Frictional dissipation of polymeric solids vs interfacial glass transition
我们提出了一个玻璃状聚合物和光滑的二氧化硅基板接枝与不同的覆盖密度和形态的烷基硅烷层之间的单接触摩擦实验。这允许我们调整聚合物/基底相互作用强度。我们发现，当从弱相互作用到强相互作用时，剪切局部化的界面连接处的响应从高粘性阈值流体的响应演变为塑性变形的玻璃态固体的响应。我们分析这是由于相互作用引起的“界面玻璃化转变”的压力帮助。
2006-07-19 cond-mat.soft
Controlling the folding and substrate-binding of proteins using polymer brushes
蛋白质的折叠与其与底物的结合之间的偶联程度因蛋白质而异。一些蛋白质在溶液中具有高度结构化的天然状态，而另一些则是天然无序的，并且仅在结合时完全折叠。在这封信中，我们使用蒙特卡罗模拟来研究如何无序的聚合物链接枝周围的结合位点影响折叠和结合的三个模型蛋白质。接近完全折叠的底物的蛋白质在结合过程中比那些折叠和结合是合作的蛋白质受到更多的阻碍。聚合物链作为局部拥挤剂，可以选择正确的折叠和结合的配置，有利于非特异性吸附状态。用于形成所有蛋白质内和蛋白质-底物接触的自由能变化可以非单调地取决于聚合物长度。
2012-04-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Intermolecular Adhesion in Conjugated Polymers
观察到共轭聚合物在溶液中聚集。为了解释这一观察结果，我们提出了一种基于离域$π$ -电子在聚合物交叉点处发生的分子间隧穿的链间结合机制。这种隧穿机制预测了链的特定束缚结构，这取决于它们是半导体还是金属。半导体链应该形成多并苯样状态，表现出在每隔一个位点的结合，而（掺杂的）金属链可以在每个位点结合。我们还发现，孤子与分子间的结合位点共定位，从而加强了结合效果，并调查所产生的双分子聚集体的构象统计。
2006-10-25 cond-mat.soft
Irreversible charging caused by energy dissipation from depinning of droplets on polymer surfaces
本文发现非导电聚合物表面液滴粘滑脱钉时的界面能量耗散会在润湿阶段造成不可逆电荷增加，为能量收集和工业静电风险防控提供新机制。
2024-10-25 cond-mat.soft
Competitive ligand binding kinetics to linear polymers
本研究推导了线性聚合物多配体竞争性结合的通用动力学模型，发现配体尺寸对结合竞争的影响大于结合亲和力与协同性，低结合模式配体在结合能相近时覆盖效率更高。
2024-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Reaching to a small target: entropic barriers and rates of specific binding of polymer to substrate
本文考虑了一个广泛的生物学相关的问题，一个链（如蛋白质）结合到一个序列的受体与匹配的多个配体分布沿链。这种结合在细胞粘附事件和蛋白质自组装中至关重要。使用平均场近似的聚合物动力学，我们首先计算的特征结合时间的拴系的配体达到一个特定的结合位点的表面上。这个时间是由两个独立的熵效应：一个熵的障碍链被拉伸到足以达到遥远的目标，并在表面附近的链构象的限制。然后，我们推导出一个序列的单一绑定事件的特征时间，并发现它是由“拉链效应”，优化的序列的单一和多个绑定步骤。
2017-11-28 cond-mat.soft q-bio.BM
The effects of dynamic binding on the phase behaviour and properties of polymer blends undergoing complex coacervation
本研究针对可形成动态键的带电聚合物共混物，通过含形成能的谐振弹簧模型模拟动态键，探究结合位点数量等因素对其相图、扩散行为、网络结构及渗流的影响，并探索引入第二类结合位点诱导正交相分离的可能。
2023-12-14 cond-mat.soft
Translocation of stiff polymers through a nanopore driven by binding particles
我们调查的刚性聚合物的易位在存在的结合粒子通过纳米孔的二维Langevin动力学模拟。我们发现，平均移位时间显示出最小值的结合能$ε$和粒子浓度$ϕ$的函数，由于从结合力和摩擦力的相互作用。特别地，对于强结合，易位以由摩擦力的显著增加引起的降低的易位速度进行。此外，$ε$和$ϕ$对易位时间的分布有显著影响。随着$ε$和$ϕ$的增加，它经历了一个从弱结合下的非对称宽分布到强结合下的近似高斯分布的过渡，其宽度逐渐变窄。
2012-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Binding of molecules to DNA and other semiflexible polymers
本文提出了一种小分子如表面活性剂与半柔性聚合物结合的理论。假设持久长度比单体尺寸大，但比总链长小得多。这种聚合物（例如DNA）代表了柔性聚合物和刚性棒状聚合物之间的中间情况，其与小分子的关联先前已被研究过。这些链不够灵活，不能积极参与自组装，但它们的波动会诱导结合分子之间的长程吸引力相互作用。在结合显著影响局部链刚度的情况下，这些相互作用导致非常尖锐的合作缔合。这种情况与DNA与表面活性剂和紧凑蛋白如RecA的关联有关。施加在链上的外部张力被发现显着修改通过抑制波动引起的相互作用的结合。
2000-06-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Stimulated binding of polymer chains by narrow tube confinement
在生物学中，有几个过程，其中未折叠的蛋白质链沿着窄管通道运输。通常，如果没有这种严格的构型约束，未折叠的多肽将不会彼此结合。然而，当窄通道中的链熵大大降低时，我们发现多肽链有结合的倾向，即使这样做没有很大的势能增益。我们发现结合的平均长度m*（在链端形成键的单体的数量）和发生这种约束结合的临界管直径。我们进行布朗动力学模拟的紧密限制链，证明他们的约束超过特征长度m*，在不同直径的管中变化。
2019-09-18 cond-mat.soft q-bio.BM
Designing enhanced entropy binding in single-chain nano particles
单链纳米粒子（SCNP）是一类新型的生物和软物质聚合物物体，其中一部分单体能够形成等效的聚合物内或聚合物间键。在这里，我们数值计算表明，一个完全熵的气-液相分离可以发生在SCNP系统。控制的不连续（一阶）的变化-从一个独立的稀释（完全键合）的聚合物相的相，其中聚合物相互熵结合，形成一个（完全键合）的聚合物网络-可以实现通过一个明智的设计的图案的反应性单体沿聚合物链。这种敏感性来自于控制结合的不同熵贡献之间的微妙平衡。
2022-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed motion emerging from two coupled random processes: Translocation of a chain through a membrane nanopore driven by binding proteins
我们调查易位的刚性聚合物组成的M单体通过纳米孔在膜中，在存在的结合颗粒（分子伴侣），结合到聚合物上，并部分地防止通过孔的聚合物的回滑。该过程的特征在于速率：k为聚合物通过孔进行扩散跳跃，q为分子伴侣的解结合，以及速率q kappa为结合（结合强度kappa）;除了无结合kappa=0的情况外，分子伴侣的存在产生驱动易位过程的有效力。基于一个（2+1）变量主方程，我们详细研究了结合蛋白的扩散移位和（部分）整流的耦合动力学。特别是，我们计算的平均易位时间作为各种物理参数的函数。
2005-08-21 cond-mat.soft q-bio.BM
Self-assembly of colloidal polymers via depletion-mediated lock and key binding
我们研究了耗尽诱导的锯齿状胶体的自组装。使用国家的最先进的蒙特卡罗模拟技术，明确对待的耗尽剂颗粒，我们证明了胶体组装的锁和钥匙的机制，导致胶体聚合。所形成的链的形态敏感地取决于胶体压痕的大小，较小的值另外允许链分支。与有吸引力的补丁的球体的情况下，韦特海姆的热力学微扰理论未能提供一个完整的定量描述的聚合过渡。我们跟踪这一失败，忽略了包装效果，我们引入了一个修改后的理论，更好地解释了胶体的形状，产生改进的协议与模拟。
2014-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intermolecular adhesion in conjugated polymers: The role of the band gap and solitonic excitations
共轭聚合物是一种柔软的一维导体，其聚合物的构象自由度和电子自由度之间存在复杂的相互作用。沿着它们的主链存在扩展的电子态允许在这些聚合物进行近通的点处的链间电子隧穿。使用的分析建模和Hartree-Fock数值计算相结合，我们研究了局部电子状态，形成由于半导体共轭聚合物之间的这种紧密接触，并探讨这些状态如何导致链-链结合。我们还研究了这些链间结合位点与链上孤子激发的相互作用。根据这些结果和修正的Poland-Scheraga模型，我们确定了由分子间电子隧穿形成的成对链的平衡结构。我们计算了这种对的高能基态，并显示了由于分子间的结合机制，成对链的有效热持久长度可以变化超过一个数量级。
2011-07-28 cond-mat.soft
Continuum Mechanical Modeling of Strain-Induced Crystallization in Polymers
目前的贡献集中在无填充聚合物的应变诱导结晶的力学模型的一致性。这种现象对于聚合物的机械性能以及它们的制造和应用特别重要。该模型采用耗散势最小原理，并假设两个内部变量：结晶变形和网络的规则性。除了必要的耗散势的演化方程的推导，以及建立Arruda-Boyce模型被选择来描绘的聚合物的弹性行为。该模型的两个特点是演化方向取决于应力状态和在加载和卸载阶段的结晶的区别。该模型已被实施到有限元方法和应用于数值模拟的生长和收缩的晶体区域在循环拉伸试验的样品具有不同的初始配置。这一概念使微观结构的演变可视化，产生的信息，仍然是无法访问的实验技术。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magic numbers in polymer phase separation -- the importance of being rigid
细胞具有非膜结合体，其中许多现在被理解为相分离的凝聚物。一类这样的缩合物由两种聚合物物质组成，其中每种聚合物物质由以一对一方式与另一种聚合物的结合位点相互作用的重复结合位点组成。以前的生物学动机的这种双组分系统的建模令人惊讶地发现，相分离抑制的结合位点的数量的某些组合。这种现象，被称为“幻数效应”，如果两种聚合物可以形成完全键合的小低聚物，凭借一种聚合物中的结合位点的数量是另一种聚合物的结合位点数量的整数倍。在这里，我们使用晶格模型模拟和分析计算表明，如果其中一种聚合物具有刚性形状，允许多个不同的键合构象，这种魔数效应可以大大增强。此外，如果一种物质是刚性的，则该效应在两种物质的更大的相对浓度范围内是稳健的。我们的研究结果推进了我们对基于双组分聚合物的相分离的基本物理学的理解，并对生物和合成系统提出了建议。
2019-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Dewetting dynamics of stressed viscoelastic thin polymer films
例如通过旋涂生产的超薄聚合物膜被认为是有应力的，因为聚合物在该过程中被“冻结”成非平衡构型。在粘弹性薄膜模型的框架下，我们研究了横向残余应力对薄膜去湿动力学的影响。详细研究了薄膜内的高度分布和速度分布的时间演化以及耗散机制。的轮廓的形状和摩擦耗散与粘性耗散内的膜的重要性被发现在去湿过程中的变化。非平稳的配置文件的相互作用，松弛的初始应力和变化的主导地位的两个耗散机制所造成的非线性摩擦与基板是负责丰富的行为的系统。特别是，我们的分析揭示了新的光发生的意外最大的边缘宽度最近在PS-PDMS系统的实验中获得。
2008-12-04 cond-mat.soft
Chaperone-assisted translocation of flexible polymers in three dimensions
蛋白质在体内遇到的一个过程是通过分子伴侣结合到聚合物的辅助下通过纳米级孔的聚合物移位。通过计算机模拟来研究相关模型在计算上要求很高。因此，以前的研究要么是三维的刚性聚合物，要么是二维的柔性聚合物。在这里，我们研究分子伴侣辅助易位的柔性聚合物在三维使用Langevin动力学。我们发现，结合机制的差异，更具体地说，无论是伴侣可以结合到一个单一的或多个网站上的聚合物，导致在三维易位动力学的实质性差异。我们表明，单绑定模式导致的动力学，这是非常相似的，在恒定的力驱动的易位，因此主要由顺式侧的张力传播。我们得到$β\approx 1.26$的指数的易位时间与聚合物长度的标度。这个相当低的值可以通过由于粘合颗粒引起的额外摩擦来解释。多位点结合导致易位，其动力学主要由反式侧决定。对于该过程，我们获得$β\approx 1.36$。该值可以通过我们推导的恒定偏置易位的$β= 4/3$来解释，其中易位的聚合物片段在反式侧形成小球。我们的研究结果为理解和利用分子伴侣辅助易位铺平了道路，其中微观细节的变化导致新兴动态的丰富变化。
2017-12-15 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
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
Non-equilibrium effects in chaperone-assisted translocation of a stiff polymer
伴侣辅助的生物聚合物易位是提出的易位\textit{in vivo}的主要模型。动态蒙特卡罗方法被用来模拟易位的刚性均聚物通过纳米孔驱动的分子伴侣。分子伴侣是一种蛋白质，它结合到靠近壁的聚合物上，并防止其通过顺式侧回滑。重要的参数包括结合能、分子大小和分子伴侣的局部浓度。这些局部浓度的分布，建立了分子伴侣的分布。在这里，我们调查的结合能，大小和伴侣在其平衡的指数分布的影响，在每个步骤中的聚合物易位需要稳定的易位时间。模拟结果表明，在分子伴侣具有单体大小（$λ=1$）和/或正有效结合能和/或均匀分布的情况下，分子伴侣结合平衡速率/频率小于每个单体的$5$次。然而，在某些特殊情况下，在分子大小为$λ>1$且有效结合能为负的分子伴侣的指数分布中，平衡速率将偏离到每个单体$20$倍以上。我们发现，这种非平衡效应导致超扩散，前面看到的。此外，我们从理论上证实了平衡过程。
2017-10-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Self-Similarity and Energy Dissipation in Stepped Polymer Films
具有非恒定曲率的薄液膜的表面是不稳定的，因为拉普拉斯压力驱动由粘度介导的流动。我们提出了一个最简单的可变曲率表面的实验结果：一个阶梯状的聚合物薄膜。测量高度分布作为各种分子量的时间的函数。的配置文件的演变是自相似的。通过与薄膜方程的数值解比较，这种自相似性提供了毛细管速度的精确测量。我们还推导出一个主表达式的时间依赖性的过剩自由能作为一个函数的材料特性和膜的几何形状。实验和理论是在极好的协议，并表明阶梯聚合物膜的有效性，阐明纳米级的流变性能。
2012-09-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Random, blocky and alternating ordering in supramolecular polymers of chemically bidisperse monomers
作为理解分子或化学多分散性在自组装中的作用的第一步，我们提出了一个粗粒度的模型，该模型描述了在含有两个自组装物种的溶液中自发形成的准线性聚合物。我们的理论框架是基于一个两个组件的自组装伊辛模型，其中的双分散性参数化的结合自由能的强度，取决于参与配对相互作用的单体物种。取决于所涉及的结合自由能的相对值，形成包括两种组分的组装体的不同形态，表现出顺磁性、铁磁性或反铁磁性类顺序，即，组件中两种组分的随机、块状或交替排序。分析模型的情况下，铁磁有序，这是最实际的兴趣，我们发现，从最小的组装条件的过渡到那些特征在于强聚合可以描述的临界浓度，取决于两个物种的浓度比。有趣的是，组装体中单体的分布与原始分布不同，即，加入系统的两种组分的浓度比。具有较小结合自由能的单体在短组装体中更丰富，并且具有较大结合亲和力的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集成单独的超分子聚合物物种，并且在该意义上相分离。我们发现强烈的偏离预期的增长规律的超分子聚合物，即使是适度的第二个组件，只要它是化学上足够不同的主要。
2012-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chaperone-assisted translocation of a polymer through a nanopore
使用Langevin动力学模拟，我们调查的动力学伴侣辅助易位的柔性聚合物通过纳米孔。我们发现，增加分子伴侣与链的结合能$ε$和分子伴侣浓度$N_c$可以大大提高易位概率。特别地，随着伴侣浓度的增加，对于弱结合观察到最大易位概率。对于固定的分子伴侣浓度，随着$ε$的增加，易位时间$τ$的直方图从长尾分布过渡到高斯分布。对于短链分子，随着结合能的增加，$τ$迅速降低，然后几乎饱和，而对于长链分子，在较低的分子伴侣浓度下，其结合能有一个最小值。我们还表明，$τ$有一个最小值作为伴侣浓度的函数。对于不同的$ε$，还观察到$τ$对链长$N$的非通用依赖性。这些结果可以解释的特征熵效应的柔性聚合物诱导的拥挤效应从高伴侣浓度或高结合能的链段间结合。
2011-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Conformational Transitions of Non-Grafted Polymers Near an Adsorbing Substrate
我们已经进行了多正则链增长模拟的聚合物与吸附表面的相互作用。聚合物，这是没有明确地锚定在表面上，经历了一个层次的相变之间的构象结合和非结合的基板。我们讨论的温度溶解度平面的相图，并突出过渡“路径”通过自由能景观。
2005-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscoelasticity of reversibly crosslinked networks of semiflexible polymers
我们提出了一个理论框架的线性和非线性粘弹性性能的可逆交联网络的半柔性聚合物。与网络应变耦合到聚合物端到端距离的仿射模型相反，在我们的模型中，应变反而用于局部扭曲网络结构。这在聚合物长丝中诱导弯曲模式，其性质受控于周围的网络结构。具体而言，我们调查的频率依赖性的线性流变学，特别是在结合交联结合/解结合过程。我们还开发了示意性的扩展来描述蠕变测量过程中的非线性响应，以及在恒定应变率斜坡。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
DNA-Protein Binding Rates: Bending Fluctuation and Hydrodynamic Coupling Effects
我们研究扩散粒子和半柔性聚合物上的靶位点之间的扩散限制反应，这是决定DNA-蛋白质结合和细胞骨架丝聚合动力学的关键因素。我们的理论集中在两个竞争的影响：聚合物的形状波动，这加快协会，和扩散颗粒和链之间的流体动力学耦合，这减慢协会。聚合物弯曲波动使用平均场动力学理论，而聚合物和颗粒之间的流体动力学耦合是通过一个简单的启发式近似。这两个我们验证通过比较与布朗动力学模拟。这两种效应都没有得到充分考虑之前在生物物理方面，我们表明，他们是必要的，以形成准确的估计反应过程。缔合速率取决于聚合物的刚度和颗粒尺寸，表现出最大的中间持久长度和最小的中间颗粒半径。在与DNA-蛋白质结合相关的参数范围内，与简单质心运动的Smoluchowski结果相比，速率增加高达100%。理论所作的定量预测可以通过实验来检验。
2010-11-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
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
Self-Assembly in Mixtures of Amphiphilic Polymers and Surfactants
我们提出了一个两亲聚合物和两亲小分子（表面活性剂）在稀水溶液中的联合自组装模型。假定聚合物由亲水性主链和大量疏水性侧基组成。优选的表面活性剂结合到疏水微区沿聚合物诱导结合的表面活性剂之间的有效吸引力。这导致取决于单个物理参数ε的两种不同的结合方式，ε表示表面活性剂-聚合物亲和力和聚合物疏水性之间的比率。对于小的ε，结合是非合作的，而对于大的ε，在明确定义的临界聚集浓度下，结合变得强合作。我们的研究结果是一致的观察不同的实验系统。
1998-04-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Rare-event induced binding transition of heteropolymers
序列异质性拓宽了聚合物在线性或平面底物上的结合转变。这种影响进行了分析，在实空间重整化群计划，旨在捕捉罕见事件的统计。在强无序状态下，结合起始于一组指数罕见的“良好接触”。接触势的重正化在任何维度上都产生Kosterlitz-无边界型跃迁。这和其他预测证实了广泛的数值模拟的定向聚合物与柱状缺陷相互作用。
2000-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Selective solute adsorption and partitioning around single PNIPAM chains
在现代应用中，温敏聚合物结构已成为“智能”功能材料的组成部分。适用于大范围的开发，例如，对于药物递送或纳米催化载体系统，聚合物基质内分子（配体或反应物）的选择性吸附和分配是必须控制和调整以实现所需材料功能的关键过程。为了深入了解这种系统中的纳米级结构和结合细节，我们在这里采用分子动力学模拟的流行的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）聚合物在显式水中的各种代表性的溶质类型的存在下，重点放在芳族模型反应物。我们模拟PNIPAM聚合物链，并探讨其伸长率，立体化学和温度对溶质结合亲和力的影响。虽然我们发现过量吸附通常随着溶质的大小而增加，但对链的温度依赖性亲和力是高度溶质特异性的并且对聚合物伸长率具有相当大的依赖性（即，聚合物溶胀状态）。我们详细阐明了选择性结合的分子机制，并最终提出了如何将结果外推到溶胀聚合物结构（如水凝胶）中溶质的宏观分区。
2016-12-11 cond-mat.soft
The effect of configurational complexity in heteropolymers on the coil-globule phase-transition
本文研究了杂聚物链的线团-小球转变。通过广泛的分子动力学模拟，我们表明，过渡直接链接到链的复杂性，这取决于在环境中定义的化学物种的数量和沿聚合物的结合位点的位置。此外，当物种的数量增加时，我们发现，结合位点的分布在触发过渡中起着重要的作用，超出了聚合物模型的标准控制参数，即结合剂浓度和结合亲和力。总体而言，我们的研究结果表明，通过增加系统的复杂性，新的组织层出现，从而允许更结构化的控制聚合物的热力学状态。这可以潜在地应用于染色质结构的研究，因为这样的聚合物模型已被广泛用于理解基因组折叠的分子机制。
2022-09-04 cond-mat.soft q-bio.BM
Griffiths singularities in unbinding of strongly disordered polymers
研究了强无序杂聚物解束缚过程中的Griffiths奇异性。引入了一个具有两个随机分布的结合能-1和-v的模型，并通过分析配分和的Lee-Yang零点，解析地研究了该模型。结果表明，在极限v ->无穷远处，该模型在温度T_G =O（1）处表现出Griffiths型奇异性，对应于低结合能的均匀长畴的熔化.对于有限的v >> 1，该模型在高温T_M=O（v）下会出现一个额外的非束缚跃迁。
2002-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of hybrid polymer by numerical simulation: example of $(Si(CH_3)_2)_n(OSiO)_p(OH)_q$
在溶胶-凝胶法制备含有共价键的杂化聚合物时，其结构取决于水解和缩聚的机理。我们计算了紧束缚计算考虑到杂化，不同结构（无定形，分形和线性）的$(Si-(CH_3)_2)_n-(OSiO)_p(OH)_q$的总电子能量。我们发现，非晶结构的总电子能量是最小的作为由该结构所包含的原子数的函数。由于总电子能量与结构的韧性有关，我们可以说这种杂化聚合物的结构对于无定形结构具有最高的韧性。
2008-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Star topology increases ballistic resistance in thin polymer films
具有更大冲击和防弹性的聚合物膜对于许多应用是高度期望的，但是最好地满足这种需求的分子构型仍然受到争论。我们使用粗粒度的分子动力学模拟研究了聚合物薄膜的抗弹道冲击性能，研究了具有不同数目2<=f<=16和聚合度10<=M<=50的臂的线性聚合物链和星形聚合物的熔体。我们发现，增加臂的数量f或臂的长度M都导致在更大的比穿透能的参数范围内研究。在具有较大f的恒星中，更大的链相互渗透使得能量主要通过恒星内部的重排而不是链滑动来耗散。在膜变形，具有大f的恒星显示较高的能量吸收率后不久与弹丸接触，而具有较大M的恒星有一个延迟的响应，耗散主要来自链滑动，这会导致显着的背面变形。我们的研究结果表明，恒星可能是有利的调谐超薄膜的能量耗散机制。这些发现为基于拓扑结构的抗冲击聚合物薄膜设计策略奠定了基础。
2020-09-25 cond-mat.soft
Tension-induced binding of semiflexible biopolymers
我们从理论上研究了聚合物张力对可逆结合交联的集体行为的影响。为了这个目的，我们采用了两个弱弯曲蠕虫状链平行排列的张力，与一系列的链间结合位点的轮廓定期间隔的模型。可逆的交联连接在由化学势控制的亲和力的位点处附着和分离。在平均场方法中，我们计算了系统的自由能，并发现了一个自由能垒的出现，它控制着可逆的（非）约束。张力影响链的构象熵，其与交联的结合能竞争。这种竞争引起的结合位点的分数突然增加的张力增加。我们表明，这种转变是有关的交叉之间的弱和强本地化的定向聚合物在钉扎电位。到强结合状态的交叉可以被解释为交联聚合物的力硬化的机制-超过单个蠕虫状链的弹性。
2014-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Random, blocky and alternating ordering in supramolecular polymers of chemically bidisperse monomers
作为理解分子或化学多分散性在自组装中的作用的第一步，我们提出了一个粗粒度的模型，该模型描述了在含有两个自组装物种的溶液中自发形成的准线性聚合物。我们的理论框架是基于一个两个组件的自组装伊辛模型，其中的双分散性参数化的结合自由能的强度，取决于参与配对相互作用的单体物种。取决于所涉及的结合自由能的相对值，形成包括两种组分的组装体的不同形态，表现出顺磁性、铁磁性或反铁磁性类顺序，即，组件中两种组分的随机、块状或交替排序。分析模型的情况下，铁磁有序，这是最实际的兴趣，我们发现，从最小的组装条件的过渡到那些特征在于强聚合可以描述的临界浓度，取决于两个物种的浓度比。有趣的是，组装体中单体的分布与原始分布不同，即，加入系统的两种组分的浓度比。具有较小结合自由能的单体在短组装体中更丰富，并且具有较大结合亲和力的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集成单独的超分子聚合物物种，并且在该意义上相分离。我们发现强烈的偏离预期的增长规律的超分子聚合物，即使是适度的第二个组件，只要它是化学上足够不同的主要。
2012-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic model of randomly end-linked polymer network micro-regions
交联聚合物网络的聚合和形成是制造、材料制造中的重要过程，并且在水合聚合物网络的情况下，是生物医学材料的合成、药物递送和组织工程的重要过程。虽然相当多的研究致力于聚合物网络的建模，以确定平均，平均场，全球性质，有很少的研究，专门研究的变化，组成跨“微区”（由大量但有限数量的聚合物网络链组成）。这里，我们对聚合物网络的随机形成进行数学建模，所述聚合物网络由经历末端连接凝胶化过程的线性同双官能网络链组成。我们引入了一个主方程，描述了可能的网络微区配置的概率作为时间和反应程度的函数的演变。我们特别关注网络形成的动力学和凝胶微区的统计变异性，特别是在中间程度的反应。我们还考虑可能的退火效应和研究如何合作的两个末端基团之间的绑定在一个单一的网络链影响网络的形成。我们的研究结果允许更详细和彻底的理解聚合物网络的动力学和网络特性的可变性。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic mechanical response of polymer networks
在管模型的框架下，在小仿射变形的限制下，采用基于瑞利耗散函数的方法，研究了柔性聚合物网络的动态力学响应。动态复模量G* 的计算是通过分析一个网络链松弛到新的平衡构象周围的扭曲的原始路径。链平衡是通过沿管的高分子链段的滑动运动，消除了由变形引起的聚合物密度的不均匀性。该运动的特征弛豫时间<tau>将复数模量的低频极限与高频极限分开，其中主要作用由链缠结发挥，类似于熔体中的橡胶平台。储存和损耗模量G'和G“对交联和缠结密度的依赖性给出了聚合物熔体和交联网络之间的插值。我们讨论了实验的影响，而短的弛豫时间和缓慢的平方根变化的模量和损耗因子tan<delta>在较高的频率。
2000-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Subdiffusion of sticky dendrimers in an associative polymer network
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Monash University（蒙纳士大学）
研究揭示了粘性树状聚合物在关联聚合物网络中的亚扩散行为及相互作用机制。
2025-10-11 cond-mat.soft
Entropy-driven phase behaviour of all-DNA associative polymers
本研究数值模拟了全DNA缔合聚合物，发现$(AA)_6$和$(AB)_6$架构在低温下因分子内外键合的拓扑约束差异表现出不同的相行为，确立了DNA APs作为研究聚合物网络热力学对结合位点架构依赖性的实验平台。
2025-08-18 cond-mat.soft
Deformation propagation in responsive polymer network films
我们研究了交联聚合物网络膜中的弹性形变，其由亚微米颗粒与粘性表面的结合触发，模仿病毒病原体与刺激响应性聚合物材料（例如水凝胶）的薄膜的相互作用。从广泛的Langevin动力学模拟，我们量化了网络变形传播的距离，这取决于网络的弹性参数和颗粒的粘附强度。我们研究了网络的集体面积收缩的动力学，并获得了相关的特征衰变长度的一些简单的关系。详细的分析阐明了网络的弹性能量如何在拉伸和压缩模式之间分配，以响应颗粒结合。我们还研究了聚合物网络膜中的一对粘性颗粒的排斥或吸引相互作用的力-距离曲线作为颗粒-颗粒分离的函数。这种计算研究的结果提供了新的洞察集体现象的软聚合物网络膜，并可能，特别是，被应用于应用程序的可视化检测病原体，如病毒通过宏观响应的交联水凝胶的薄膜。
2014-03-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mechanics of bundled semiflexible polymer networks
虽然肌动蛋白束被活细胞用于结构强化，但捆绑网络弹性的微观起源尚不清楚。在这里，我们表明，以上的肌动蛋白结合蛋白肌成束蛋白的临界浓度，肌动蛋白丝的解决方案组织成一个纯粹的网络束。虽然弱交联网络的弹性由管的仿射变形主导，但束的网络可以根据非仿射弯曲起伏来充分理解。
2007-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Path separation of dissipation-corrected targeted molecular dynamics simulations of protein-ligand unbinding
蛋白质-配体结合模拟是近年来有偏分子动力学模拟的研究热点。这样的结合和解结合可以通过进入和离开结合位点的不同途径发生。在这里，我们提出了一个理论框架，如何计算沿不同路径的动力学，并结合到全球结合和非结合率与实验比较的路径特定的速率。使用耗散校正的靶向分子动力学结合温度提升的朗之万方程模拟[Nat. Commun. \textbf{11}，2918（2020）]应用于二维模型和胰蛋白酶-苯甲脒复合物作为测试系统，我们评估了该程序的稳健性，并讨论了其预测复杂生物分子系统的多秒动力学的实用性方面。
2023-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Multiplexed holographic molecular binding assays with internal calibration standards
New York University（纽约大学）；University of Fribourg（弗里堡大学）
利用全息分子结合检测法和内部校准标准，实现多路复用的免疫球蛋白G检测，通过有效介质分析提高测量精度。
2025-05-21 cond-mat.soft physics.optics
Topological spectra and entropy of chromatin loop networks
本研究针对染色质3D折叠的拓扑分类问题，结合数值与解析方法分析染色质环网络的拓扑谱与熵，发现相邻结合位点有限间距导致同规模拓扑权重差异大，基因多折叠为少数花环状拓扑，提出可靠表征框架。
2023-12-19 cond-mat.soft physics.bio-ph
Randomly cross-linked polymer models
聚合物模型用于描述染色质，染色质可以通过结合分子在不同的空间尺度上折叠。通过折叠，染色质产生各种大小的环。我们在这里提出了一个随机交联（RCL）聚合物模型，其中单体对随机连接。我们得到的渐近公式的稳态方差，相遇概率，回转半径，瞬时位移和平均首次相遇时间之间的任何两个单体。分析结果证实了布朗模拟。最后，本研究结果可以用来提取最小数目的交联染色质区域从{构象捕获}数据。
2017-05-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Pore Stability and Dynamics in Polymer Membranes
两亲性二嵌段共聚物自组装的囊泡在电穿孔时表现出多种多样的行为，这是由于驱动系统的边缘、表面和弯曲能之间的竞争，而不同的粘性耗散机制决定了时间尺度。这些效应是由基本上化学上相同的分子产生的不同膜厚度d的表现。对于较小的d，我们发现大的不稳定的孔和所得的膜碎片重新组装成囊泡在几分钟内。具有较大d的囊泡形成纳米尺寸的长寿命孔，其可潜在地用于筛分应用和药物递送。
2002-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.SC
Preaveraging description of polymer nonequilibrium stretching
本文着重于聚合物非平衡拉伸的预平均描述，其中单个聚合物通过拉动一个链端经历从平衡到非平衡稳态的瞬态过程。结合模式分析的预平均方法减少了原来的朗之万方程的一个简化的形式，拉伸的稳态和平衡态，即使在存在的自我避免排斥相互作用跨越一个长的范围。然而，瞬态拉伸过程中表现出的层次政权结构的演变，这意味着一个定性的时间变化的概率分布假设在预平均。我们研究的预平均方法的制度结构的演变与考虑的非平衡功关系和偏离的波动耗散关系。
2021-06-24 cond-mat.soft
Cross-linked pair of polymer chains under strong tension
Kyungpook National University（庆北国立大学）
研究了两种交联聚合物系统在强拉伸 regime 中的弹性响应，分析了自由连接链和蠕虫状链的力-伸长关系，以及交联端点的纵向和横向不匹配，发现交联不影响张力弹性但显著抑制横向波动。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological and non-topological mechanisms of loops formation in chromosomes: effects on the contact probability
该研究针对染色体环挤压中黏连蛋白结合方式的争议，分析拓扑与非拓扑两种成环机制对褶皱聚合物接触概率的影响，发现拓扑结合下环的作用更强，揭示了二者物理组织的差异。
2023-03-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Evanescent Gels: Competition Between Sticker Dynamics and Single Chain Relaxation
该研究通过非平衡布朗动力学模拟缔合聚合物凝胶，揭示网络结构与流变响应的差异，并由贴纸解离和单链弛豫的时间尺度竞争界定瞬逝凝胶机制。
2024-02-10 cond-mat.soft
Efficient sampling of reversible cross-linking polymers: Self-assembly of single-chain polymeric nanoparticles
我们提出了一种新的模拟技术来研究系统的聚合物功能化的反应位点，绑定/unbind形成可逆的链接。功能化聚合物具有自组装和响应特性，这是缺乏选择性相互作用的系统无法比拟的。这些材料的功能特性出现的尺度很难建模，特别是在可逆状态下，这些特性来自许多结合/非结合事件。这种困难与分子内环形成相关的大熵势垒有关。在这项工作中，我们提出了一个模拟方案，回避配置成本的专用Monte Carlo移动能够绑定/unbinding反应位点在一个单一的步骤。交联反应是通过尝试移动来实现的，该尝试移动重建链部分，同时尝试在成对的反应位点之间进行二聚化反应。该模型的参数化的反应平衡常数的活性物种在溶液中自由。这个量可以通过实验或原子/量子模拟获得。我们使用所提出的方法来研究单链聚合物纳米粒子的自组装，从灵活的前体进行定期或随机分布的反应位点。在单次运行期间，几乎所有反应性单体对至少相互作用一次。我们专注于了解链纳米粒子的形态差异时，链接是可逆的，相比，充分研究的情况下，不可逆反应。有趣的是，我们发现，在良好的溶剂条件下，规则functionalsized链的大小，是非单调的功能化程度的函数。我们澄清了这个结果是如何从排除体积相互作用，是特有的可逆的联系和定期功能化。
2018-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformational phase diagram for polymers adsorbed at ultrathin nanowires
我们研究了吸附在有吸引力的纳米线上的聚合物的构象行为，并根据纳米线的结合强度和有效厚度构建了完整的结构相图。为此，蒙特卡罗优化技术被用来识别最低能量结构的粗粒度的混合聚合物线模型。在不同相的代表性构象中，例如，附着在线上的紧凑液滴以及以非常有序的方式包裹线的纳米管状单层膜。在这里，我们系统地分析了低能量的形状和结构序参量阐明结构相之间的转变。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Wrapping Transition and Wrapping-Mediated Interactions for Discrete Binding along an Elastic Filament: An Exact Solution
缠绕平衡的一个和两个吸附缸沿半柔性长丝（聚合物）由于弹性刚度和短程之间的相互作用的吸附缸和长丝之间的粘附能进行了研究。我们表明，统计力学的系统可以精确地解决使用路径积分的形式主义，使访问的热波动的全部效果，从而超越通常的高斯近似只考虑到最小的能量配置和小波动的贡献，这个最小的能量解决方案。我们得到的自由能的缠绕-展开过渡的长丝周围的圆柱体以及两个包裹的圆柱体之间的有效相互作用，由于热波动的弹性长丝。一个熵的变化，由于缠绕的长丝周围的吸附圆柱体，因为它们移动靠近在一起被确定为它们之间的相互作用的一个额外的来源。这种熵包裹效应应区别于半柔性聚合物中通常的熵构型效应。我们的研究结果可能适用于蛋白质以及合成的纳米颗粒在半柔性聚合物如DNA上的吸附问题。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
