Dissipative Dynamics of a Single Polymer in Solution: A Lowe-Andersen Approach
研究了高分子单链在良溶剂条件下的平衡动力学。特别强调的是放在不同的阻力所经历的链条，而它的移动。为此，我们采用耗散粒子动力学的Lowe-Andersen方法，以介观的方式模拟溶剂，该方法被称为再现流体动力学效应。我们的方法捕获了平衡中正确的静态行为。关于动力学，我们调查的自扩散系数$D$相对于聚合物$N$的长度的缩放，产生的结果是兼容的Zimm缩放$D \sim N^{-3/5}$。
2018-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics simulation plus slip-springs for entangled polymers with various slip-spring densities
本文研究 DPD-SS 模型中滑簧密度对缠结聚合物动力学的影响，证明在每链平均滑簧数相同时可通过 Rouse 标度和平台模量实现不同模型间长度、时间与模量转换。
2024-01-31 cond-mat.soft
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
The Hydrodynamic Interaction in Polymer Solutions Simulated with Dissipative Particle Dynamics
我们广泛地分析了耗散粒子动力学（DPD）模拟的解决方案中的聚合物链的动力学，特别关注的是一个典型的DPD流体的低施密特数对模拟的聚合物动力学的潜在影响。有人认为，DPD流体中的低施密特数可能导致聚合物溶液中的流体动力学相互作用不充分。我们的分析表明，在稀溶液中的平衡聚合物动力学，在一个典型的DPD模拟条件下，遵守Zimm模型非常好。随着Schmidt数的进一步减小，观察到从Zimm模型到Rouse模型的偏差。这意味着单体之间的流体动力学相互作用在DPD模拟的典型条件下合理地发展。只有当施密特数进一步减小时，链内的流体动力学相互作用才变得不充分。随着聚合物体积分数的增加，流体动力学相互作用和排除的体积相互作用的筛选很好地再现了DPD模拟。聚合物珠之间的软相互作用和低施密特数的使用不产生显着的问题，在高浓度下的模拟动力学，除了在模拟中没有捕获的缠结效应。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A single-particle energy-conserving dissipative particle dynamics approach for simulating thermophoresis of nanoparticles in polymer networks
提出融合sDPD与eDPD的seDPD方法，在验证黏度、热扩散率和阻力后模拟纳米粒子热泳穿越聚合物网络，发现其呈现巨扩散加速现象。
2024-02-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Geometrically-Consistent Model Reduction of Polymer Chains in Solution. Application to Dissipative Particle Dynamics: Model Description
我们介绍了一个框架模型减少链模型耗散粒子动力学（DPD）模拟，其中的链，压力，密度和温度的特征尺寸被保存。所提出的方法减少了表示具有复杂分子的特定系统所需的自由度的数量（例如，线性聚合物）。基于几何的考虑，我们映射细粒度模型的参考状态，通过一个一致的缩放系统，其中短的长度和快速的时间尺度被忽略，而相平衡的属性被保存。在这种粗粒化过程之后，我们始终代表高分子量DPD链（即，每条链>200个珠），所需的颗粒数量显著减少（即，> 20倍于原始系统）。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Comparison of Dissipative Particle Dynamics and Langevin thermostats for out-of-equilibrium simulations of polymeric systems
在这项工作中，我们比较和表征的行为朗之万和耗散粒子动力学（DPD）恒温器在广泛的非平衡模拟聚合物系统。聚合物刷在相对滑动运动，聚合物液体在Poietille和Couette流，刷熔体界面被用作模型系统来分析不同的Langevin和DPD恒温器实现的效率和局限性。广泛使用的粗粒度珠弹簧模型在良好和不良溶剂条件下，评估恒温器的影响。我们考虑了平衡，瞬态和稳态的例子来测试恒温器的能力，以保持恒定的温度，并重现在非平衡的情况下的基本物理现象。在流动方向上关闭朗之万恒温器的常见做法也被严格地重新审视。定量地分析了不同权重函数的DPD恒温器的效率作为溶剂质量和非平衡状态的函数。
2007-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunability of Dissipative Particle Dynamics simulations for Excluded Volume and Hydrodynamic Interactions in polymer solutions and Rheological predictions
本研究揭示了耗散粒子动力学（DPD）通过调节排斥相互作用参数和弹簧长度，可像布朗动力学（BD）一样独立调节排除体积和流体动力学相互作用，实现聚合物溶液不同流变状态的模拟，且在拉伸和剪切流下的预测与BD及实验结果一致。
2024-12-20 cond-mat.soft
On the dissipative effects in the electron transport through conducting polymer nanofibers
在这里，我们研究的随机核运动的掺杂聚合物纤维中的电子输运假设的材料的导电状态的影响。我们将导电聚合物视为颗粒状金属，并应用介观体系中导电的量子理论来描述金属颗粒之间的电子输运。为了分析核运动的影响，我们用声子浴来模拟它们，并考虑了电子-声子相互作用。结果表明，在中低温和室温下，声子池在晶粒间电子输运中起着重要作用，它抑制了共振电子隧穿的中间态，并产生了支持电子输运的新态.
2007-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pressure-driven flow of oligomeric fluid in nano-channel with complex structure. A dissipative particle dynamics study
我们开发了一种模拟方法，允许模拟的压力驱动的流动中的孔与平面和聚合物改性的墙壁。我们的方法是基于耗散粒子动力学，我们结合了早期的想法，如流体壁和反向流动。作为一个测试案例，我们认为低聚物流通过孔与平壁，并证明所提出的方法具有良好的恒温品质。我们发现，在两个低聚物的形状和排列的不均匀性，导致非抛物线的速度分布的孔。该方法随后被应用于用垂直于流动方向布置的聚合物刷条装饰的纳米通道。在一定的阀值的流动力，我们发现一个柱状到层状的形态过渡，这导致刷包围孔壁的一个相对光滑的层。在较高的流速下，低聚物的流动具有与平壁的情况类似的性质，但有效孔径较窄。我们观察到拉伸和排列的聚合物分子沿流动附近的孔壁。
2016-07-06 cond-mat.soft
Self-organising Dissipative Polymer Structures
在相变和临界现象的标度理论的框架下，揭示了聚合物材料的宏观性质对纳米结构参数的定量依赖关系。颈缩拉伸比和断裂拉伸比是指宏观性能。该结构的特征在于在各向同性熔融结晶的线性高密度聚乙烯中的非晶层的平均厚度，其被选为一个例子。颈拉伸比的平方等于断裂拉伸比的平方与链端碰撞概率的乘积。这种概率又与各向同性材料中非晶层的平均厚度成比例。颈缩拉伸比是一个有序参数。具有柔性链的聚合物在固态和熔融状态下都是溶液，标记链的相互作用末端充当溶剂。在临界聚合度下，所有相都是相同的。这项研究是对高分子液体分子理论的重要贡献。发现在蠕动模型中，线性柔性链聚合物的熔体粘度与分子量在临界点附近服从指数为3.4的幂律关系。这与环大分子熔融时预期的值3不同。考虑了聚合物链端绕熔体流动方向的旋转振动和旋进运动，使计算结果与实验结果更符合。
2012-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation induced gel-gel phase separation in a dilute polymer network
本研究发现稀聚合物体系的网络形成作为耗散过程，可在可混溶聚合物-水体系中引发渗流诱导的凝胶-凝胶相分离，该结构具介尺度双连续特征且能诱导皮下脂肪生长，其机制与宇宙大尺度结构形成类似，为耗散结构的功能应用提供新可能。
2022-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Segregation Kinetics of Miktoarm Star Polymers: A Dissipative Particle Dynamics Study
本文采用耗散粒子动力学模拟揭示不同结构杂臂星形聚合物熔体及共混物的微相、宏观相分离生长规律与动态标度行为。
2024-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulating active agents under confinement with Dissipative Particles (hydro)Dynamics
本研究通过耗散粒子动力学模拟，考察了受限条件下活性粒子（球形胶体和聚合物）的流体动力学行为，发现圆柱形受限显著调节扩散和取向自相关，且流体动力学与受限共同影响聚合物的尺寸与扩散。
2025-10-10 cond-mat.soft
Nanotribology of biopolymer brushes in aqueous solution using dissipative particle dynamics simulations: an application to PEG covered liposomes in theta solvent
我们进行的调查剪切聚合物链接枝在平坦的表面上覆盖聚乙二醇刷作为一个案例研究的有效的药物输送机制，在生物相关的情况下，例如，作为载体的局部治疗疾病的人类血管模型脂质体。对于这些应用，需要特定的流变性质，例如在高剪切速率下的低粘度以改善脂质体的运输。因此，对不同长度和剪切速率的聚合物刷进行了非平衡DPD模拟，得到了θ溶剂条件下体系的平均粘度和摩擦系数随剪切速率和聚合度的变化，发现在大剪切速率下聚合物刷经历剪切变稀，粘度和摩擦系数在θ溶剂中的高剪切速率下服从标度律，而与刷的聚合度无关。这些结果证实了最近的缩放预测和再现非常好的趋势，在高剪切的红细胞在脂质体含有介质中的粘度测量。
2013-10-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spreading Dynamics of Polymer Nanodroplets
采用分子动力学模拟研究了聚合物液滴的铺展。为了研究前体足和本体液滴两者的动力学，使用珠-弹簧模型模拟约200，000个单体的大液滴，所述珠-弹簧模型用于每个链的链长为10、20和40个单体的聚合物。我们比较平坦和原子表面上的传播，链长效应，以及不同的应用程序的朗之万和耗散粒子动力学恒温器。我们发现扩散行为的前体脚和良好的协议与分子动力学模型的液滴扩散使用平面和原子表面。尽管大的系统尺寸和较长的模拟时间相对于以前的模拟，我们没有发现任何证据的流体动力学行为的扩散液滴。
2003-08-08 cond-mat.soft
Dynamical geometry for multiscale dissipative particle dynamics
在本文中，我们回顾了计算方面的多尺度耗散粒子动力学模型的复杂流体模拟的基础上功能丰富的几何形状的Voronoi镶嵌。该模型的几何特征是至关重要的，因为网格是直接连接到物理解释的Voronoi体积的镶嵌作为粗粒度的流体集群。Voronoi镶嵌在时间上动态地保持，以在拉格朗日参考系中对流体进行建模，包括施加周期性边界条件。在二维和三维空间中，几种算法来构建和维护的周期Voronoi镶嵌评论和他们的并行性能进行了讨论。使用表面边界描述了在波动的流体动力学溶剂中的聚合物和胶体颗粒的插入。
2003-01-21 cond-mat.soft
Competitive adsorption of surfactants and polymers on colloids by means of mesoscopic simulations
采用粗粒耗散粒子动力学模拟研究了功能化分子如聚合物、流变改性剂和表面活性剂分子在溶剂中的胶体颗粒上的竞争和协同吸附。结果表明，一个复杂的图片出现从模拟，其中分散剂和表面活性剂的吸附合作达到一定的浓度，在胶体颗粒上，但随着表面活性剂浓度的增加，它导致分散剂解吸。胶体分散体中流变改性剂的存在通过表面活性剂胶束与这些试剂的疏水位点的缔合而增加了复杂性。这里报告的模拟结果的分析清楚地指出，沿着不同的聚合物分子的疏水位点的自缔合的机制，负责他们的竞争和合作吸附。
2014-06-12 cond-mat.soft
Dissipative particle dynamics simulations of a single isolated polymer chain in a dilute solution
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究通过耗散粒子动力学模拟探究稀溶液中聚合物链的动力学，分析排斥参数对链静态与动态性质的影响，验证了模拟结果与实验、MD及BD模拟的一致性。
2019-07-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
Modeling of Branched Thickening Polymers under Poiseuille Flow Gives Clues as to how to Increase a Solvent Viscosity
通过添加增稠支化聚合物产生的溶剂的粘度增强被预测为聚合物浓度、支化长度和持久性长度以及共价键相互作用的强度的函数。采用耗散粒子动力学模型对非平衡定态Poiffille流场进行了数值模拟，得到了流体的粘度。结果发现，聚合物聚集成聚集体提高了粘度，并且它更强烈地受到键合相互作用强度的影响。一般标度关系被发现的粘度作为研究的变量的函数，这是预期有用的设计和合成的新的增粘聚合物。有人认为，我们的研究结果可以应用于水性增稠剂，重要的胶体流体，如油漆和涂料，也为非极性流体，如超临界CO2，这是一个有前途的非水力压裂液也可用于提高石油采收率。
2021-07-29 cond-mat.soft
Relation between extensional viscosity and polymer conformation in dilute polymer solutions
Nagoya University（名古屋大学）
本研究通过耗散粒子动力学模拟揭示稀溶液中聚合物伸展黏度与构型的定量关系，基于Rouse模型分析表明伸展黏度由回转半径及其导数决定。
2025-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dissipative particle dynamics for coarse-grained models
本文提出DPDS方法，通过DPD恒温器将溶剂流体动力学引入既有粗粒化溶质模型且不改变其平衡性质，并在聚合物动力学和纳米孔电渗流中验证其适用性。
2024-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and Scaling of 2D Polymers in a Dilute Solution
Shannon和Choy [Phys. Rev. Lett. { \bf 79}，1455（1997）]。然而，我们在这里数值和分析表明，动力学标度举行时，适当考虑到相关的动力学量的有限大小的依赖性。我们进行了大规模的模拟在2D的高分子链在一个良好的溶剂与充分的流体动力学相互作用，以验证动态缩放。这是通过新颖的介观模拟技术实现的。
2003-01-14 cond-mat.soft
A thermodynamically consistent constitutive equation describing polymer disentanglement under flow
我们推导出一个物理一致的框架，将纠缠动力学流动的聚合物熔体的本构方程。我们用这个结合的Ianniruberto-Marriccui到一个有限可扩展版本的Rolie-Poly模型的对流约束释放（CCR）动力学，也包括在Giesekus模型的各向异性流动性。可逆的动力学是从自由能，描述了一个有限可扩展的构象张量和理想气体的纠缠沿链。耗散动力学给出了构象张量和缠结的耦合动力学方程，其耦合项描述了剪切诱导的解缠结。构象张量的弛豫动力学遵循GLaMM和Rolie-Poly模型，并解释了爬行，收缩和CCR。我们建议，纠缠恢复的弛豫时间$τ_ν$是成比例的Rouse时间$τ_R$，其中管内的聚合物拉伸。这与最近的分子动力学模拟相匹配，并且对应于在整个聚合物各向异性在较长的爬行时间$τ_d$上松弛之前松弛缠结数。我们的模型表明，声称签名的缓慢重新纠缠的爬行时间在步进应变实验可以解释为产生的爬行动力学的各向异性。
2022-05-26 cond-mat.soft
Self-Assembly of Crowded Semiflexible Polymers under Dynamic and Deformable Confinement
University at Buffalo（布法罗大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
研究动态可变形环境中半刚性聚合物自组装行为，通过分子动力学模拟发现聚合物浓度、链长和约束程度影响结构有序性，动态约束通过约束变化速率与聚合物移动竞争调控组装。
2026-03-27 cond-mat.soft
Simulation of a Single Polymer Chain in Solution by Combining Lattice Boltzmann and Molecular Dynamics
在本文中，我们建立了一个新的有效的方法来模拟聚合物-溶剂系统，它结合了格子玻尔兹曼方法的流体和连续分子动力学（MD）模型的聚合物链。这两个部分通过一个简单的耗散力耦合，而系统由添加到流体和聚合物的随机力驱动。对溶剂中单个聚合物链的情况下的新方法进行了广泛的测试。验证了解析理论预测的动、静态标度特性。在这种情况下，有限大小的模拟箱的影响进行了讨论。虽然通常有限尺寸的修正尺度为L^{-1}（L表示盒子的线性尺寸），但劳斯模式的衰减速率只受L^{-3}有限尺寸效应的影响。此外，映射到现有的MD模拟相同的系统，使所有的物理输入值的新方法可以从纯MD模拟。因此，这两种方法可以进行定量比较，表明新方法允许更大的时间步长。这两种方法的结果比较表明，由于静态链构象的非完美匹配的系统偏差。
1999-05-13 cond-mat.soft
Rebound suppression of a droplet impact on a supersolvophobic surface by a small amount of polymer additives
少量的聚合物溶解在液滴中抑制液滴反弹时，它的冲击上的超疏溶剂表面。本文采用多体耗散粒子动力学模拟方法研究了聚合物稀溶液液滴的碰撞动力学，该动力学依赖于聚合物的分子量和浓度。较长的聚合物或高聚合物浓度抑制液滴的回弹，尽管其剪切粘度和液体-蒸气表面张力与纯溶剂液滴的剪切粘度和液体-蒸气表面张力没有不同。我们发现了一种新的抗反弹机制，其中对跳跃运动施加阻力，而非反弹液滴在早期扩展和收缩阶段的行为与反弹液滴相同。两个聚合物的贡献，以减少反弹的趋势进行了定量分析：由聚合物的吸附和聚合物的拉伸力的基板润湿性的改变。
2020-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How do polymers stretch in capillary-driven extensional flows?
通过对不同可拉伸性聚合物流体的毛细管变细实验，研究发现基于本构模型的弛豫时间假设仅适用于高可拉伸性聚合物，低可拉伸性聚合物会被显著低估。
2024-03-06 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
Cross-stream migration of a Brownian droplet in a polymer solution under Poiseuille flow
采用耗散粒子动力学方法研究了布朗流体液滴在平行平板微通道中的迁移行为。在牛顿溶剂中，液滴由于惯性效应在所研究的流动条件下向通道壁迁移，与理论预测和最近的模拟一致。然而，当聚合物链被添加到溶剂中时，液滴聚集到通道中心线上。由于液滴和聚合物的可变形性，较长的聚合物和较高的聚合物浓度具有非平凡的流速依赖性，通常会增强聚焦。布朗运动导致液滴位置波动，其分布主要取决于将液滴向外推动的惯性升力与来自聚合物的将其向内驱动的弹性力之间的平衡。液滴形状受局部剪切速率的控制，因此其平均形状取决于液滴的分布。
2018-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pressure Driven Flow of Polymer Solutions in Nanoscale Slit Pores
采用耗散粒子动力学方法，系统地研究了纳米尺度狭缝孔中聚合物溶液的压力驱动流动。我们研究了分子量、聚合物浓度和流速对流体和聚合物速度、聚合物密度和聚合物回转半径的三个组成部分的跨通道分布的影响。我们发现，随着聚合物分子量或/和聚合物浓度的增加，平均流动流体速度降低，并且随着聚合物分子量或浓度的增加，速度分布从抛物线分布的偏差加重。我们还发现，聚合物构象的分布是高度各向异性和不均匀的整个通道。聚合物的密度分布也被发现是不均匀的，表现出在中心平面的局部最小值，然后是两个对称的峰。我们发现了聚合物链的迁移，无论是从或向墙壁。对于相对长的链，与狭缝的厚度相比，观察到朝向壁的迁移。然而，对于相对短的链，观察到远离壁的迁移。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Different regimes of the uniaxial elongation of electrically charged viscoelastic jets due to dissipative air drag
我们研究了静电纺丝过程初始阶段耗散空气阻力对带电射流动力学的影响。其主要思想是使用布朗噪声来模拟空气阻力对射流单轴伸长的影响。所开发的数值模型是用来探测带电聚合物射流在不同条件下的空气阻力的动态，显示的动态的带电射流强烈偏置的存在下的空气阻力。本研究为今后静电纺丝实验的改进提供了有益的启示。
2015-07-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Repton model of gel electrophoresis in the long chain limit
蠕动控制着长链聚合物在封闭环境中的运动。松弛在端部进入并沿着聚合物扩散作为存储长度。存储长度扩散的速率限制了链条可以漂移的速度。本文将储存长度扩散速率与聚合物被限制在其中的管的构象联系起来。在长聚合物链和弱电场的标度极限下，保持聚合物长度与电场的乘积有限，管长和存储长度密度取其零场值。然后，漂移速度仅取决于聚合物在场方向上的端对端分离。
1997-02-14 cond-mat.soft
Mesoscopic simulations of linear and ring polymer solutions with explicit hydrodynamics under good and poor solvent conditions
SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati)（国际高等研究院）
采用耗散粒子动力学模拟研究稀溶液中线性和环形聚合物的结构动力学，发现溶剂质量主导组织与输运，拓扑效应较弱。
2026-07-01 cond-mat.soft physics.comp-ph
Shape characteristics of the aggregates formed by amphiphilic stars in water: dissipative particle dynamics study
我们研究了两亲性星形聚合物的分子结构对它们在水中形成的聚集体形状的影响。溶质和溶剂被认为是在一个粗粒级的耗散粒子动力学模拟装置。四种不同的分子结构被认为是：杂臂星，两个不同的二嵌段星和一组线性二嵌段共聚物，所有相同的组成和分子量。聚合是从浸入水中的紧密堆积的$N_{\text a}$分子开始的。在大多数情况下，作为平衡的结果，观察到单个聚集体，并且根据聚集数$N_{\text a}$研究其形状特征。四种类型的聚集体形状观察到：球形，棒状和盘状胶束和球形囊泡。我们估计这些形状之间的“相边界”取决于分子结构。在大多数情况下，发现非球形胶束和囊泡之间的急剧转变。前过渡区的形状特征的振荡频率强烈依赖于分子结构的大幅度振荡。
2017-03-30 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
Hyperbranched polymer stars with Gaussian chain statistics revisited
正则树枝状大分子和更一般的超支化聚合物星与高斯统计的分支点之间的间隔链的构象特性进行了数值研究。我们研究了渐近长链的标度，特别是分形维数$d_f = 3$（边缘紧）和$d_f = 2.5$（扩散限制聚集）。通过施加每代额外臂的数量获得的幂律恒星与真正的自相似恒星进行比较。我们讨论了弱排斥体积相互作用的影响，并勾画了制度，高斯近似应保持在稠密的解决方案和熔体足够大的间隔链。
2015-08-15 cond-mat.soft
On the swelling properties of pom-pom polymers in dilute solutions. Part 1: symmetric case
我们考虑一类多支化聚合物大分子的最简单的代表，称为pom-pom结构。该分子由主链直链组成，其末端为两个分支点，官能度（侧链数）分别为$f_1$和$f_2$。在对称的情况下，考虑在本研究中，有$f_1=f_2=f$与链的总数$F=2f+1$。而pom-pom分子的熔体的流变行为进行了深入研究，到目前为止，我们把我们的注意力转向构象性质的这种聚合物在稀溶液的制度。普适性的概念，起源于临界现象和聚合物的标度性质，在这项研究中使用。为了能够比较直接聚合物重整化方法与通过耗散粒子动力学模拟获得的结果，我们集中在形状特征的通用比率上。通过这种方式，能量和长度尺度的差异被消除，并且通用比率仅取决于空间尺寸、溶剂质量和分子支化的类型。对整个分子和其单个分支都评估了这样的通用比率。对于某些形状属性，理论和模拟是非常一致的，对于其他我们发现的区间$F$，两者都同意相当不错。理论和模拟方法相结合，提供了彻底的定量描述的特殊性的溶胀效应和空间延伸的pom-pom分子，并与已知的结果进行比较，为更简单的分子拓扑结构。
2020-12-01 cond-mat.soft
Segregated structure of ring polymer melts near the surface: Molecular dynamics simulation study
我们使用分子动力学模拟研究了限制在薄膜中的环状聚合物熔体的结构特性，并与线性对应物进行了比较。在表面附近的环和线性聚合物的局部结构排序是彼此相似的，因为表面-单体排除体积相互作用的长度尺度小于环的理想斑点的大小。在一个长的长度尺度，而Silberberg假设可以用来提供一个物理起源的限制线性聚合物的结果，它不再适用于一个环聚合物的情况。我们还提出了不同的结构性能的环状和线性聚合物在熔体中，包括聚合物的大小，吸附量，和聚合物的配位数。我们的观察表明，一个封闭的环在熔体中采用高度分离的构象，由于拓扑排除体积排斥，这可能提供一个新的视角来理解生物过程的本质，如真核细胞核中染色体的领土分离。
2015-10-20 cond-mat.soft
Crystallization in melts and poor-solvent solutions of semiflexible polymers: extensive DPD study
本文采用耗散粒子动力学模拟技术研究了不同浓度半柔性聚合物在熔体和贫溶剂溶液中的结晶行为。我们使用一个粗粒度的聚合物模型，试图捕捉大的时间和长度尺度上的结晶在这样的系统的一般原则。我们观察到的结晶过程开始于一个初始的随机制备的系统，在不良溶剂中具有不同的聚合物体积分数。因为溶剂非常差，所以宏观相聚合物-溶剂分离发生得非常快，并且伴随着部分聚合物结晶。研究发现，在初始随机制备体系中，随着聚合物体积分数的增加，结晶过程结束时的总结晶分数降低，而当聚合物体积分数大于50%时，稳态结晶速度几乎相同。同时，平均晶粒尺寸也有很大的差别，在聚合物体积分数为90%时有一个最大值。我们假设该聚合物浓度在可用于增加微晶尺寸的聚合物材料的量与防止微晶生长和合并的链缠结之间的平衡的意义上是最佳值。
2020-01-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
A Force-Level Theory of the Rheology of Entangled Rod and Chain Polymer Liquids. I. Tube Deformation, Microscopic Yielding and the Nonlinear Elastic Limit
我们采用第一性原理，力水平的方法自洽地构建非谐管约束场的纠缠流体的刚性针和连续路径（PP）水平链在两个限制的情况下，链拉伸被假定为完全放松或保持不放松。剪切和拉伸变形和聚合物取向的影响是在一个非线性的弹性限度耗散松弛过程被故意忽略。对于针和PP级链，横向聚合物动力学波动的高斯分析预测，变形诱导的取向导致管膨胀。相反，对于变形的聚合物，其中链拉伸不放松，我们发现管压缩。对于所有这三个系统，有限的最大横向纠缠力本地化的聚合物在有效管的预测。这种纠缠力可以克服的条件（力的不平衡）与宏观变形相关的外部施加的力，可以在非线性弹性限度中定义，和“微观绝对屈服”事件破坏管约束的可能性可以进行分析。对于针和轮廓松弛的PP链，这种力的不平衡被发现发生在一个应力的顺序的平衡剪切模量，从而应变的顺序统一，对应于一个机械脆弱的纠缠管场。然而，对于未松弛的拉伸链，管压缩稳定横向聚合物限制，似乎没有力的不平衡。这些结果共同表明，从弹性到不可逆粘性响应的交叉需要链回缩以启动解缠结。我们定性地讨论了与现有的唯象模型的非线性启动剪切，阶跃应变和蠕变流变实验的比较。
2016-04-13 cond-mat.soft
Scaling properties in the adsorption of ionic polymeric surfactants on generic nanoparticles of metallic oxides by mesoscopic simulation
我们研究了聚丙烯酸类分散剂在金属氧化物$XnOm$的通用表面上的吸附等温线的缩放作为单体单元的数量的函数，使用静电耗散粒子动力学模拟。模拟显示了这些系统中的标度特性如何出现，以及等温线如何重新标度为通用曲线，再现了报道的实验结果。这些系统的临界指数也得到了，在完美的协议与标度理论的deGennes。一些重要的应用被提及。
2014-02-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Strongly nonlinear wave dynamics in a chain of polymer coated beads
强非线性声子晶体是由聚对二甲苯-C涂层钢球在聚四氟乙烯（PTFE）支架中组装而成。该系统表现出强烈的非线性特性，并扩展了支持“声波真空”型行为的材料范围。高密度芯和软（低弹性模量）涂层的组合确保相对低的波传播速度。尽管聚合物的粘弹性和接触区域的高应变率变形，但聚对二甲苯涂层变形引起的微珠接触相互作用可描述为经典的非线性赫兹理论。实验研究了冲击激发的强非线性孤立波，并与均匀钢球组成的链进行了比较。在较大的脉冲幅度下，检测到了聚合物涂层的断裂。
2005-10-04 cond-mat.soft
Dissipative particle dynamics simulation study on ATRP-brush modification of variably shaped surfaces and biopolymer adsorption
采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究了原子转移自由基聚合（ATRP）刷状生长引发剂包埋不同形状微粒（MP）的表面改性过程。表面引发的ATRP刷生长导致形成更球状的MP形状。我们进行了比较分析ATRP刷生长在三种不同形式的颗粒表面：杯表面，球形表面，平面（矩形/盘形）。首先，我们建立了刷生长的化学动力学：单体转化率和反应速率。接下来，我们通过计算径向分布函数、空间密度分布、回转半径、流体动力学半径和形状因子来讨论刷改性表面的结构变化（形状修改）。聚合物刷修饰的颗粒作为酶固定化的载体材料是众所周知的。最后，我们研究了生物聚合物在相容性溶液中吸附在ATRP-刷改性颗粒上。特别是，我们探讨了ATRP刷的长度，生物聚合物链的长度和浓度的吸附过程中的效果。我们的研究结果说明了增强的生物聚合物吸附与增加刷长度，引发剂浓度，和生物聚合物浓度。最重要的是，当吸附达到饱和时，平坦表面比其他两个表面负载更多的生物聚合物。实验结果验证了相同的，考虑到盘状平面颗粒，杯状，和球形颗粒。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface wave excitations and backflow effect over dense polymer brushes
聚合物刷越来越多地用于定制表面物理化学的各种应用，如润湿，粘附的生物物体，可植入设备等，我们进行耗散粒子动力学模拟研究致密聚合物刷下流在狭缝孔通道的行为。我们发现，该系统显示流动反转在刷接口的几个断开的范围内施加的流量。我们将这种现象与聚合物集体动力学联系起来：在刷表面上传播的波。当边界条件为外加行波（著名的Taylor's swimmer）时，流生波的波长、振幅和传播速度之间的关系与Stokes方程的解是一致的。
2015-09-30 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
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
Universal size and shape ratios for arms in star-branched polymers: theory and mesoscopic simulations
星形聚合物经历了从一组低臂数的松散耦合链到高臂数的密集毛状胶体的转变。这种变化影响溶解度、聚集和流变行为，并且具有很大的实际意义。我们研究的范围内的大小和形状的性质的星分子和它的个别武器后，这种转变。理论计算基于连续链模型，并在$ε=4-d$中以一阶进行。计算机模拟是由耗散粒子动力学和部分由Monte Carlo方法，结果表明非常好的协议与选定的一组属性已知从以前的模拟。理论和模拟提供了定性相似的趋势时，增加的数量的武器，但更高阶的近似理论，以实现良好的定量协议。
2019-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dissipative particle dynamics simulation of critical pore size in a lipid bilayer membrane
我们用计算机模拟研究了脂双层膜中孔的临界半径。Ilton等人（2016）最近表明，均聚物膜中的成核孔可以增加或减少尺寸，这取决于它们是否大于或小于临界尺寸，该临界尺寸与膜厚度呈线性关系。使用耗散粒子动力学，基于粒子的模拟方法，我们研究了相同的情况下，其结构是由脂-水相互作用的脂质双层膜。我们模拟了一个穿孔膜，其中大于临界半径的孔增长，而小于临界半径的孔关闭，如Ilton等人的实验。通过改变系统参数，如每个脂质的颗粒数和周期性，我们还描述了任何初始尺寸的孔可以密封甚至保持稳定的情况，显示出从聚合物膜的脂质膜的行为的根本差异。
2017-10-18 cond-mat.soft q-bio.SC
Proteins and polymers
蛋白质是氨基酸的链状分子，它们的行为方式彼此相似，但又与标准的致密聚合物截然不同。我们表明，弗洛里定理，推导出的聚合物熔体，持有紧凑的蛋白质的天然状态结构，并不与结构的积木，如$α$ -螺旋和$β$ -链的存在是不相容的。我们提出了一个讨论如何的概念的聚合物链的厚度，除了在描述一个链分子在连续极限是有用的，起着至关重要的作用，在传统的聚合物物理学和蛋白质结构相关联的物质之间的插值。
2005-08-08 cond-mat.soft q-bio.BM
Static and dynamic properties of the interface between a polymer brush and a melt of identical chains
采用分子动力学模拟对剪切作用下两刷状覆盖表面间的短链聚合物熔体进行了模拟。构成刷的末端接枝聚合物具有与熔体中的自由链相同的化学性质，并提供柔软的可变形基底。高分子链由粗粒珠-弹簧模型描述，珠之间具有Lennard-Jones相互作用，并且沿链的主链最近邻之间具有FENE势。刷层的接枝密度提供了一种在不改变分子相互作用的情况下控制表面行为的方法。我们使用耗散粒子动力学恒温器在恒定的温度和体积下进行平衡和非平衡分子动力学模拟。平衡密度分布和剪切下的行为进行了研究，以及交叉的熔体到刷，在不同的长度尺度（键矢量，回转半径，和端到端矢量）的自由和接枝链的取向，和速度分布。在界面处的粘度和滑移作为接枝密度和剪切速度的函数计算。
2005-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Multiscale Modeling and Coarse Graining of Polymer Dynamics: Simulations Guided by Statistical Beyond-Equilibrium Thermodynamics
我们回顾了最近的一些粗粒度和多尺度方法，但也提出了一些新的想法来解决这些问题。我们发现，如果一个是由非平衡统计力学和热力学的指导下，有可能设计出有根据的多尺度建模工具，可以连接微观模型与宏观本构方程。这种多尺度建模工具受益于最近提出的静态粗粒化的方法，主要是建立在平均力的潜力。然而，对于动力学性质，粗粒度模型需要考虑由于快速自由度而产生的耗散效应，这些自由度被消除，而有利于剩余的缓慢变化的自由度。正确定义状态变量集，有效地表示非平衡态是这种方法成功的第一个关键。将微观模型与建立在这些缓慢松弛变量上的宏观模型联系起来是第二个关键。我们说明了一个流动的，低分子量的聚合物熔体的新方法。
2009-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Implicit and explicit solvent models for the simulation of a single polymer chain in solution: Lattice Boltzmann vs Brownian dynamics
我们提出了一个比较研究的两个计算机模拟方法，以获得静态和动态性能的稀聚合物溶液。第一种方法是最近建立的混合算法的基础上耗散耦合之间的分子动力学和晶格玻尔兹曼（LB），而第二个是标准的布朗动力学（BD）与波动的流体动力学相互作用。将这些方法应用于相同的物理系统（处于热平衡的良溶剂中的单个聚合物链）使我们能够在准确性和效率方面进行详细的定量比较。结果表明，当链长L与链长L相比过小时，LB模型的静态构象会发生畸变。此外，LB模型的一些动力学性质受到$L^{-1}$有限尺寸效应的影响，而BD模型直接再现了渐近$L \to \infty$行为。除了这些有限的尺寸效应，它也被发现，为了获得正确的动力学性质的LB模拟，它是至关重要的，以适当的热化所有的动力学模式。只有在这种情况下，结果才如预期的那样彼此非常一致。此外，布朗动力学被发现是更有效的比格子玻尔兹曼，只要聚合度不是过大。
2009-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entanglements via Slip-Springs with Soft, Coarse-Grained Models for Systems Having Explicit Liquid-Vapor Interfaces
纳米流变学的最新进展要求开发新的方法和模型来描述缠结聚合物材料及其界面在分子水平上的细节的平衡和非平衡性质。在这项工作中，我们提出了一个滑动弹簧（SLSP）模型能够描述纠缠聚合物在界面，包括明确的液-气和液-固界面的动力学。该模型采用的高度粗粒度的方法使整个纳米流变表征系统的模拟在一个粒子级的基础描述。多体耗散粒子动力学（MDPD）的非键相互作用允许明确的液体-蒸汽界面，和SLSP模型内的补偿电位，确保公正的描述的液体-蒸汽界面的形状。通过研究聚合物液滴在基底上的沉积，表明润湿动力学强烈依赖于聚合物的缠结程度，说明了该模型的有用性。更一般地说，这里提出的模型为实验相关系统的数字双胞胎的开发提供了基础，包括基于纳米或微米液滴变形的新一代纳米流变仪。
2022-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
