。最近的实验表明，纠缠聚合物溶液可能具有本构不稳定性，并导致一些工作者质疑现有本构模型的有效性。在这封信中，我们使用一个简单的现代本构模型的纠缠聚合物，非拉伸Rolie-Poly模型与溶剂粘度增加，并表明：（1）不稳定性和剪切带是捕捉在这类简单的模型;（2）剪切带现象是可观察到的弱稳定流体的流动几何形状，施加一个充分不均匀的总剪应力;（3）瞬态现象可以具有类似剪切带的不均匀性，即使对于弱稳定流体也是如此。这些结果中有许多是与模型无关的。
2008-12-14 cond-mat.soft
Multiscale Simulation of History Dependent Flow in Polymer Melt
我们已经开发了一种新的多尺度模拟技术，调查历史相关的纠缠聚合物熔体的流动行为，使用平滑粒子流体动力学模拟与微观模拟器，占纠缠聚合物的动态作用于每个流体元素。将多尺度模拟技术应用于二维周期系统中聚合物熔体绕圆形障碍物的缠绕流动。研究发现，缠结聚合物熔体的应变率历史依赖的应力影响其流动行为，应力的记忆性导致非线性行为，即使在${\rm Wi} \le 1$的区域。还研究了纠缠态$<Z>$的空间分布。在障碍物周围观察到稍低的纠缠区域，并发现在下游区域加宽。
2011-03-09 cond-mat.soft
Density effects in entangled solutions of linear and ring polymers
本文采用分子动力学的计算机模拟方法，研究和比较了线性和圆形（环）高分子链在不同密度的纠缠溶液中的静态和动态特性。虽然我们证实，线性链构象服从高斯统计在所有密度，环往往起皱变得越来越紧凑，密度增加。相反，链单体之间的接触频率取决于两个链拓扑结构的解决方案密度。平衡时链的松弛也取决于拓扑结构，环状聚合物比线性聚合物松弛得更快。最后，我们讨论了局部粘弹性的解决方案，分散的胶体状颗粒的扩散是显着更快的环的情况下。
2015-12-03 cond-mat.soft
Measuring structural parameters of crosslinked and entangled semiflexible polymer networks with single-filament tracing
单丝示踪是一种直接测定缠结聚合物网络几何和力学性质的有价值的工具。然而，系统地验证示踪剂细丝的刚度或其与周围网络的分子相互作用如何影响这些参数的测量，用已建立的实验系统是不可能的。在这里，我们使用机械可编程的DNA纳米管嵌入交联和缠结的F-肌动蛋白网络，以及在合成的DNA网络，以测量基本的，结构网络特性，如管的宽度和网格大小相对于示踪剂的刚度。虽然我们证实了一些预测来自纯粹基于空间相互作用的模型，我们的研究结果表明，这些模型应该扩展到考虑额外的丝间相互作用，从而描述真实的聚合物网络的行为。
2020-12-23 cond-mat.soft
Rethinking the Transient Network Concept in Entangled Polymer Rheology
缠结聚合物液体的经典流变学理论建立在两个支柱上：缠结链的高斯统计和应力完全来自于分子内构型熵变化的假设。我们发现，这两个假设不支持聚合物熔体的分子动力学模拟。具体而言，在纠缠长度尺度及以下的段分布函数偏离理论预测，在平衡和变形状态。进一步的构象分析表明，在缠结长度尺度上的链内熵应力远小于总应力，表明链间熵的贡献相当大。最后，在变形和应力松弛过程中，缠结链熵应力与宏观应力之间的关系呈现出经典理论无法解释的分叉现象。
2019-06-11 cond-mat.soft
Statistics of Quenched Defects Containing Semi-Flexible Polymer Chain: Exact Results (II)
本文用完全定向自回避行走格子模型讨论了二维和三维含缺陷半柔性均聚物链的热力学性质。缺陷沿着一条线定位，并且这些缺陷不与半柔性聚合物链的单体处于热平衡; e.我们考虑在本手稿中有缺陷的半柔性聚合物链的情况，用于淬灭缺陷的情况。N个单体半柔性高分子长链的构象上存在m个缺陷，精确计算了N个单体自回避半柔性高分子长链的缺陷构象的Q个实现数，从而导出了有限长（i）的缺陷半柔性高分子链的自由能的精确表达式. e.利用巨正则系综理论，在热力学极限下，得到了缺陷自回避半柔性高分子链的配分函数的精确表达式.本文所描述的方法可以很容易地推广到各向同性/定向行走晶格模型的缺陷聚合物链的另一种情况。
2020-03-29 cond-mat.soft
Primitive chain network simulations of the creep of entangled polymers
Nagoya University（名古屋大学）；Università degli Studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）
本研究通过修改原始链网络模拟，探讨了纠缠聚合物在蠕变条件下的行为，发现应力控制模式下解缠较温和。
2025-08-03 cond-mat.soft
Fluidification of Entangled Polymers by Loop Extrusion
本研究通过模拟发现，环挤压因子（LEF）通过形成瓶刷状结构主动流化缠结线性聚合物，显著降低DNA缠结与有效粘度，并揭示其最佳作用密度及粘度与聚合物长度的线性标度关系。
2024-08-13 cond-mat.soft
Surface effects in the crystallization process of elastic flexible polymers
通过多正则蒙特卡罗模拟研究了具有弹性键的柔性均聚物的液-固转变的热力学性质，发现了类似于Lennard-Jones团簇基态结构的晶体构象.这使我们能够建立一个结构分类方案的有限长度的柔性聚合物和他们的冻结机制类似于原子团簇的形成。具有“魔长”的聚合物晶体是完全二十面体的。
2010-02-10 cond-mat.soft
Flow-History-Dependent Behavior in Entangled Polymer Melt Flow with Multiscale Simulation
聚合物熔体表现出与流动历史相关的行为。为了清楚地表明这种行为，我们研究了缠绕的聚合物熔体围绕两个圆柱体的流动行为，这两个圆柱体沿着二维周期系统中的流动方向串联放置。在该系统中，下游侧的圆柱体周围的聚合物状态与上游侧的另一圆柱体周围的聚合物状态不同，因为前者具有在上游侧的圆柱体周围通过时经历的应变的记忆，而后者没有记忆。因此，两个圆柱体周围的剪应力分布是不同的。此外，我们还发现，当所施加的外力一定时，平均流速随两圆柱之间距离的增加而减小。虽然这种行为与牛顿流体的行为一致，但流动历史相关的行为增强了流动阻力的降低。
2011-10-05 cond-mat.soft
Entangled polymer complex as Higgs phenomena
在拓扑场论的理论框架下，我们导出了一个有效的纠缠聚合物复合物在拓扑约束下的Maxwell-London方程。我们发现，测试聚合物链的横向电流通量，包围纠缠链，指数衰减从其平均位置与有限的穿透深度，这是类似的超导体（SC）中的磁场衰减。就像SC中光子的质量获得是磁场衰减的起源一样，由于保留的连接数，聚合物沿着链获得不可交叉的交叉点，这限制了横向聚合物电流在正常方向上的偏差。有趣的是，这幅图很好地结合了最成功的现象学理论，即所谓的管模型，研究人员长期以来一直在研究其微观起源。我们的运动方程与管模型的对应关系表明，限制管势是拓扑约束（链接数）的结果。管半径归因于衰减长度，并且增加交叉点处的缩回力或增加交叉点的数量（连接数），管变得更窄和更紧。计算结果进一步表明，管道泄漏概率随管道半径的衰减长度呈指数衰减。
2015-04-17 cond-mat.soft
Pathological Rheology of Non-Stretching Entangled Polymers: Finite-Time Blow-Up Predictions
针对非拉伸近似导致RP模型在简单流动中剪切速率有限时间发散的问题，本文分析两类流动并指出将近似扩展至二阶精度可消除其与完整模型的差异。
2024-10-23 cond-mat.soft
Comment on: "Relating Chain Conformations to Extensional Stress in Entangled Polymer Melts"
基于非平衡分子动力学模拟的缠结聚合物熔体，最近的信[物理。$\textbf{121}$，047801（2018），arXiv：1806.09509]声称，上升的拉伸应力与平衡纠缠长度下链的熵减小在数量上一致。我们指出，恰恰相反的是真实的：链内熵应力所产生的个别纠缠股一般不同意总的“宏观”的压力。该信的结论是基于对有限范围的模拟弹道进行的不完整和有问题的分析。如果他们以适当的方式检查了完整的模拟轨迹，那么从他们的数据中应该得出相反的结论。
2018-08-16 cond-mat.soft
Developments in Multi-Chain Coarse-Grained Models for Entangled Polymer Dynamics
Nagoya University（名古屋大学）
本文综述了多链粗粒化模拟在纠缠聚合物动力学中的发展与应用，重点介绍了原始链网络模型和多链滑弹簧模型，探讨了线性和非线性流变学预测及分子机制。
2026-03-30 cond-mat.soft
Elasticity of entangled polymer loops: Olympic gels
本文提出了奥林匹克凝胶弹性的标度理论，即，其中弹性仅是拓扑结构的结果的凝胶。结果表明，存在两个变形制度。第一种是非仿射变形状态，其中自由能与变形成线性比例。在大（仿射）变形状态下，自由能按$F \propto λ^{5/2}$缩放，其中$λ$是变形比。因此，预测了一个高度非胡克应力应变关系。
1997-05-27 cond-mat.soft
Chain retraction in highly entangled stretched polymer melts
我们使用计算机模拟来研究松弛的强烈变形的高度纠缠的聚合物熔体在非线性粘弹性制度，侧重于各向异性链构象等容伸长后。Doi-Edwards管模型及其GLaMM延伸，结合轮廓长度波动和对流约束释放，预测聚合物链延伸在所有方向上的收缩，在变形后立即设置。这一预测受到了实验、模拟和其他理论研究的挑战，质疑了管概念的普遍有效性。对于很长的链，我们观察到的初始收缩的链延伸平行和垂直于拉伸方向。然而，这种影响明显弱于GLaMM模型的预测。我们还表明，2D散射函数的扩展的第一各向异性项定性同意GLaMM模型的预测，提供了一个选项，直接实验测试。
2018-11-20 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
Low-entangled UHMWPE melt: analytical model and computer simulations
在这项工作中，我们开发了一个理论模型来描述聚合的非常长的大分子与同时沉淀。作为我们模型的参考系，我们考虑UHMWPE聚合过程，通过均相催化和分子量高于$10^6$单体。我们推导出系统中的纠缠长度的时间依赖性，并评估聚合速率和引发剂的分数如何影响这种依赖性。我们发现，引发剂的分数的减少导致增加的平均缠结长度在完全聚合后的熔体中。计算机模拟结果的支持，并在原则上可以适用于广泛的聚合材料，结晶和无定形。
2020-01-15 cond-mat.soft
Worm Blobs as Entangled Living Polymers: From Topological Active Matter to Flexible Soft Robot Collectives
本研究聚焦活体蠕虫形成的缠结活性软实体蠕虫团，分析其构象缠结特性与多态涌现行为，提出需重审聚合物物理软物质概念，为活性聚合物、拓扑活性物质及仿生缠结软体机器人集群设计提供指导。
2023-04-29 cond-mat.soft
Driven translocation of a flexible polymer through an interacting conical pore
我们使用Langevin动力学模拟研究了柔性聚合物通过相互作用的锥形孔的驱动易位。我们发现，对于一个固定值的外力和孔聚合物的相互作用强度，在孔内的单体的平均停留时间显示出非单调的变化与孔顶角$α$。我们解释这种行为使用自由能参数明确占孔聚合物的相互作用和外部驱动。我们的理论观察证实了模拟结果的平均易位时间的孔聚合物的相互作用和外部驱动力的变化。
2021-02-16 cond-mat.soft
Semi-Flexible Polymer in a Uniform Force Field in Two Dimensions
在一个简单的二维模型中，研究了一端固定在均匀力场中的半柔性高分子链的构象性质。递归关系推导出的配分函数，然后迭代数值。我们计算的角度波动的聚合物的力场和平均聚合物的配置的方向作为函数的弯曲刚度，链长，链取向在锚定点，和场强。
2001-10-08 cond-mat.soft
Evidence that self-similar microrheology of highly entangled polymeric solutions scales robustly with, and is tunable by, polymer concentration
我们报告的观察一个显着的缩放行为相对于浓度的被动微珠流变两个高度纠缠的聚合物溶液，聚环氧乙烷（PEO）和透明质酸（HA）。这种行为先前已有报道[Hill等人，PLOS ONE（2014）]用于人肺粘液，一种复杂的生物水凝胶，激发了目前对合成聚合物溶液PEO和HA的研究。该策略是识别并集中在宽范围的滞后时间$τ$内，对于该滞后时间，被动微米直径珠粒表现出自相似（分数，幂律）均方位移（MSD）统计。对于肺粘液，PEO在三个不同的分子量（Mw），HA在一个Mw，我们发现整体平均MSD的形式${\langle}Δr^{2}(τ){\rangle} = 4D_ατ^α$，所有在一个共同的带，[1/60秒，3秒]，滞后时间$τ$。我们采用MSD幂律参数$(D_α,α)$分类的高度纠缠的浓度范围内的每个聚合物溶液。通过广义Stokes-Einstein关系，幂律MSD意味着对于频率$1/τ$，[0.33 sec $^{-1}$，60 sec $^{-1}$ ]的幂律弹性$G'(ω)$和粘性$G''(ω)$模量。一个自然的问题围绕着决定$D_α$和$α$的聚合物性质，例如聚合物浓度c、Mw和刚度（持久长度）。在[Hill等人，PLOS ONE（2014）]，我们显示MSD指数$α$随浓度线性变化，而前因子$D_α$随浓度呈指数变化，即分类器数据的半对数图$(log(D_α),α)(c)$是共线的。…
2018-10-15 cond-mat.soft
Flexible polymer confined inside a cone-shaped nano-channel
在许多实验情况下，聚合物在锥形几何形状中的纳米尺度限制发生。本文采用分子动力学模拟方法对柔性聚合物在锥形纳米通道中的运动进行了理论研究。研究了通道内单体的分布、受限聚合物的构型、作用在聚合物上的熵力以及它们对通道和聚合物参数的依赖性。理论和仿真结果吻合得很好。在模拟中测量了由通道的不对称形状引起的聚合物上的熵力，并且发现其幅度相对于热能是显著的。所获得的力对通道参数的依赖性可能是有用的锥形纳米通道的设计。
2016-02-23 cond-mat.soft
Flory-Huggins theory for athermal mixtures of hard spheres and larger flexible polymers
一个简单的分析理论的混合物的硬球和较大的聚合物排除体积相互作用的发展。该混合物显示出广泛的不溶性。对于具有强排斥体积相互作用的大聚合物，在分层的临界点处单体的密度随着聚合物长度的平方根而减小，而球体的密度趋于恒定。这与硬球和理想聚合物的混合物的行为非常不同，这些混合物虽然比具有排除体积相互作用的聚合物的混合物更难混溶，但在分层的临界点处具有高得多的聚合物密度。该理论适用于完整范围的混合物的球体与灵活的聚合物，从那些具有强大的排斥体积相互作用的理想聚合物。
2002-06-17 cond-mat.soft
Influence of weak reversible cross-linkers on entangled polymer melt dynamics
在本文中，我们研究了一个系统的纠缠链，承担可逆的交联在熔融状态。交联键均匀地拴在每条链的主链上。一个滑动链接型模型的系统，并解决了松弛模量。缠结和可逆交联剂的影响被建模为离散形式的约束，影响原始路径的运动。与非缔合缠结系统相比，模型计算表明，弹性模量具有更高的第一平台和延迟的终端松弛。这些效应归因于受束缚可逆连接体影响的缠结链的演变。当连接体存活时间$τ_s$大于缠结时间$τ_e$但小于Rouse时间$τ_R$时，求解该模型。
2017-12-11 cond-mat.soft
Thermodynamics of tubelike flexible polymers
本文介绍了短管状柔性聚合物的一般相行为。几何厚度约束通过全局曲率曲率半径的概念来实现。我们使用先进的蒙特卡罗抽样方法来模拟小珠棒聚合物模型与非键合单体之间的Lennard-Jones相互作用。我们分析能量波动和结构量来分类构象假相。我们发现，管的厚度影响简单管状聚合物的热力学行为显着，即，对于给定的温度，二级结构的形成强烈地依赖于管的厚度。
2009-07-17 cond-mat.soft
Influence of Dispersity on the Relaxation of Entangled Polymers from Molecular Dynamics Simulations
本文利用非平衡分子动力学模拟，揭示分散度对中等缠结聚合物熔体在高应变速率变形及流动停止后各向异性应力与构象松弛的复杂调控机制。
2025-07-28 cond-mat.soft
Facile equilibration of well-entangled semiflexible bead-spring polymer melts
应用双桥杂化（DBH）方法对模拟缠结聚合物熔体进行平衡[R. Auhl等人，J.Chem.Phys.v.119，p.12718，2003]随着链刚度增加到半柔性状态而失去其有效性，因为与双桥Monte Carlo移动相关的能垒变得过高。在这里，我们克服了这个问题相结合的DBH与核心软化对电位的使用。这大大降低了能垒，使我们能够平衡熔体与$N \simeq 40 N_e$和链刚度一直到各向同性-无规转变使用模拟不超过1亿的时间步长。对于半柔性链，我们的方法是几倍的速度比标准DBH，我们利用这种加速开发改进的Kremer-Grest熔体的链刚度依赖的库恩长度$\ell_K$和纠缠长度$N_e$的表达式。
2021-11-18 cond-mat.soft
Substrate Adhesion of a Nongrafted Flexible Polymer in a Cavity
在接触密度链增长的研究中，我们调查的溶解度-温度伪相图的晶格聚合物在一个有吸引力的表面空腔。除了吸附和解吸的构象的主要阶段，我们发现许多子阶段的崩溃和扩展的结构。
2007-10-23 cond-mat.soft
Single Chain Slip-Spring Model for Fast Rheology Simulations of Entangled Polymers on GPU
本文在Likhtman [A. E. Likhtman，Macromolecules，38，6128（2005）]，用于在GPU上缠结聚合物的快速流变学模拟。为了在GPU上进行有效的计算，我们稍微修改了原始的滑动弹簧模型。我们的模型被设计成满足细致平衡条件，这使我们能够很容易地分析其静态或线性响应特性。我们从理论上分析了模型的一些统计特性，如线性响应，这将有助于分析模拟数据。我们表明，我们的模型可以重现几个流变特性，如线性粘弹性或粘度增长定性。我们还表明，使用GPU可以大大提高性能。
2011-06-15 cond-mat.soft
Non-affine displacements in flexible polymer networks
探讨了仿射假设在柔性聚合物网络建模中的有效性。为此，嵌入在聚丙烯酰胺凝胶中的荧光示踪珠的位移通过共聚焦显微镜剪切变形下进行定量，并记录这些位移从仿射响应的偏差。凝胶内的非亲和力被量化为聚合物链密度和交联浓度的函数。观测结果与目前的聚合物网络非亲和性理论定性一致。在聚丙烯酰胺凝胶中测量的非亲和性程度表明存在结构不均匀性，这可能是由于凝胶制备过程中的非均相反应动力学。此外，聚丙烯酰胺凝胶的宏观弹性被确认为按照柔性聚合物网络弹性的标准模型表现。
2010-11-28 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
An infinitely long flexible polymer chain in between two parallel plates
我们考虑了一个完全定向的自回避行走模型在立方晶格上模拟的构象的无限长的限制柔性聚合物链;和限制条件是由两个平行的无热板。受限的聚合物体系是在良好的溶剂条件下，我们重新考虑这个问题，以解决任何长度的链，也为任何板之间的分离的实际聚合物的模型。利用基于生成函数技术的解析计算方法，导出了受限高分子链的平衡统计。得到了受限链的受限力、表面张力和受限链的单体密度分布。我们提出的计算方法是适合于了解热力学的任意长度的限制聚合物链。
2021-06-17 cond-mat.soft
Stress Relaxation in Entangled Polymer Melts
我们提出了一套广泛的模拟结果的应力松弛平衡和步骤应变珠弹簧聚合物熔体。这些数据使我们能够探索链的动力学和剪切松弛模量，$G(t)$，进入平台制度的链与$Z=40$纠缠和终端松弛制度的$Z=10$。利用已知的非纠缠链的（Rouse）迁移率和通过我们系统的微观拓扑态的原始路径分析确定的熔体纠缠长度，我们对几种不同的管模型进行了无参数测试。我们发现很好的协议的Likhtman-McLeish理论使用双蠕动近似的约束释放，如果我们删除的贡献的高频率模式的轮廓长度波动的原始链。
2010-05-25 cond-mat.soft
Molecular dynamics simulations of active entangled polymers reptating through a passive mesh
在这项工作中，我们探讨了积极的纠缠链的动力学使用分子动力学模拟的一个修改后的Kremer-Grest模型。为了避免约束释放效应，活性链被稀释在一个很长的被动线性链的网格中，并以沿着原始路径赋予恒定极性漂移速度的方式向单体施加一个主动力.模拟结果表明，在很宽的活性值范围内，链和管的构象性质不受影响，但是链条的动力学被严重改变。尽管没有一个明确的管，模拟验证了所有的预测理论对所有可能的观测非常准确，包括扩散系数，成为独立的分子量在中等值的活动。总的来说，这项工作提供了新的信息，积极纠缠聚合物的研究，给出了路线图研究这种现象和一种有效的方法来获得一个极性活动，再现了物理学的积极爬行理论。
2022-10-30 cond-mat.soft
Straightening of Thermal Fluctuations in Semi-Flexible Polymers by Applied Tension
我们调查的传播突然施加的张力沿热激发半柔性聚合物使用解析近似，缩放参数和数值模拟。这个问题本质上是非线性的。我们发现亚扩散传播的动力学指数为1/4。通过推广的内部弹性，我们表明，紧张的字符串表现出定性不同的张力配置文件和传播的指数为1/2。
1996-10-11 cond-mat.soft
Freezing and collapse of flexible polymers
本文利用复杂的链增长方法，分析了简单立方和面心立方晶格上柔性高分子链的冻结和坍缩相变。相反，在一定的参数范围内，这两个构象转变被发现合并在热力学极限的键波动聚合物模型，我们得出结论，从我们的结果，这两个过渡保持良好分离的无限长链的限制。这种性质上不同的行为的原因可能是由于在这里考虑的晶格模型中的超短吸引力相互作用范围。
2009-02-13 cond-mat.soft
Dynamical Entanglement and Cooperative Dynamics in Entangled Solutions of Ring and Linear Polymers
了解缠结如何影响聚合物复杂流体的行为在许多领域都是一个公开的挑战。为了阐明稠密聚合物溶液中纠缠的性质和后果，我们提出了一种新的方法：“动态纠缠分析”（DEA），从纠缠链的成对位移关联中提取时空纠缠结构.通过将这种方法应用于大规模线性和无结，非级联环聚合物的分子动力学模拟，我们发现了一个强大的和意想不到的合作动力学：纠缠链之间的相互夹带的足迹。我们表明，DEA是一个强大的和敏感的探针，揭示了以前未被注意到的，和建筑相关的，时空结构的动态纠缠在聚合物溶液。我们还提出了一个平均场近似我们的分析，提供了以前未得到充分重视的物理见解到通用纠缠聚合物的动力学。我们设想DEA将是有用的，以分析在通用聚合物系统，如共混物和复合材料的纠缠的动态演变。
2020-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Entangled Polymeric Fluids in Two-roll Mill studied via Dynamic Light Scattering and Two-color flow Birefringence. I. Steady flow
我们提出了一系列的高分子量，纠缠的聚苯乙烯溶液进行“混合”的剪切和拉伸流型产生的同向旋转的两辊轧机的实验结果。对于稳态流动以及从静止开始流动，我们使用两种不同的光学方法来研究纠缠聚合物流体的动力学：双色流动双折射（TCFB）和动态光散射（DLS）。使用TCFB方法，我们测量了溶液中光轴的双折射$Δn$和取向角$χ$，从而测量了广义粘度函数$η$（使用应力-光学关系）。在与TCFB测量相同的流动条件下，应用DLS方法测量聚合物溶液的速度梯度、\gdot和流动类型参数$λ$。对于低变形率的对称性的流场减少与使用聚合物流体相比，所看到的与牛顿流体。一个分子本构Doi-Edwards-Marrucci-Grizzuti（DEMG）模型，其中包括聚合物链拉伸的影响，已被用来数值模拟预测$Δn$，$χ$，和$η$在稳定的流动条件下的聚苯乙烯流体与\gdot和$λ$，通过DLS测量，作为输入到模型。DEMG模型的预测与实验结果的详细比较表明，该模型的工作定性以及定量的低和中等的变形率，但在高速率的变形预测一个更强的链拉伸比实验观察到的失败。聚合物的分子量和每链的缠结数的影响被突出。
2000-06-18 cond-mat.soft
Optical tweezers microrheology maps the dynamics of strain-induced local inhomogeneities in entangled polymers
光镊微流变学（OTM）提供了一种强有力的方法来探测复杂的软物质系统，如网络的纠缠聚合物，在广泛的时空尺度的非线性响应。OTM还可以独特地表征导致这些系统表现出的有趣的非线性流变特性的微观结构动力学。然而，OTM测量中的应变，通过光学迫使微探针通过材料，诱导网络的不均匀性和周围的应变路径，和所得的流场复杂的系统的测量响应。通过一组强大的定制设计的OTM协议，再加上建模和分析计算，我们表征的时变不均匀性引起的OTM测量领域。我们表明，应变后均匀化不干扰系统的内在应力松弛动力学，而是它表现为一个独立的组成部分，在应力衰减，即使在高度非线性制度，如微流变LAOS（mLAOS）协议，我们介绍。我们的具体结果表明，类罗斯弹性回缩，而不是解缠结和脱离，主导缠结聚合物在微观和介观尺度的非线性应力松弛。因此，我们的研究开辟了在广泛的复杂大分子系统上进行精确的非线性微流变测量的可能性，例如mLAOS。
2019-06-01 cond-mat.soft
Role of temperature and alignment activity on kinetics of coil-globule transition of a flexible polymer
利用分子动力学模拟研究了含活性珠的柔性高分子链在从良溶剂到不良溶剂条件下骤冷后从线团到小球转变的非平衡动力学。通过众所周知的Vicsek类对齐规则引入每个珠子的活动，由于该规则，珠子的速度试图朝向其相邻珠子的平均方向对齐。我们调查的作用，淬火温度与不同的活动，在此聚合物的崩溃。我们发现，虽然对于较低的活动的动力学保持定性相似的不同的温度下，较高的活动可以识别出显着的差异。
2022-02-04 cond-mat.soft
The coil-globule transition of polymers of long rigid monomers connected by flexible spacers
提出了一个简单的高分子刚性长链段模型，该刚性长链段通过排斥体积排斥和短程吸引相互作用。该模型聚合物的线团-小球转变是强烈的一级转变，小球是结晶的，与小球共存的线团是溶胀的。在低阶截断维里膨胀示出提供一个非常差的近似的自由能，所以细胞理论被用来计算小球的自由能。
1997-07-28 cond-mat.soft
Freezing and Collapse of Flexible Polymers on Regular Lattices in Three Dimensions
我们分析了一个简单的模型的简单立方和面心立方晶格上的柔性聚合物链的结晶和崩溃转变的复杂的链增长的方法。相反，在一定的参数范围内，这两个构象转变被发现合并在热力学极限的键波动聚合物模型，我们得出结论，从我们的结果，这两个过渡保持良好分离的无限长链的限制。这种性质上不同的行为的原因可能是由于在这里考虑的晶格模型中的超短吸引力相互作用范围。
2007-10-25 cond-mat.soft
Collapse Transition of Two-Dimensional Flexible and Semiflexible Polymers
表面受限聚合物的球状-卷曲转变的性质一直是一个争论的问题。在这里，通过部分定向晶格模型研究了这种2D塌缩过渡。在具有正弯曲刚度（$Δ>0$）的聚合物的一般情况下，塌陷转变为{\em一阶};仅在弯曲刚度为零的极限情况下（$Δ\equiv 0$），塌陷转变为{\em二阶}。这些分析结果得到了蒙特卡罗模拟的证实。我们还提出了一些未来可能的实验。
2007-01-18 cond-mat.soft
