Polymer Detachment Kinetics from Adsorbing Surface: Theory, Simulation and Similarity to Infiltration into Porous Medium
采用拉伸（Pincus）斑点的概念，并通过Monte-Carlo（MC）和分子动力学（MD）模拟，从理论上研究了大分子从粘合剂表面的力辅助脱附动力学。我们表明，脱离的单体随时间的变化是由一个微分方程，这是相当于非线性多孔介质方程（PME），广泛采用的水文地质系统的运输建模。根据吸附的拉力和强度，可以区分三种动力学状态：（i）“喇叭”（弱吸附和小拉力），（ii）“茎-喇叭”（弱吸附和中等力），和（iii）“茎”（强吸附和大力）。有趣的是，在所有状态下，解吸的珠粒$M(t)$的数量和表面上方的第一单体（其经历拉力）$R(t)$的高度遵循通用的时间平方根定律。因此，分离的总时间$<τ_d>$与聚合物长度$N$成比例为$<τ_d> \propto N^2$。我们的主要理论结论进行了测试，发现与广泛的MC-和MD-模拟的数据一致。
2012-03-07 cond-mat.soft
Influence of an adsorbing polymer in the aging dynamics of Laponite clay suspensions
粘土-聚合物水分散体系由于其工业应用和独特的物理性质，近年来引起了人们极大的兴趣。已知裸锂皂石颗粒的水溶液在数小时至数月的时间内自发地从遍历状态老化至非遍历状态，这取决于锂皂石浓度。当将聚合物物质如聚环氧乙烷（PEO）添加到溶液中时，其在粘土颗粒表面上弱吸附，从而改变Laponite颗粒之间的有效相互作用势。一个动态光散射研究，在固定的聚合物分子量（Mw=200.000克/摩尔）的聚合物浓度变化，已进行，以了解聚合物的老化动力学的系统上的效果。所得结果表明，粘土颗粒之间的逮捕现象受阻，如果PEO的加入，因此老化动力学减缓与PEO浓度的增加。这一过程可能是由于粘土表面逐渐被聚合物覆盖，聚合物随着PEO浓度的增加而生长，并可能导致空间稳定。
2008-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theoretical Study of Comb-Polymers Adsorption on Solid Surfaces
我们提出了一个理论研究的物理吸附的中性梳型聚合物的吸附骨架和非吸附侧链在一个平面上。这样的聚合物作为用于生物分离的“动态涂层”基质特别令人感兴趣，特别是用于DNA测序、毛细管电泳和芯片实验室。通过在毛细管的内表面涂覆中性聚合物来提高分离性能。该方法允许屏蔽表面电荷，从而防止电渗流和带电大分子（例如蛋白质）粘附在毛细管壁上。我们确定了三个吸附制度：一个“蘑菇”制度，其中的涂层是由强烈吸附的骨架环和锚定在骨架上的侧链是在一个膨胀的状态，一个“刷”制度，其特征在于由一个均匀的多链涂层与一个扩展层的非吸附侧链和非吸附制度。通过使用平均场和缩放方法的组合，我们明确推导出渐近形式的单体浓度分布，吸附自由能和吸附层的厚度作为骨架和侧链的大小和吸附参数的函数。此外，我们得到了不同制度之间的转换的标度律。这些预测可以通过进行旨在研究聚合物吸附的实验来检查，例如中子或X射线反射仪，椭圆偏振仪，石英微量天平或表面力仪器。
2005-01-11 cond-mat.soft
Statistics of polymer adsorption under shear flow
利用非平衡布朗动力学的计算机模拟方法，研究了高分子链在三种不同剪切环境下的稳态统计特性：i）本体（无壁）中的线性剪切流，ii）垂直于吸附壁的剪切涡，iii）垂直于吸附壁的剪切梯度。链端到端的距离和它的取向角的统计分布计算在我们的单体分辨的计算机模拟。在很宽的剪切速率范围内，这种分布可以映射到一个简单的理论有限可延伸的非线性弹性哑铃模型与拟合各向异性的有效弹性常数。尾部的角分布函数是一致的缩放预测借用散装哑铃模型。最后，特征周期性翻滚运动的频率也通过模拟进行了研究，并发现与三种设置的剪切速率呈次线性关系，这扩展了早期在实验和模拟中对自由和束缚的聚合物分子进行无吸附的结果。
2009-10-09 cond-mat.soft
Controlling adsorption of semiflexible polymers on planar and curved substrates
我们研究了半柔性聚合物如聚电解质或DNA在平面和弯曲基底上的吸附，例如，球或搓板基板通过短程电位使用广泛的蒙特卡罗模拟，缩放参数，和分析转移矩阵技术。我们表明，刚性或半柔性聚合物在平面基板上的吸附阈值可以由聚合物刚度控制：吸附需要最高的潜在强度，如果聚合物的持久性长度匹配的范围内的吸附电位。在弯曲的衬底上，即，吸附球或吸附搓板表面，吸附可另外通过表面结构的曲率来控制。在吸附状态下的额外的弯曲能导致临界吸附强度的增加，这取决于基板结构的曲率半径。对于吸附球，这产生了用于吸附的最佳聚合物刚度，即，吸附的临界势强度的局部最小值，这可以通过曲率来控制。对于二维和三维搓衣板基板，我们确定的持久性长度的范围和有效控制的吸附阈值的基板曲率的机制。
2015-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Activity-driven polymer knotting for macromolecular topology engineering
针对工程化打结大分子的挑战，研究发现活性聚合物可通过构象波动与爬行运动高效自打结，结会因棘轮效应迁移至锚点；活性聚合物接枝惰性聚合物末端可作为软针转移或编织结，还能形成分子间桥接结，为大分子拓扑工程提供新途径。
2024-12-08 cond-mat.soft
Confinement of knotted polymers in a slit
我们研究了结类型对限制在狭缝中的环状聚合物的性质的影响。对于相对宽的狭缝，结越复杂，与相同长度的未打结的聚合物相比，聚合物施加在壁上的力降低得越多。对于更窄的狭缝，情况正好相反。这两个制度之间的交叉是，一阶，在更复杂的结较小的狭缝宽度。然而，结拓扑可以以微妙的方式影响这些趋势。除了聚合物所施加的力，我们还研究了其他量，如单体的密度分布在整个狭缝和各向异性的回转半径。
2010-10-29 cond-mat.soft
Effect of topology on dynamics of knots in polymers under tension
我们使用计算机模拟比较的动态行为的环面和均匀扭曲的张力下的聚合物结。这些结通过一种类似于爬行的机制扩散。两种结型的摩擦系数均随平均结长线性增长。然而，对于类似的复杂性，环面结比均匀扭曲结扩散得更快。结长度自动关联函数表现出与呼吸模式相关的缓慢弛豫时间。它的时间尺度取决于结的类型，通常环面的时间比均匀扭曲结的时间长。动力学行为的这些差异被解释在结的拓扑特征。
2010-07-26 cond-mat.soft
Solvent-Dependent Critical Properties of Polymer Adsorption
先进的链增长计算机模拟方法已被用于系统的统计分析的临界行为的聚合物吸附在基板上。我们使用有限尺寸标度技术来研究临界指数、临界温度和相图结构对溶剂质量的依赖性。我们的研究涵盖了所有溶剂的影响，从超自避免步行的限制，其特征在于有效的单体-单体排斥，以不良的溶剂条件，使紧凑的聚合物结构的形成。结果显着受益于考虑到校正缩放。
2017-05-07 cond-mat.soft
Under-knotted and Over-knotted Polymers: Unrestricted Loops
我们提出了计算机模拟研究的概率分布的无厚度封闭聚合物的N直段的长度相等的回转半径。我们对当环的拓扑被猝灭为某个结K时的条件分布特别感兴趣。概率分布对长度N以及拓扑状态K的依赖性是主要的参数。我们的研究结果证实，均方平均回转半径平凡结的规模与N以相同的方式为自避免行走，其中的交叉长度，这个“下打结”政权是相同的随机打结，N_0的特征长度。与幻影环相比，拓扑限制的欠结环的回转半径的概率分布更窄，这意味着结在熵上比幻影聚合物更刚性。我们还发现，在N>N_0时，所有简单节点的概率分布接近一个普遍的形状。
2004-03-18 cond-mat.soft
Metastable tight knots in a worm-like polymer
基于蠕虫状链的结熵的估计，我们预测，弯曲能和约束熵的相互作用将导致结的紧凑的亚稳态配置，其将扩散，而不扩散，沿着半柔性聚合物的轮廓，直到它到达链端之一。我们估计的结的大小作为其拓扑不变的函数（理想的纵横比）同意最近的实验结果打结dsDNA。我们的想法提出了进一步的实验测试。
2007-02-07 cond-mat.soft
Influence of Rigidity and Knot Complexity on the Knotting of Confined Polymers
我们采用计算机模拟和热力学积分分析弯曲刚度和狭缝约束的自由能成本打结，$ΔF_{\rm knotting}$，在张力下的聚合物链的影响。存在与张力相关的非零最优刚度$κ_{\rm min}$，其中$ΔF_{\rm knotting}$最小。对于具有多个刚性结构域的聚合物链，每个刚性结构域包含大量单体，具有刚性的结构域$κ_{\rm min}$将是结优选的。结内部弯曲的{ \it local}分析表明，编织区域链的局部拉伸是张力相关的最佳刚度具有非零值的原因。相对于柔性链具有最佳刚度的链的$ΔF_{\rm knotting}$的减少可以通过调整2D限制的狭缝宽度和增加结的复杂性来增强。最佳刚度本身与我们考虑的结类型无关，而约束使其向较低值移动。
2014-05-14 cond-mat.soft
Under-knotted and over-knotted polymers: compact self-avoiding loops
我们提出了一个计算机模拟研究的紧凑的自避免回路的长度和拓扑状态。我们使用一个哈密尔顿封闭路径上的一个三维立方晶格作为一个紧凑的聚合物模型的一个？形段。强调了遍历采样的重要性。我们首先看一个典型的循环上的局部分形几何的全局拓扑约束的效果。我们发现，即使是一个紧凑的平凡的结，或其他一些下打结的循环短片段，有点皱巴巴的拓扑盲平均相比，在所有的循环。我们进一步尝试研究是否结是本地化或沿链的非本地化时，链是紧凑的。为此，我们执行计算抽取和链粗化，并查看节点频率空间中的“重整化轨迹”。虽然不是完全决定性的，我们的结果是不一致的想法，即节点成为离域时，聚合物是紧凑的。
2004-03-17 cond-mat.soft
Upsurge of spontaneous knotting in polar diblock active polymers
本研究发现含自驱动单体的二嵌段活性聚合物的成结概率与复杂度会大幅提升，且该效应随单体占比呈非单调变化，揭示了成结与结寿命的竞争机制，为纳米尺度制备缠结长丝提供了非平衡新方法。
2024-07-09 cond-mat.soft
Scattering functions of knotted ring polymers
通过仿真计算，讨论了在给定拓扑约束下，N个结点的高斯随机多边形的散射函数。我们得到了一个高斯多边形的Kratky图N=200有一个固定的结，一些不同的结，如平凡，三叶形和8字结。我们发现，不同的Kratky图的一些特性是一致的不同的值的均方回转半径的高斯多边形与不同的节点。
2005-04-05 cond-mat.soft
Localization and size distribution of a polymer knot confined in a channel
本文采用Langevin动力学模拟方法研究了一维几何条件下线性聚合物在窄管内的行为，并对结的局域化性质进行了研究。我们发现，在这样的几何结构中，纽结是强局部化的。通过观察局域结尺寸的分布函数，我们发现了最可几尺寸附近的涨落随禁闭半径的标度行为。基于对结尺寸的概率分布的分析，我们表明，强的本地化行为和波动周围的最可能的大小可以包含在一个简单的参数的基础上的虚拟管组成的平行股和重叠。
2012-06-04 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
A numerical technique for preserving the topology of polymer knots: The case of short-range attractive interactions
用蒙特卡罗模拟研究了单聚合物结的统计力学。聚合物被认为是在一个立方晶格和他们的构象随机变化的帮助下枢轴变换。在每次变换之后，检查结的拓扑是否通过称为枢轴算法和排除区域（简称PAEA）的方法保留，并在作者以前的出版物中描述。作为该方法的应用，计算了几种节子的比能、回转半径和热容。研究了短程引力的情形。能量状态的采样通过Wang-Landau算法来执行。所得结果表明，在排斥相互作用的情况下，比能量和热容的增加与结的复杂性。关于回转半径的数据允许估计在不同温度下聚合物结的尺寸。
2012-12-28 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
A study of polymer knots using a simple knot invariant written consisting of multiple contour integrals
在这项工作中，短的聚合物节（多达120段）定义在一个简单的立方晶格的热力学性质的帮助下，Wang-Landau Monte Carlo算法进行了研究。使用从给定种子构造开始的枢轴变换来执行采样过程。短程吸引力和排斥力作用于单体的情况下被认为是。讨论了几种节子的比能、热容和回转半径的性质。结果表明，热容呈现出一个尖锐的峰值。如果相互作用是有吸引力的，在单个开链中也观察到类似的峰，并且与从冷冻微晶状态到膨胀卷曲状态的转变有关。分析的可观的行为的一些其他特点，例如增加或减少的结比能量在高温下随着聚合物长度的增加，取决于如果相互作用是吸引或排斥。除了研究聚合物结的热力学外，本文的第二个目标是介绍一种基于拓扑不变量来区分结的拓扑的方法，该拓扑不变量是多重围道积分的形式，并且显式地依赖于结的物理轨迹。所选择的不变量与Conway多项式的第二个系数有关。它首次从具有规范群SU（N）的陈-西蒙斯场论的振幅中分离出来。结果表明，该不变量在区分高分子结的拓扑结构方面是非常可靠的。所提出的方法的优点之一是，它允许减少所需的Wang-Landau算法的样本的数量。一些解决方案，以加快计算利用蒙特卡罗积分技术的发展。
2013-07-03 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
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
Topological effects in the thermal properties of knotted polymer rings
利用蒙特卡罗模拟研究了拓扑结构对几种结构型热性质的影响。为了检查结的拓扑结构是否在热波动期间被保留，我们提出了一种方法，该方法允许非常快速的计算，并且可以很容易地应用于任意复杂的结。作为应用，计算了三叶形、8字形和$8_1$结在不同温度和不同长度下的比能量和热容。假定单体之间存在短程排斥相互作用。节点配置上产生的三维立方晶格和采样的Wang-Landau算法和枢轴方法的装置。结果表明，对于短链聚合物，拓扑效应起着关键作用。区分了系统内能增长率的三个温度区域。
2012-09-24 cond-mat.soft
Probing the entanglement and locating knots in ring polymers: a comparative study of different arc closure schemes
聚合物环的拓扑和几何性质之间的相互作用可以通过建立在环的任何部分（弧）中捕获的缠结来阐明。该任务需要将开放弧闭合成环，并且所得到的拓扑状态可能取决于所遵循的特定闭合方案。为了了解这种模糊性的影响，在上下文中的实际利益，如结定位在一个环与非平凡的拓扑结构，我们采用各种封闭方案模型环聚合物。这些环具有相同的长度和拓扑状态（三叶结），但具有不同的紧致度。比较表明，一种新的方法，称为最小干扰关闭，可以有利地用于以一个强大的和计算效率高的方式来表征弧纠缠。这种封闭的方法，最后适用于结定位问题，解决了使用两种不同的定位方案的基础上自上而下或自下而上的搜索。
2011-03-02 cond-mat.soft
Collective Dynamics and Topological Locking in Knotted Ring Polymers: A Novel Phenomenological Theory
本文提出一种新型唯象理论，揭示素结环状聚合物中拓扑约束诱导的集体运动模式，发现环面打结与扭转打结属于不同普适类，并确立了独立于位阻效应的拓扑控制参数。
2025-03-07 cond-mat.soft
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
Ring polymers with topological constraints
本文的第一部分综述了近年来在非平凡拓扑构象高分子环体系研究中的一些实验和理论结果。接下来，介绍了单个聚合物结行为建模方面的一些进展。数值模拟的帮助下进行的Wang-Landau蒙特卡罗算法。为了对聚合物构象进行采样，使用称为枢轴移动的一组随机变换。的关键问题，保持的拓扑结构的结后，每一个移动的帮助下，这两个新的技术进行了简要说明。作为一个应用程序，拓扑结构对聚合物结的热性能的影响的调查结果的报告。最后，原始结果进行了讨论，关于使用并行代码来研究聚合物结内的大量段的王-朗道方法。
2014-02-02 cond-mat.soft
Capturing knots in polymers
提出了一种节点约简算法
2007-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Machine learning understands knotted polymers
该研究利用长短期记忆神经网络识别受限柔性打结环的纽结类型，发现粗粒化可提升对更长环的识别性能，且坐标或键方向作为输入特征效果最佳。
2022-12-22 cond-mat.soft
Knot-controlled ejection of a polymer from a virus capsid
我们提出了一个数值研究打结的影响，灵活和半灵活的聚合物从一个球形的，病毒样衣壳弹射。聚合物喷射速率主要由结控制，其移动到衣壳中的孔，然后充当棘轮。具有更复杂结的聚合物喷射更慢，并且对于大结，结类型而不是聚合物的柔性决定喷射速率。我们讨论了我们的研究结果的关系，从病毒衣壳的DNA弹射和推测，这一过程具有解开DNA进入细胞之前的生物学优势。
2009-01-15 cond-mat.soft q-bio.BM
The polymer theta-point as a knot delocalisation transition
我们数值研究了具有排斥体积的自吸引聚合物模型中素平结的紧性。我们发现，这些结是本地化的高温溶胀制度，但成为离域在低温球状相。正是在坍缩过渡处，结是弱局部化的。我们的一些结果可以解释的聚合物网络的理论，它允许推测准确的指数的结长概率分布。
2002-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pulling Knotted Polymers
我们比较蒙特卡罗模拟打结和未打结的聚合物，其两端连接到两个平行的墙壁。测量施加在聚合物上的力$f$作为壁之间的间隔$R$的函数。对于几个单体编号$N$的未打结聚合物，乘积$fN^ν$是$R/N^ν$的简单函数，其中$ν\simeq 0.59$。相比之下，打结的聚合物表现出强烈的有限尺寸效应，这可以解释为一个新的长度尺度相关的结的大小。基于这一解释，我们得出结论，形成结的单体数量与$N^t$和$t=0.4\pm 0.1$成比例。
2002-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometry and topology of knotted ring polymers in an array of obstacles
我们研究打结的聚合物在平衡与一系列的障碍模型限制在凝胶或浸泡在熔体中。我们发现了一个交叉的几何和拓扑行为的聚合物。当聚合物的回转半径$R_G$和包含结的区域的回转半径$R_{G,k}$与障碍物之间的距离b相比很小时，结是弱局部化的，并且$R_G$在良好溶剂中以取决于结类型的幅度缩放。在$R_G > b > R_{G,k}$的中间状态下，聚合物的几何形状变为支化。当$R_{G,k}$超过b时，结离域并且也变成分支。在该方案中，$R_G$与线结类型无关。我们讨论了这种行为的影响，凝胶电泳实验打结的DNA在弱场。
2010-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamically Stable Knots in Semiflexible Polymers
本研究通过副本交换蒙特卡罗模拟比较了粗粒化半柔性聚合物的珠-簧与珠-棒模型，发现低温下键长与非键相互作用距离比值偏离1时会出现热力学稳定的结相，并揭示了其类一阶结构转变及自由能垒估计。
2024-02-15 cond-mat.soft
Influence of a knot on the strength of a polymer strand
为了确定不同绳结的相对强度，人们做了许多实验，这些实验表明，打结的绳子的断裂几乎总是发生在绳结“入口”之外的一点上。节对聚合物性能的影响已成为极大的兴趣，部分原因是它们对机械性能的影响。应用于大分子拓扑学的纽结理论表明，简单的三叶形或“上手”结很可能存在于任何长的聚合物链中。在实验和计算机模拟中，已经观察到DNA片段包含这样的结。在这里，我们使用{ \it ab initio}计算方法来研究三叶结对聚合物链断裂强度的影响。我们发现，结会显著削弱股线，而且，就像打结的绳子一样，股线在结的入口处会在张力下断裂。
1999-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polyelectrolyte Knot Delocalization Induced by Counterion Condensation
环状聚合物上的结往往很紧。对于荷电聚合物（聚电解质）上的结，单体之间的静电斥力被认为是提高持久长度和进一步本地化的结。然而，对流凝结对结行为的影响尚不清楚。本文利用分子动力学模拟系统地研究了在不同静电强度和溶剂质量条件下，反凝聚对结行为的影响，重点研究了结的大小。我们发现，一般反凝聚\emph{delocalizes}的系统中的强静电强度的节点。在小到中等的静电强度下，由于静电相关性和溶剂质量之间的相互作用，结尺寸和总链尺寸可以正相关或负相关。
2023-02-01 cond-mat.soft
Knots in Charged Polymers
通过数值模拟和标度论证，研究了拓扑约束和库仑相互作用在带电聚合物静态和动态性质中的相互作用。在没有筛选的情况下，长程相互作用将不可约的拓扑约束定位为紧密的分子结，而复合约束被分解和分离。即使当力被屏蔽时，只要聚合物的整体刚性由库仑相互作用主导，紧结也可以作为局部（甚至全局）平衡而存在。由于涉及紧结的缠结不容易消除，它们的存在极大地影响系统的弛豫时间。特别是，我们发现，在开放的聚合物中的紧结是通过沿链的扩散而不是通过开放来去除的。结的扩散系数实际上随着其电荷密度而减小，并且对于高电荷聚合物，结的位置似乎被冻结。
2002-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-reptation and slow topological time scale of knotted polymers
本文研究了具有素结的柔性环状聚合物的Rouse动力学。在蒙特卡罗方法中，我们定位结，遵循其扩散，并观察其长度的波动。我们构造了一个拓扑时间尺度，并证明了它与打结区域的自蠕动有关。相关的动力学指数，$z_T=2.32\pm.1$，可以与平衡结长度分布，并确定几个动力学量的行为。
2007-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of bending rigidity on the knotting of a polymer under tension
一个粗粒度的计算模型被用来研究如何在拉伸下的聚合物的弯曲刚度影响三叶结的形成。应用热力学积分技术证明，形成一个结的自由能成本有一个最小值在非零的弯曲刚度。最小值的位置表现出幂律依赖于所施加的张力。对于具有非均匀弯曲刚度的打结聚合物，结优先定位在具有使自由能最小化的弯曲刚度的区域中。
2012-11-12 cond-mat.soft q-bio.BM
Effects of knotting on the collapse of active ring polymers
本研究通过数值模拟发现，结拓扑结构显著影响活性环状聚合物的坍缩行为，扭结坍缩早于环面结且复杂度提升会加剧差异，拓扑可调控聚合物性质且活性可能偏好环面结。
2025-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The topological effect on the Mechanical properties of polymer knots
通过对聚合物结的一点施加给定的力$F$，同时保持另一点固定，研究了聚合物结在不良溶剂和良好溶剂中拉伸时的力学性能。简单立方晶格上的聚合物构象的Monte Carlo采样使用Wang-Landau算法的变体进行。几种结拓扑结构的比能量、比热容和回转半径的计算结果表明，长度可达70个晶格单元的短聚合物结的行为具有一般趋势。在低拉伸力$F$下，根据温度是低还是高，可以在紧密相或伸展相发现结。在任何温度下，随着力$F$值的增加，聚合物结经历向拉伸状态的相变。这种转变的特征在于热容量的强峰值。还有一个较小的峰，这对应于在低温下发生的转变，当拉伸相中的聚合物的构象随着温度的升高而溶胀时。它还表明，短的聚合物环的行为是强烈的拓扑效应的影响。由于拓扑约束，可访问的能量状态的数量的限制在小尺寸的结中特别明显，并且根据罗尔夫森结表，它们的最小交叉数很高。一个例子是长度只有50个晶格单元的梅花结$5_1$。可以用具有相同最小交叉数的图表示的结的热和机械性质非常相似。分析了尺寸效应对聚合物结行为的影响。令人惊讶的是，发现拓扑效应随着聚合物长度的增加而非常快地消失。
2015-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ranking knots of random, globular polymer rings
立方晶格上相互作用的自避免多边形的广泛模拟的分析表明，在一个随机的，崩溃的聚合物环中实现的不同的结的频率作为排名顺序的负幂下降，并建议实现的不同的结的总数与链长呈指数增长。特定结的相对频率收敛到确定的值，因为每个单体的自由能，其领先的有限尺寸的校正，不依赖于环的拓扑结构，而subleading校正只取决于交叉数的结。
2007-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free Energy of a Knotted Polymer Confined to Narrow Cylindrical and Conical Channels
利用蒙特卡罗模拟研究了半柔性聚合物在圆柱形和圆锥形通道中的构象行为。渠道足够狭窄，奥代克政权的条件勉强满足。对于圆柱形的限制，我们检查聚合物的拓扑结构$3_1$，$4_1$，或$5_1$，以及unknotted聚合物，能够形成S-环的一个单一的结。我们测量的自由能$F$与端到端的聚合物延伸长度$X$的变化，并检查不同的聚合物拓扑结构，持久长度$P$和圆柱体直径$D$的自由能函数的效果。类似地，我们描述了沿着通道的结跨度的行为。我们发现，增加结的复杂性增加了典型的结的大小。在低$X$的状态下，其中结/S-环尺寸大，构象行为与聚合物拓扑结构无关。此外，标度性能的自由能和结跨度是一致的预测从一个理论模型构建使用已知的性能相互作用的聚合物在Odijk政权。我们还研究了不同锥角$α$值下，$F$随结在锥形通道中位置的变化。自由能随着结在圆锥变宽的方向上移动而减小，并且自由能还随着$α$的增加和结复杂性的增加而减小。该行为与理论模型的预测一致，其中对$F$变化的主要贡献是当结移动到通道的较宽区域时发夹的大小的变化。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Polymer Adsorption on Fractal Walls
本文用重整化群方法研究了不同维数分形粗糙壁面上的聚合物吸附。对于确定性墙，得到了精确的结果。吸附过渡被发现是连续的低维$d_w$的吸附壁和相应的交叉指数$ϕ$单调增加与$d_w$，最终克服以前的边界。对于超过阈值$d_w^*$的$d_w$，$ϕ$变为1并且转变变为一阶。$d_w^*>d_{saw}$，本体中聚合物的分形维数。一个精确的数值方法来解决同样的问题，随机墙给出了同样的情况下的证据。
1999-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Writhe-induced knotting in a lattice polymer
我们考虑一个简单的晶格模型的拓扑相变在开放的聚合物。为了更准确地说，我们研究了一个模型的简单立方晶格拴在一个表面上，并通过适当定义的扭动加权的自避免行走。我们还考虑了从表面拉聚合物的未束缚端的效果。无论力，我们发现一个一阶相变，我们认为这是一个结果，增加打结的晶格聚合物，而不是由于其他的影响，如形成的plectonemes。
2014-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Knotted globular ring polymers: how topology affects statistics and thermodynamics
长的打结塌陷聚合物的统计力学由自由能和与结相关的子引导项确定，该子引导项与可以保持这种结的最短聚合物的长度有关。取决于结种类的唯一其它参数是振幅，使得结的相对概率在长链的极限下不随温度$T$变化。我们通过在立方晶格上模拟低$T$下相互作用的自回避环得出了这一结论，这两种情况都具有不受限制的拓扑结构，以及小球被滑动连接分成两个环（保留其拓扑结构）的设置，这两个环竞争链长，要么接触，要么被壁分开，以便通过膜孔移位。这些研究结果表明，在大分子环境中，可能存在具有纯粹拓扑起源的熵力，因此聚合物中具有复杂结的部分应该倾向于以显著收缩其他拓扑简单部分为代价而膨胀。
2014-11-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
SPOCK*: A simple program for simulating knotted and concatenated polymer rings off-lattice
University of Szczecin（谢查青大学）
本文介绍了一个名为SPOCK*的蒙特卡洛代码，用于研究存在拓扑约束时聚合物的热力学和力学性质，通过Lennard-Jones势描述单体间相互作用，并采用简单快速算法保持拓扑结构，使模拟时间随聚合物尺寸线性增长。
2026-06-01 cond-mat.soft
The escape transition of a compressed star polymer: Self-consistent field predictions tested by simulation
当聚合物被半径为$R$的圆柱形活塞压缩时，发生聚合物“蘑菇”（在良溶剂中接枝到平坦的非吸附基底表面的柔性链）的逃逸转变，该圆柱形活塞的半径远远超过链回转半径。在该转变处，链构象突然从二维自避免的斑点行走（直径为$H$，活塞在基底上方的高度）改变为“花状构象”，即拉伸的几乎一维的斑点串（具有端到端距离$\approx R$）和链的“逃逸”部分，即活塞外部的“冠”。这个问题的延伸与$f$臂的星形聚合物的情况下被认为是，假设该中心的星接枝到基板。问题被认为是在压缩下的武器逃脱所有一起，或是否有发生手臂手臂的手臂逃脱下增加压缩。自洽场计算和分子动力学模拟都支持后者。
2013-09-16 cond-mat.soft
Sensing adsorption kinetics through slip velocity measurements of polymer melts
测量了聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物熔体在弱吸附表面上的非线性滑移行为随时间的演变，该弱吸附表面由密集端接枝到熔融石英棱镜表面的短的非缠结PDMS链制成。熔体进入非线性滑移区的临界剪切速率随时间增加。熔体在同一表面上的吸附动力学已被确定独立使用椭圆偏振。我们表明，可以解释的缓慢吸附的熔体链使用Brochard-de Gennes的模型的滑移的演变。
2018-06-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermodynamics of Confined Knotted Lattice Polygons
York University（约克大学）；Universitá degli studi di Padova（帕多瓦大学）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）
研究受限环状链的热力学行为，发现其相变与拓扑结构相关，不同结型影响自由能变化。
2026-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous Unknotting of a Polymer Confined in a Nanochannel
我们研究了一个半柔性聚合物中的结的动力学，该聚合物被限制在一个宽度与聚合物的持久长度相当的狭窄通道中。使用布朗动力学模拟和粗粒度的随机模型相结合，我们的特点的耦合动力学的结尺寸的变化和结沿聚合物的扩散，最终导致自发解结。我们发现，结在消失之前增长到宏观尺寸。有趣的是，施加到受限聚合物末端的外力加速自发解结。
2008-07-25 cond-mat.soft q-bio.BM
Differential Geometry of Polymer Models: Worm-like Chains, Ribbons and Fourier Knots
我们分析了几个连续模型的聚合物：蠕虫状链，带状物和傅立叶结。我们证明了蠕虫链的挠率是发散的，并得出结论，这类链不能用空间曲线的Frenet-Serret（FS）方程来描述。虽然这同样适用于带状物，但它们的扭曲率是有限的，因此它们可以用带状物的广义FS方程来描述。最后，傅立叶结具有有限的曲率和挠率，因此，足够光滑，可以用空间曲线的FS方程来描述。
2007-02-08 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
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
