Path integrals for stiff polymers applied to membrane physics
类似于描述刚性聚合物的路径积分出现在膜的Helfrich模型中。我们展示了如何这些类型的路径积分可以评估和应用我们的研究结果，在散装膜的少数条纹相的热力学。波动引起的贡献的条纹和体相之间的线张力计算，以及在无张力的情况下，这两个阶段具有不同的弯曲刚度的两个阶段之间的有效相互作用。
2007-04-11 cond-mat.soft
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
Dynamic structure factor of a stiff polymer in a glassy solution
我们提供了一个全面的概述目前的理论理解的动态结构因子的刚性聚合物在半稀溶液的蠕虫状链（WLC）模型的基础上。我们通过计算精确的数值系数和一个自由聚合物的动态均方位移（MSD）的表达式来扩展以前的工作，并比较各种常见的流体动力学相互作用近似，如果要从实验数据中提取模型参数的定量估计，则需要准确地处理这些近似。从而解决了最近关于动态结构因子初始斜率的争论。为了解释聚合物与周围（粘性）聚合物溶液的相互作用，我们分析了WLC模型的扩展，玻璃蠕虫状链（GWLC），它预测近幂律和对数长时间尾巴的动态结构因子。
2008-05-29 cond-mat.soft
Unraveling the glass-like dynamic heterogeneity in ring polymer melts: From semi-flexible to stiff chain
本研究通过分子动力学模拟探究链刚度与单体密度对环形聚合物熔体动静态行为的影响，发现非高斯性随密度和刚度增强，回转半径与密度的关系受链刚度调控，且键断裂动态非均匀性与非高斯性耦合，为理解其动力学机制提供新见解。
2023-08-09 cond-mat.soft
Bending stiff charged polymers: the electrostatic persistence length
许多带电的聚合物，包括核酸，是局部刚性的。它们的弯曲刚度-量化的持久性长度-，取决于库仑功能，如离子强度的解决方案，提供了一个方便的实验路线调整刚度。虽然经典的Odijk-Skolnick-Fixman治疗失败的现实参数值，我们推导出一个简单的分析公式的静电持久长度。它被证明是在显着的协议与数值得到的泊松-玻尔兹曼理论的结果，从而充分占非线性，其中反离子凝聚效应。对于双链DNA，我们的工作表明，广泛使用的裸持久长度500 μ m被高估了约20
2016-11-02 cond-mat.soft
Effects of disorder and chain stiffening on the elasticity of flexible polymer networks
我们研究如何分布的轮廓长度和高拉伸硬化的个别链段影响的宏观剪切模量的柔性聚合物凝胶，使用二维数值模型，其中聚合物段形成三角形网络和无序引入通过改变它们的轮廓长度。我们表明，在相关的参数范围内：（i）的非仿射贡献的剪切模量是可以忽略不计的，即玻恩近似是令人满意的;（ii）的剪切模量是占主导地位的贡献来自平衡链张力。此外，在节点处的机械平衡引起链段的端到端距离和轮廓长度之间的特定相关性，这必须被适当地考虑以构建链压力和剪切模量的合理估计。
2016-10-27 cond-mat.soft
Wetting transitions of polymer solutions: Effects of chain length and chain stiffness
通过粗粒分子动力学模拟和密度泛函理论计算研究了柔性和半柔性聚合物溶液的润湿和干燥现象。这项研究是基于使用的杨氏方程的接触角，确定所有相关的表面张力的压力张量的各向异性。溶剂质量（或等效的有效温度）系统地变化，而所有其他相互作用保持不变。对于柔性聚合物，润湿转变温度$T_{\rm w}$随链长$N$单调增加，而在远低于$T_{\rm w}$的温度下的接触角与$N$无关。对于半柔性聚合物溶液，$T_{\rm w}$随持续长度非单调变化：最初，$T_{\rm w}$随链刚度的增加而增加并达到最大值，但随后观察到$T_{\rm w}$的突然下降，这与系统的各向同性-均质转变有关。
2021-11-01 cond-mat.soft
Activity-Induced Stiffness, Entanglement Network and Dynamic Slowdown in Unentangled Semidilute Polymer Solutions
本文研究未缠结半稀活性聚合物溶液，发现末端与高温热浴耦合会扩大链尺寸并在数十单体尺度增强有效刚度，而链伸长引起的缠结增加使扩散降低逾一个数量级。
2024-07-06 cond-mat.soft
Effect of chain stiffness on the dynamics and microstructure of crystallizable bead-spring polymer melts
我们在三种不同刚度的链的模型未缠结的聚合物熔体中模拟动力学：柔性的，中间的，和棒状的。柔性和棒状链，容易固化成紧密堆积的晶体（分别与随机取向和向列对齐的链），显示简单的熔体动力学与Arrhenius温度的依赖性和不连续的变化凝固后。然而，中间刚度链是脆弱的玻璃形成显示Vogel-Fulcher动力学逮捕，尽管事实上，他们也具有向列型紧密堆积的结晶基态。要连接这种差异的动态熔体的不同微观结构，我们研究如何不同的结构措施，包括最近引入的胶体系统的研究中的集群级指标，随链刚度和温度。没有发现动力学停滞的明确的静态结构原因，但是，我们发现，中刚度链显示出质的不同的动力学不均匀性。具体来说，它们的弦状相关运动（合作重排）是相关的方式没有发现任何灵活的或棒状链沿链骨架。这种激活的“爬行”运动似乎是这些系统观察到的动力学停滞的原因，并表明控制结晶的因素与聚合物中的玻璃形成竞争可能非单调地依赖于链刚度。
2016-05-13 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
Elasticity of Stiff Polymer Networks
本文研究了刚性杆的二维随机网络（“Mikado模型”）的弹性。该模型的基本特征是杆的各向异性弹性和网络的随机几何形状。我们发现，有三个不同的标度制度，其特征在于两个不同的长度尺度上的弹性骨干。除了临界刚性渗流区和均匀弹性制度，我们发现一个新的中间标度制度，其中弹性主要由弯曲变形。
2003-03-27 cond-mat.soft
Length distribution of stiff, self-assembled polymers at thermal equilibrium
我们研究了自组装的长而硬的聚合物在热平衡下的长度分布。我们的分析是基于计算的配分函数的刚性聚合物的可变长度的弹性制度。我们的结论是，该自组装系统的长度分布密切遵循指数分布，除了在短的长度限制。然后，我们讨论了我们的实验观察到的淀粉样纤维的长度分布的结果的影响。
2012-09-05 cond-mat.soft q-bio.BM
Entangled Dynamics of a Stiff Polymer
刚性生物聚合物的缠结网络表现出复杂的动态响应，来自相邻细丝彼此施加的拓扑约束。我们提出了一类刚性聚合物纠缠动力学的参考模型，并提供了刚性聚合物管概念的定量基础。对于一个无限细的针探索一个平面的过程中的点的障碍，我们已经进行了大规模的计算机模拟证明了从快速的横向平衡到最慢的过程中的取向松弛的约束的标度关系。我们确定了示踪剂的旋转扩散系数，它的角约束，管直径和取向的关联函数。
2008-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Writhing Geometry at Finite Temperature: Random Walks and Geometric phases for Stiff Polymers
研究了有限温度下半柔性聚合物的几何结构。可以根据球面上高斯随机游动的性质来计算蠕动。我们计算了静态和动态的蠕动关联函数。聚合物的蠕动类似于光学和波动力学中研究的几何相或贝里相。我们的结果可以应用于共聚焦显微镜研究的刚性细丝和模拟短的DNA环
2000-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Semi-classical buckling of stiff polymers
基于半经典近似的配分函数，提出了一种蜗杆链屈曲的定量理论。热波动的贡献，使超越经典的欧拉屈曲的力-延伸关系推导出在线性和非线性政权以及。结果表明，在非线性屈曲制度的热波动增加的半柔性杆的端到端的距离，如果它被限制到2维，而不是3维的情况下。我们的方法允许一个完整的物理理解屈曲在D=2和D=3以下和以上的欧拉过渡。
2007-04-18 cond-mat.soft
Unconventional ordering behavior of semi-flexible polymers in dense brushes under compression
使用粗粒珠弹簧模型的半柔性大分子形成的聚合物刷，聚合物的结构和动力学进行了研究，不同的链刚度和接枝密度。选择接枝链的锚定条件，使得它们的第一个键沿着基底平面的法线取向。压缩这样的半柔性刷的平面活塞被观察到是一个两阶段的过程：对于小的压缩链收缩的“屈曲”变形，而较大的压缩链表现出集体（几乎均匀）的弯曲变形。因此，刚性聚合物刷经历集体键重取向的2阶相变。因此，将刚性刷保持在给定的压缩程度所需的压力明显小于由完全柔性的聚合物链制成的其他相同的刷！虽然刷高度和在垂直于基底的z方向上的链线性尺寸都随着链刚度的增加而单调增加，但横向（xy）链线性尺寸在中间链刚度处表现出最大值。增加接枝密度导致这些横向尺寸的强烈减小，与指数衰减相容。还研究了移除压缩活塞后的恢复动力学，发现其随时间遵循幂律/指数衰减。一个简单的平均场理论考虑，占压缩下的半柔性聚合物刷的屈曲/弯曲行为，建议。
2014-01-27 cond-mat.soft
Buckling of stiff polymer rings in weak spherical confinement
限制是一种通用的和完善的工具，研究聚合物的性质，无论是了解生物过程或开发新的纳米生物材料。研究了半柔性聚合物环在不可穿透壳层的弱球形约束下的构象。我们开发了一个分析参数的主导聚合物的轨迹取决于聚合物的弹性和熵的贡献。进行蒙特卡罗模拟以评估概率密度中的聚合物环构象，并通过形状测量非球面性和非球面性的性质。的平均非球面性和平均性质的非球面性的分析参数的比较证实了我们的推理，以解释聚合物环的构象在刚性政权，弹性响应占上风。
2010-06-24 cond-mat.soft q-bio.BM
Stiff Polymers, Foams and Fiber Networks
本文研究了由广义刚性聚合物组成的纤维材料的弹性。结果表明，在对比蜂窝泡沫状结构仿射应变场一般是不稳定的。相反，网络的结构和其构建块的弹性性质之间的微妙相互作用导致了具有中间渐近标度制度的有趣的机械性质。我们提出了详尽的数值研究的基础上补充的比例参数的有限元方法。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonaffine rubber elasticity for stiff polymer networks
我们提出了一个理论的弹性交联刚性聚合物网络。刚性聚合物与柔性聚合物不同，是高度各向异性的弹性物体。与机械梁类似，刚性聚合物在弯曲时容易变形，而它们在拉伸力（“拉伸”）方面更硬。与以前的方法不同，网络弹性来自拉伸模式，我们的理论正确地解释了软弯曲响应。一个自洽的有效介质的方法是用来计算宏观弹性模量从微观表征的变形场的“软盘模式”-低能量弯曲激发，保持高度的非亲和性。表征出现的非亲和性的长度尺度由"纤维长度“$l_f$给出，定义为聚合物保持直的尺度。计算的剪切模量的标度特性与最近在二维模型网络中获得的模拟结果非常一致。此外，我们的理论可以应用于合理化散装流变学数据重构肌动蛋白网络。
2007-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Nonmonotonic dependence of polymer glass mechanical response on chain bending stiffness
我们通过粗粒模拟和非仿射晶格动力学理论研究了非晶态聚合物的力学性能。聚合物链弯曲刚度的小幅增加首先导致材料软化，而硬化仅在主链进一步强化时发生。储能模量$G'$随抗弯刚度的这种非单调变化是由更硬的主链提供的对变形的额外阻力与由于单体-单体配位的必要降低而导致的材料密度降低之间的竞争引起的。这一违反直觉的发现表明，在某些情况下，聚合物玻璃的强度可以通过软化组成链的弯曲来增强。
2017-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Signatures of elastoviscous buckling in the dilute rheology of stiff polymers
当刚性聚合物在剪切流中翻滚时，其经历压缩粘性力，这可导致其屈曲并随着流动强度的增加而经历一系列形态转变。我们使用数值模拟来揭示这些过渡的刚性聚合物的稀悬浮液的稳定剪切流变学的影响。我们的结果同意经典的缩放布朗杆在相对较弱的流动，但离开他们以上的屈曲阈值。弹性粘性屈曲的特征包括剪切变稀的增强和法向应力差的增加。我们讨论了我们的研究结果，在刚性布朗杆和非布朗弹性纤维过去的工作，并强调了微妙的作用，热波动触发不稳定性。
2021-06-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear elasticity of composite networks of stiff biopolymers with flexible linkers
最近的实验表明，非线性弹性的生物聚合物肌动蛋白与细丝蛋白交联的体外网络的动机，我们提出了一个有效的介质理论的灵活交联的刚性聚合物网络。我们模拟这样的网络随机定向的弹性杆连接柔性连接器周围的弹性连续体，这自洽地代表了网络的其余部分的行为。该模型产生从线性弹性状态到高度非线性弹性状态的交叉，该高度非线性弹性状态以与实验定量一致的方式硬化。
2008-10-19 cond-mat.soft
Tuning Synthetic Semiflexible Networks by Bending Stiffness
复杂的软物质的力学通常不能在柔性聚合物或刚性棒的经典物理框架中理解。其基本成分是半柔性聚合物，其有限的弯曲刚度（$κ$）会导致非平凡的机械响应。这种聚合物的天然模型是蛋白质肌动蛋白。然而，肌动蛋白网络的实验研究是有限的，因为持久长度（$l_{\text{p}} \propto κ$）不能调整。在这里，我们的实验特性这个参数的第一次在纠缠网络所形成的合成生产，结构可调的DNA纳米管。这种材料能够验证半柔性聚合物及其网络固有的特性，即，持久长度、不可扩展性、爬行和网格尺寸缩放。虽然弹性平台模量与浓度$G_0 \propto c^{7/5}$的缩放与以前的测量和建立的理论是一致的，新兴的持久性长度缩放$G_0 \propto l_{\text{p}}$反对占主导地位的理论预测。
2016-10-04 cond-mat.soft
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
A large deformation model for quasi-static to high strain rate response of a rate-stiffening soft polymer
针对聚硼硅氧烷（PBS）大应变响应缺乏宽应变率本构模型的问题，提出基于微观物理的动态交联本构模型，通过实验验证其在六个数量级应变率下的预测准确性，可推广至同类软聚合物。
2023-07-18 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
A theoretical framework for investigating the role of stiffness heterogeneity in structure and dynamics of flexible polymer
本研究开发了一个理论框架，将空间变化的刚度纳入柔性聚合物物理学，分析了具有周期性阶梯刚度剖面的柔性杂聚物的结构与动力学，发现刚度异质性导致均方位移等动力学可观测量的定性偏差并增加结构各向异性，为从实验数据解释生物聚合物刚度异质性及设计定制杂聚物提供了平台。
2025-04-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force induced conformational transition in a system of interacting stiff polymer: Application to unfolding
我们考虑一个刚性的聚合物链在不良溶剂中，并施加一个力在链的一端。我们发现，通过改变刚度参数，聚合物经历了一个转变，从小球状态的折叠状态。折叠状态的构象模拟了肌联蛋白分子中所见的$β$ -折叠。利用精确计数技术，我们研究了这类系统的拉伸力图和力-温度图。力-温度图显示了柔性链的再进入行为。然而，对于刚性链，这种再进入行为是不存在的，并且随着刚性的升高，$θ$ -温度增强。我们进一步提出，有关冻结结构的聚合物的内部信息可以读取从端到端的距离的分布，显示出锯齿状的行为。
2007-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Active motion of tangentially-driven polymers in periodic array of obstacles
该研究通过计算与近似解析理论，探究不同柔性和活性的切向驱动聚合物在二维正方形障碍物晶格中的主动输运，揭示了柔性、刚性聚合物的不同输运模式及活性水平对其的影响。
2023-10-03 cond-mat.soft
Perturbation Theory for Path Integrals of Stiff Polymers
刚性聚合物的蠕虫链模型是一个在一维时空中的非线性$σ$模型，其中末端是自由波动的。这导致了重要的差异，目前可用的理论只存在于周期性和狄利克雷边界条件。我们适当地修改这个理论，并显示如何执行一个系统的大刚度扩展的所有物理上有趣的数量的权力$L/ξ$，其中$L$的长度和$ξ$的持久性长度的聚合物。这需要特殊的程序，规范高度发散的费曼积分，我们已经在以前的工作。我们表明，通过添加到未微扰作用的校正项${\cal A}^{\rm corr}$，我们可以计算所有的费曼图与满足Neumann边界条件的格林函数。我们的扩展产量，订单订单，适当规范化的端到端的分布函数在任意尺寸$d$，它的偶数和奇数的时刻，和两点关联函数。
2005-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of Stiff Biopolymers
我们提出了一个刚性聚合物的统计力学研究，由肌动蛋白丝的实验和相当大的当前的兴趣在聚合物网络的动机。我们得到简单的，近似的力-延伸关系的分析形式，并比较这些与数值处理。我们注意到边界条件在确定力-伸展关系中的重要作用。这里提出的理论预测可以测试对神经丝和细胞骨架丝，如肌动蛋白和微管的单分子实验。我们的工作受到细胞骨架在压缩下弯曲的激励，这是生物学感兴趣的现象。
2007-10-08 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
Packaging stiff polymers in small containers: A molecular dynamics study
刚性聚合物如何能够包装成小容器的问题与病毒中DNA包装的研究特别相关。一个简化的版本的问题的基础上粗粒度表示的主要组成部分的系统-的DNA聚合物和球形病毒衣壳-已被研究的分子动力学模拟。结果，涉及较长的聚合物比在早期的工作，表明随着聚合物变得更加刚性有一个增加的趋势，自组织的线轴，从内到外，而不是相反的方向，以前看到的。在最终状态下，大部分聚合物被包装到一个或多个同轴线轴中，以不同的取向同心分层，这是一种无需扭曲聚合物即可实现的包装形式。
2016-09-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
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
Coupling of transverse and longitudinal response in stiff polymers
刚性聚合物的时间依赖性横向响应，表示为弱弯曲蠕虫状链（WLC），在线性水平上是很好理解的，其中横向自由度独立于纵向自由度演变。我们发现，超出一个特征的时间尺度，横向和纵向运动的非线性耦合在一个不可扩展的WLC显着削弱了聚合物的响应相比，广泛使用的线性响应预测。相应的反馈机制是合理化的缩放参数和量化的多尺度的方法，利用横向和纵向相关长度尺度的固有分离。交叉标度律和精确的分析和数值解的特征响应量推导出不同的实验相关的设置。我们的研究结果适用于细胞骨架丝以及张力下的DNA。
2007-09-03 cond-mat.soft q-bio.BM
Van der Waals interaction between polymers with sequence-specific polarizabilities: Stiff polymers and flexible Gaussian coils
我们考虑了一对聚合物之间的范德华相互作用与淬灭的非均匀序列的局部极化率沿其主链，并研究了有效的成对相互作用能刚性聚合物和柔性高斯线圈。特别地，我们专注于极化率序列对是（i）~不同的和（ii）~相同的情况。我们发现，不同的和相同的高斯线圈的成对相互作用能都是各向同性的，并表现出相同的衰减行为的分离大于回转半径，在对比不同的和相同的刚性聚合物的取向各向异性的相互作用能。对于高斯线圈和刚性聚合物，相同的聚合物之间的吸引力的相互作用增强，如果极化率序列是更不均匀的。
2015-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Active Diffusion of Self-Propelled Particles in Semi-Flexible Polymer Networks
本研究通过 Langevin 动力学模拟与解析理论，揭示了半柔性聚合物网络中主动粒子的捕获-跳跃扩散机制，发现聚合物刚度、粒子尺寸与活性间的复杂相互作用规律，为生物凝胶内的货物运输与药物递送提供理论启示。
2024-01-09 cond-mat.soft
Phase behavior of flexible and semiflexible polymers in solvents of varying quality
采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了半柔性高分子在不同质量溶剂中的相分离和有序化的相互作用。我们研究了粗粒度的模型，与键角的潜力，以控制链刚度，链长度可比的持久性长度的链。我们改变了单体单元的密度和控制隐式溶剂质量的有效温度。对于非常刚性的链，只有一个单一的过渡，从各向同性流体到一个无规管被发现，与“天鹅颈”拓扑结构的相图。然而，对于刚性较低的链，在临界点结束的不同浓度的各向同性流体之间的不混合也在高于三相点的温度下发生。相关的临界行为进行了检查，在MD模拟和发现与伊辛普适性兼容。除了这个临界行为，DFT计算同意定性与MD模拟。
2019-05-16 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
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
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
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
Molecular motors stiffen non-affine semiflexible polymer networks
重构的丝状肌动蛋白网络与肌球蛋白马达蛋白形成活性凝胶，其中马达蛋白产生驱动网络远离平衡的力。这种运动活动也可以强烈影响网络弹性;实验表明，在体外网络与分子马达显着硬化。在这里，我们研究了电机产生的力对模拟的2D网络的无热刚性细丝力学的影响。我们将展示异质内部电机应力如何导致网络中的纤维弯曲模式所支配的硬化。电机被建模为力偶极子，导致肌肉样收缩。这些收缩“拉出”系统中的松弛弯曲模式，这引起向更硬的拉伸主导状态的交叉。通过这种机制，马达可以导致非线性网络响应，即使构成细丝本身是纯线性的。这些结果对活细胞的力学具有影响，并为具有可调机械性能的活性生物材料提出了新的设计原则。
2010-09-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Elastic response of poly(ethylene glycol) polymer chains studied using dynamic atomic force microscopy
高分子链在外力作用下的拉伸响应是理解平衡和非平衡条件下高分子动力学的关键。在这里，我们测量的弹性响应的聚（乙二醇）使用锁定为基础的振幅调制原子力显微镜与亚埃振幅在低和高频率制度。考虑到悬臂梁的几何形状和液体中振动悬臂梁的流体动力学载荷效应，将锁定放大器的X信号与刚度线性相关，并将从X信号中提取的刚度数据与传统“静态”力延伸曲线的导数刚度进行比较。对于来自X信号的刚度数据，拟合到WLC的标准熵模型给出了物理上有意义的持续长度值，并且还遵循WLC的标度行为。在250 pN左右观察到熵主导的构象转变及其特征性的V形签名。刚度的精确测量使我们能够理解构象变化的热力学。
2020-10-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Thermodynamics of microphase separation in a swollen, strain-stiffening polymer network
本文扩展Flory-Huggins理论，纳入应变硬化效应，提出无拟合参数模型以定量预测溶胀聚合物网络的EMPS相图并解释微结构形貌。
2025-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
