Common physical framework explains phase behavior and dynamics of atomic, molecular and polymeric network-formers
我们表明，一个不同的集合的积木的自组装可以在一个共同的物理框架内理解。这些结构单元形成周期性蜂窝网络及其非周期性变体，其尺寸范围从原子到微米级聚合物，并通过与氢键和共价力一样不同的机制相互作用。统计力学和量子力学的结合表明，人们可以通过仅解决构建块相互作用的几何形状和强度来捕获控制这些网络组装的物理学。由此产生的框架再现了广泛的现象实验中看到的，包括周期性和非周期性网络的热平衡，和非周期性的过冷和玻璃态网络远离平衡。我们的研究结果表明，如何简单的“设计标准”控制各种各样的网络组装，并建议动力学捕获可以是一个有用的方式，使功能组件。
2014-03-24 cond-mat.stat-mech
Winding angles for two-dimensional polymers with orientation dependent interactions
研究了二维取向聚合物的缠绕角。使用精确的分析计算，计算机模拟，和唯象的论点，我们成功地找到了大部分的相图的绕组角的方差。我们的研究结果表明，缠绕角分布是一个普遍的量，和$θ$ -点是三个阶段之间的边界肿胀，正常的崩溃，和螺旋崩溃阶段满足的点。正常塌陷阶段和螺旋阶段之间的过渡被证明是连续的。
1997-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Logarithmic coarsening and glassy behavior in a polymer model with mass-dependent diffusion
本文提出了一个具有密度增长阻挫机制的聚合物生长扩散模型，扩散速率为Arkenius形式，势垒为γ（m）~（m-1）^γ。它显示了涉及指数伽玛的非通用对数粗化。强玻璃行为被发现在典型的时间内消失的所有聚合物达到一个给定的长度，而不参考的平衡态的宏观系统。这些特征是通过数值模拟、标度理论和独立区间近似内主方程的解析解来预测的，这也提供了团簇尺寸分布。
2005-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Riding the Wave: Polymers in Time-dependent Nonequilibrium Baths
Universität Augsburg（奥格斯堡大学）；Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究了在时间依赖非平衡浴中，聚合物的拓扑结构和长度对其响应的影响，发现长聚合物和特定拓扑结构可随波漂移，而短聚合物则相反。
2026-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solvent quality dependent osmotic pressure of polymer solutions in two dimensions
在二维平面内，由于拓扑相互作用，构成致密单层溶液的高分子链彼此分离。尽管分离在二维（2D）中是固有的，但溶液可根据溶剂质量显示不同的性质。其中，在理论和实验中众所周知的是，半稀释状态下的渗透压（$Π$）随着面积分数（$ϕ$）（或单体浓度，$ρ$）显示溶剂质量依赖性增加，即，对于良溶剂为$Π\sim ϕ^3$，对于$Θ$溶剂为$Π\sim ϕ^8$。渗透压可以与Flory指数（或相关长度指数）的链的大小和对分布函数的单体;然而，他们不一定提供一个详细的微观图片导致的差异。为了从微观上理解聚合物溶液在两种不同溶剂条件下的不同表面压力等温线，我们基于半定量再现预期标度行为的数值模拟研究了聚合物溶液的链构型。值得注意的是，在相同的$ϕ$值下，$Θ$溶剂中的聚合物链以比良溶剂中的链更多的\emph{inhomogeneous}方式占据表面，平均产生更大和更不均匀的间隙空隙尺寸，这与$Θ$溶剂中的聚合物具有更大的相关长度的事实有关。在这项研究中可视化和定量分析的聚合物配置和间隙空隙提供微观理解的起源的溶剂质量依赖的渗透压的二维聚合物溶液。
2022-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions in solvent dependent polymer adsorption in three dimensions
我们认为相图的自避免行走（SAW）的简单立方晶格表面和散装相互作用，建模的吸附表面和可变的溶剂质量的聚合物在稀溶液中，分别。我们模拟SAW在特定的相互作用强度，专注于定位某些过渡和他们的关键行为。通过整理这些新的结果与以前的结果，我们勾勒出完整的相图，并显示如何通过改变体相互作用强度的吸附转变的影响。这扩大了最近的工作考虑如何吸附溶剂质量的影响。我们证明了吸附交叉指数的变化与相边界相吻合。
2019-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topology-dependent mixing of knots in flexible polymer chains
Ashoka University（阿肖卡大学）
通过粗粒化布朗动力学模拟，发现异质纽结对（$3_1\otimes 5_1$）比同质对（$3_1\otimes 3_1$）更易混合且占据更少轮廓，表明组成拓扑强烈影响柔性聚合物中多纽结组织。
2026-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesoscale simulations of polymer dynamics in microchannel flows
采用细观尺度数值模拟方法研究了方形微通道内柔性聚合物在Poiffille流作用下的非平衡结构和动力学性质。链长和流动强度系统地变化。两个运输制度，相应的弱约束和强约束。对于强约束，传输特性是独立的聚合物长度。短聚合物的长时间翻滚动力学的分析产生非周期性运动与流动强度的次线性依赖。我们发现构象以及动力学性质的明显差异，从简单的剪切流得到的结果。
2007-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesoscopic theory of the viscoelasticity of polymers
我们已经提出了我们以前的静态理论的聚合物纠缠涉及扩展的Cahn-Hilliard功能，包括时间相关的动力学。我们超越高斯近似，单回路水平，计算系统的频率相关的存储和损耗模量。我们的理论中的三个参数是通过拟合不同链长的聚苯乙烯熔体的实验数据得到的。这提供了系统链长方面的参数的物理表示。我们讨论的重要性，在我们的能量泛函中的各种条款，其贡献的聚合物体系的粘弹性响应。
1999-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformation-dependent sequence design of polymer chains in melts
高分子序列的构象依赖性设计可以被认为是控制大分子自组装的一种工具。我们认为，通过在均匀熔体中的聚合物的改性，根据单体单元的空间位置创建的单体单元序列。嵌段共聚物的微相分离形态包括层状、六方填充的圆柱体和体心立方晶格中排列的球体。高分子链的随机轨迹由扩散型方程描述，并在计算机建模中并行模拟。块长度的概率分布$k$，这是类似的首次通过概率，分析计算，并确定从计算机模拟。在任何域中，如果块的空间大小小于域的最小特征大小，则概率分布可以由在$k$的中等值处的渐近线$~k^{-3/2}$来描述。对于较大的区组，指数渐近线$exp(-const \, k a^2/d_{as}^2)$有效，$d_{as}$是渐近结构域长度（a是单体单元大小）。对于薄片、圆柱体和球体，当畴具有单一特征尺寸时，数均嵌段长度和它们的分散度随嵌段长度线性变化。如果域由一个以上的大小描述，则数均块长度可以随着域大小非线性地增长，并且长度das可以取决于所有域大小。
2021-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Point force manipulation and activated dynamics of polymers adsorbed on structured substrates
我们研究了吸附聚合物在结构化基底上受局部点力驱动的活化运动，我们的理论适用于单个聚合物的实验，例如，使用扫描力显微镜的尖端拖动聚合物，我们考虑了柔性和半柔性聚合物，侧表面结构由双阱或周期势表示。的动力学是由扭结样的激发，我们计算的形状，能量和临界点力。热激活运动的进行通过在施加力的点处的扭结-反扭结对的成核以及随后的扭结和反扭结的扩散分离来进行。在被驱动聚合物的稳态下，集体扭结动力学可以用一维对称的简单排斥过程来描述。
2005-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of polymer translocation through a flickering nanopore under an alternating driving force
我们开发了一个理论，通过振荡纳米孔的时间依赖性的力驱动的聚合物易位。为此，我们扩展了等通量张力传播理论（IFTP）[Sarabadani \textit{et al., J. Chem. Phys.}，2014，\textbf{141}，214907]用于这种设置。我们假设孔隙中的外部驱动力具有随时间振荡的分量，并且闪烁孔隙类似地由孔隙摩擦中的振荡项来描述。除了数值求解模型，我们推导出的解析近似与数值模拟吻合得很好。我们的研究结果表明，通过控制力或孔隙振荡，易位过程可以加快或减慢取决于振荡的频率和特征时间尺度的过程。我们还表明，虽然在低和高频率的限制易位时间$τ$遵循既定的标度关系，相对于链长$N_0$，在中频制度的小周期性波动的动态标度可以有剧烈的影响。结果可以很容易地概括为非周期性振荡，并阐明了时间依赖性的力量和驱动聚合物易位孔振荡的作用。
2015-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion interactions of non-spherical colloidal particles in polymer solutions
我们考虑各向异性的胶体颗粒浸没在长的，灵活的，和非吸附聚合物的溶液中。对于最近合成的粒子的哑铃形状组成的两个相交的球体和透镜形粒子与球形表面，我们计算的各向同性和各向异性的相互作用参数，确定的浸没自由能和取向相关的耗尽粒子之间的相互作用，所引起的聚合物。精确的结果得到随机行走（理想）的聚合物链。
2005-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cooperative intramolecular dynamics control the chain-length-dependent glass transition in polymers
玻璃化转变是材料科学中一个长期未解决的问题。对于聚合物，我们对玻璃形成的理解特别差，这是由于链连接性和柔性的复杂性增加;因此，聚合物的结构松弛涉及分子内和分子间协同性之间的复杂相互作用。在这里，我们研究了玻璃化转变温度Tg如何随不同聚合物化学性质和链柔性的分子量M而变化。我们发现，Tg（M）是由每个构象自由度的平均质量（或体积）控制，和一个“本地”分子松弛（涉及一些构象）控制较大规模的合作α松弛负责Tg。我们建议，动态便利，“本地”放松促进相邻的松弛，导致分层动态，可以解释我们的观察，包括对数Tg（M）的依赖性。我们的研究提供了一个新的理解的分子松弛和聚合物的玻璃化转变，这铺平了道路的预测设计的聚合物的基础上单体规模的指标。
2022-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active Polar Ring Polymer in Shear Flow -- An Analytical Study
本文通过本征函数展开解析求解剪切流下含切向主动力的半柔性极性环聚合物，揭示其稳态同于被动环，但活性频率与剪切共同决定坦克履带式、弛豫主导及翻滚动力学转变。
2024-07-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polydomain growth at isotropic-nematic transitions in liquid crystalline polymers
通过对含时的Ginzburg-Landau方程的积分，研究了液晶聚合物中各向同性-非对称相变的动力学。在棒状聚合物的浓溶液中，聚合物的旋转扩散常数Dr受到周围聚合物的几何约束的严重抑制，使得棒状分子仅沿其棒状方向扩散。在相变的早期阶段，具有几乎平行取向的棒状聚合物组装形成一个平行的多畴。这种具有特征长度l的多域模式随着时间的推移在三维（3D）中以l~1/4的比例律随着自相似性而增长。在后期，旋转扩散变得显著，导致增长指数从1/4到1/2的交叉。通过求解二维含时的Ginzburg-Landau方程，我们还研究了一对向错在受限系统中的时间演化。如果向错之间的初始距离小于某个临界长度，它们会相互接近并湮灭;然而，在较大的初始间距下，它们会稳定下来。
2011-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic force of polymers on a cone tip
我们考虑聚合物附着在一个圆锥体的尖端，以及由于接近一个板（或另一个圆锥体）的熵损失而产生的力。当分离距离小于聚合物回转半径R_g时，唯一相关的长度尺度是尖端-板（或尖端-尖端）分离距离h，熵力由F=A kT/h给出。普遍振幅A可以与长链聚合物的（几何形状相关的）相关指数相关。我们计算的幻影聚合物，并为自避免（包括星）聚合物的ε膨胀，以及在3维的数值模拟。
2011-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pseudo-RNA with parallel aligned single-strands and periodic base sequence as a new universality class
研究一种基于RNA样聚合物的场论，其中只有同方向对齐的单链形成双链，揭示了新的普遍性类别，该类别与传统分支聚合物和Lee-Yang场论无关。
2024-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Can Polymer Coils be modeled as "Soft Colloids"?
我们映射稀释或半稀释的解决方案的非相交的聚合物链到流体的“软”粒子相互作用通过浓度依赖的有效对电位，通过反转的对分布函数的初始聚合物链的质量中心。一个类似的反演是用来获得一个有效的壁聚合物的潜力，这些潜力相结合，成功地再现计算精确的耗尽两个壁之间的非相交聚合物引起的相互作用。映射开辟了大规模模拟复杂几何形状的聚合物溶液的可能性。
2000-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement-driven translocation of a flexible polymer
我们考虑了一个灵活的，自我回避的聚合物链的逃逸出一个有限的几何形状。通过模拟，我们表明，易位时间可以描述一个简单的标度律，表现出非线性的依赖于聚合度，这是敏感的限制几何形状的性质。这些结果与早期的预测相矛盾，但与最近确认的约束自由能的几何相关的表达式是一致的。
2006-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient behaviour of a polymer dragged through a viscoelastic medium
我们研究了聚合物在粘弹性介质中受恒定力作用时的动力学。这是一个聚合物被外力拉动穿过细胞的模型，或者是一个活性生物聚合物由于自生力而移动的模型。利用Rouse模型和与记忆相关的阻力，我们发现，质心的聚合物遵循亚弹道运动。我们确定的聚合物的长度和形状的时间演变。通过对单体运动速度的分析，我们研究了张力在聚合物中的传播。我们讨论了如何聚合物可以被用来作为一个探头的粘弹性介质的属性。
2014-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Semiflexible Bundles of Wormlike Polymer Chains
我们证明了一个半柔性束的蠕虫状链表现出状态依赖的弯曲刚度，从根本上改变其缩放行为相对于标准的蠕虫状链。我们探讨了蠕虫状束在隔离，交联网络，和在溶液中的平衡构象和力学行为。
2007-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scale-dependent universality class crossover in magnetic skyrmion polymers
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；University of Manitoba（曼尼托巴大学）
该研究针对磁斯格明子聚合物的统计力学违反生物聚合物普适谐调标度的问题，通过第一性原理计算对势并开展多尺度模拟，揭示了其尺度依赖的幂律行为及交叉机制，且与磁场强度、相互作用形式无关。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Translocation through environments with time dependent mobility
我们考虑单颗粒和聚合物易位的摩擦性能经历了从环境中的时间变化。这项工作的动机是有趣的频率响应行为时观察到的聚合物是通过一个振荡的宽度孔。为了更好地解释这一点，我们构建了一般的扩散和非扩散的频率响应的增益在易位时间为一个单一的粒子在不断变化的环境中，看看一些具体的变化。对于两个状态的限制，粒子要么有恒定的漂移速度或固定的，我们找到了扩散和非扩散增益的精确表达式。然后，我们将这种方法应用于聚合物易位下不断迫使通过一个孔与正弦变化的宽度。我们发现小聚合物在低频振荡与偏差发生在较长的长度和较高的频率很好的协议。与单个粒子在恒定迁移率下的周期性强迫不同，具有时间依赖迁移率的恒定强迫可以通过操纵福克-普朗克方程得到精确解。
2012-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shearing-induced contact pattern formation in hydrogels sliding in polymer solution
在高分子浓溶液中，原位观察了旋转剪切过程中水凝胶与玻璃表面的接触。首次观察到与凝胶的旋转剪切同相旋转的动态接触图案。随着剪切时间的延长，接触斑图在圆周方向上呈现出周期性，并逐渐发展为精细的特征。在较高的滑动速度、聚合物浓度和正常压力下，图案出现得更快。此外，凝胶的柔软度也显著影响图案的特征。根据聚合物溶液在旋转软界面处的非线性流变性讨论了斑图形成。
2019-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact solution for a random walk in a time-dependent 1D random environment: the point-to-point Beta polymer
我们考虑由Barraquand和Corwin提出的正方形格点上的定向聚合物的精确可解模型Beta聚合物。我们研究了它的点到点划分和的统计性质。这个问题相当于一个模型的随机行走在一个时间相关的（一般偏置）1D随机环境。在这个公式中，我们研究了随机游走的转移概率分布函数（PDF）的样本到样本的波动。利用Bethe变换，我们得到了整数矩的精确公式，以及定向聚合物分区和/随机游走转移概率的Laplace变换的Fredholm行列式公式.这些公式在大时间$t$上的渐近分析是在（i）最佳方向的扩散附近$x \sim t^{1/2}$上进行的（在时空中）由随机游走选择，其中PDF的波动被发现是Gamma分布的;（ii）在随机游走的大偏差区域$x \sim t$中，其中发现PDF的对数的波动随着时间增长为$t^{1/3}$，并且根据Tracy-Widom GUE分布进行分布。我们的精确结果补充了BC关于区域（ii）中随机游走的累积分布函数的结果，并且在区域（i）中，它们揭示了一种新的波动行为。我们还讨论了（i）和（ii）之间的交叉制度，确定为$x \sim t^{3/4}$。我们的结果面临着广泛的数值模拟的模型。
2016-05-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Modular invariant partition function of critical dense polymers
临界致密聚合物的晶格模型精确地解决了任意系统的尺寸上的环面。更一般地说，一个无限的家庭的晶格环模型的环面上进行了研究，并与相应的Fortuin-Kasteleyn随机簇模型。从圆柱体出发，利用移位算子Omega和Omega^{-1}扩展的周期Temperley-Lieb代数构造可交换的周期单行转移矩阵.在这个扩大的代数中，不可收缩的循环逸度是alpha，可收缩的循环逸度是beta。圆环面是由圆柱体的顶部和底部粘合而成的。这就产生了各种各样的不可收缩的环缠绕在环面上。由于它们的非局部性质，标准矩阵迹不能产生正确的几何环面。相反，我们引入一个修改的矩阵跟踪为此目的。这是通过使用具有参数v的扩大周期Temperley-Lieb代数的表示来实现的，该参数v跟踪圆柱体上缺陷的缠绕。因此，转移矩阵的代表和他们的特征值取决于v。修改后的轨迹被构造为一个线性功能的平面连通图的矩阵轨迹Tr_d（具有固定数量的缺陷d）和切比雪夫多项式的第一类。对于临界致密聚合物，其中β =0，通过求解以反演恒等式形式的函数方程获得传递矩阵本征值。该解决方案取决于d，并受到我们证明的选择规则。如果将所有不可收缩的循环逸度设置为alpha=2，则会发生简化，在这种情况下，在v=1处评估迹线。在连续标度极限下，由有限尺寸修正得到的相应的共形环面配分函数与已知的辛费米子模不变量配分函数一致。
2013-05-28 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
