A statistical mechanics framework for polymer chain scission, based on the concepts of distorted bond potential and asymptotic matching
为了设计越来越坚韧、有弹性和耐疲劳的弹性体和水凝胶，必须建立分子水平上的可控网络参数与控制损伤和失效的宏观量之间的关系。基于统计力学的本构模型使用了具有刚性连接的自由连接链（FJC）模型的变体。然而，由于一个聚合物链的自由能状态是占主导地位的双折射键的扭曲效应的链接近其断裂点，键的延伸性应该考虑到，如果该模型是为了捕捉链断裂。为此，一个新的键势补充到FJC模型（如在Buche和同事的uFJC框架中导出的），我们已经扩展到产生一个易于处理的，封闭形式的模型，该模型适合于本构模型的开发。受渐近匹配uFJC模型响应的启发，推导出一个简单的、准多项式的、非谐的键势能函数。利用该键势，建立了键拉伸和链力依赖于链拉伸的近似但高精度的解析函数。然后，利用这个模型，一个随机热涨落驱动的链断裂框架的发展。这个框架是基于一个力修改倾斜的债券潜力，占扭曲的债券势能，允许计算耗散断链能量。该模型适合于从原子力显微镜拉伸试验中收集的单链机械响应数据，以进行验证，并收集对分子物理学的更深入了解。由于它们的分析性质，这种聚合物链模型和相关的断裂框架可以直接在有限元模型中实现，解释多分散弹性体网络中的断裂和疲劳。
2022-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of Stretching Boundary Conditions on Fracture in Phantom Star Polymer Networks: From Volume to Cross-sectional Area Conservation
Nagoya University（名古屋大学）
研究探讨了拉伸边界条件对仿 phantom 星形聚合物网络断裂行为的影响，发现真实应力和破裂特性随边界条件变化而变化，而名义应力则相对稳定。
2025-09-01 cond-mat.soft
Conformation-Mediated Kinetics of Polymer Chain Scission under Tension
University of Oxford（牛津大学）
本文开发了考虑三维构象涨落的统计力学框架，揭示张力下聚合物链断裂的构象介导动力学，为聚合物损伤与断裂的网络尺度模型提供物理输入。
2026-08-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Evolution of Fragments Formed at the Rupture of a Knotted Alkane Molecule
通常的经验告诉我们，结会显著削弱其所连接的聚合物链，这反过来又导致在拉伸载荷下更容易发生链断裂。使用第一性原理分子动力学计算，我们描述了一个单一的打结烷烃分子在其生命的早期阶段链断裂后形成的自由基的动态演化。它们能够重组，形成环状烷烃，并与附近的链段发生异构化现象。一个单一的打结的聚合物链在机械载荷下的断裂，从而预测揭示的现象属于超快光谱的域。
1999-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio
Meso-scale modeling of cohesive cavitation in polymer networks
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；M Company（3M公司）；Cornell University（康奈尔大学）
本文开发结合可拉伸断裂链段与范德华相互作用的离散介观框架，揭示聚合物网络内聚空化的微观起始与宏观演化机制，为弹性体等材料失效研究提供理论支撑。
2026-10-14 cond-mat.soft
Non-monotonic effect of additive particle size on the glass transition in polymers
采用分子动力学模拟研究了添加剂小分子对聚合物熔体结构弛豫的影响。在恒定的外压和固定的分子浓度下，粒径的变化导致聚合物熔体的弛豫动力学的非单调变化。对于非纠缠链，这种效果是合理化的增强的附加粒子动力学的竞争较弱的耦合强度时，减小颗粒尺寸。有趣的是，冷却模拟揭示了一个非单调效应的玻璃化转变温度也纠缠链，其中添加剂对聚合物动力学的影响是更加复杂的。这一观察结果强调了聚合物中的玻璃化转变的单体规模的包装效果的重要性。鉴于这一事实，尺寸自适应热敏核壳胶体将是一个有前途的候选路线，探索这一现象的实验。
2019-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rethinking failure in polymer networks: a probabilistic view on progressive damage
Cornell University（康奈尔大学）；Pasteur Labs（巴斯德实验室）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出一种基于统计力学的模型，用于确定链段上的力分布，并结合倾斜键势能计算键断裂的激活能，从而确定键（和链）失效的概率，应用于聚合物网络的损伤和断裂建模。
2026-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of outer-layer finite-size effects on the rupture kinetics of a thin polymer film embedded in an immiscible matrix
在毛细驱动的流体动力学中，简单地偏离平衡提供了对由此产生的弛豫进行定量建模的机会。这些动力学反过来又提供了对薄膜流体力学的实际和基本方面的见解。在这项工作中，我们描述了一个模型三层脱湿实验阐明固体，无滑移的限制边界上的液体膜在粘性环境中的爆裂的效果。这个实验的灵感来自于一种工业聚合物加工技术--多层共挤出，在这种技术中，成千上万的交替层相互堆叠。当被推到纳米级极限时，发现各个层在比处理时间短的时间尺度上破裂。为了深入了解这个动态问题，我们在这里直接观察上述三层膜的中间层中的空穴的生长速率，其中内膜和固体边界之间的距离可以比其厚度大几个数量级。在其他相同的实验条件下，较薄的膜比较厚的膜破裂得更快。发现这种观察与比例模型一致，该比例模型平衡毛细驱动力和粘性耗散，至关重要的是，在固体基底/粘性环境边界处的无滑移边界条件。特别是，即使对于最薄的中间层，也不需要有限尺寸效应来解释数据。空穴增长的动态捕获的一个单一的主曲线超过四个数量级的无量纲孔半径和时间，并发现同意以及预测，包括解析表达式的耗散。
2018-03-21 cond-mat.soft
Why is the strength of an elastomeric polymer network so low?
Stanford University（斯坦福大学）；Harvard University（哈佛大学）
通过粗粒化分子动力学模拟，揭示聚合物网络因最小最短路径上的少量键依次断裂而导致宏观应力远低于共价键强度的机制。
2026-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Axial forces in capillary liquid bridges of polymer solutions
Department of Mechanical Engineering, University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校机械工程系）
研究聚合物溶液毛细液桥在球形颗粒分离时的轴向力，探讨粘弹性行为对力的影响，发现粘弹性延迟破裂，提供粒子尺度力规律。
2026-04-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-monotonic dependence of the friction coefficient on heterogeneous stiffness
微观尺度下摩擦动力学的复杂性使得难以确定其所有控制参数。实际上，剪切弹性体的实验表明，静摩擦系数取决于加载条件、沿界面的实际接触面积和围压。在这里，我们表明，通过一个简单的局部摩擦法的2D Burridge-Knopoff模型的数值模拟，宏观摩擦系数非单调地依赖于系统的体弹性。发生这种情况是因为弹性常数控制的粘滑动力学过程中的破裂前的几何特征，导致四个不同的有序制度，其特征在于不同的取向的破裂前相对于外部剪切方向。我们合理化这些结果通过一个充满活力的平衡参数。
2015-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal Degradation of Unstrained Single Polymer Chain: Non-linear Effects at Work
本文利用朗之万恒温器进行分子动力学模拟，研究了非谐势耦合下无应变高分子链的热致断裂。两个下阻尼和过阻尼动力学的情况下进行了研究，并与最近的研究模型聚合物与谐波相互作用的键断进行比较。我们发现，聚合物降解之间的惯性制度和重阻尼动力学定性变化。键愈合（重组）的作用也进行了研究，并获得的重组时间和过度拉伸键长的概率分布。我们广泛的模拟揭示了断裂动力学的许多性质，与独立键随机断裂的概念一致，例如，链断裂的平均时间$<τ>$随温度$T$遵循Arrhenius行为，并取决于聚合物中的键数$N$为$<τ> \propto N^{-1}$。相反，沿着聚合物主链的各个键的断裂速率清楚地表明存在自诱导的不均匀性，所述自诱导的不均匀性由热噪声和非线性的相互作用引起。最后，我们研究的碎裂动力学过程中热膨胀。我们证明，无论是碎片大小的概率分布函数，以及在随后的时间$t$的片段的平均长度表征降解主要是一级反应。
2011-03-11 cond-mat.soft
Dewetting of a thin polymer film under shear
本文通过有限差分法求解含毛细力和范德华力的薄液膜方程，研究剪切对超薄聚合物薄膜破裂的影响，揭示了低剪切延迟破裂、高剪切抑制破裂及中间瞬态平衡三种状态，并指出非线性效应在剪切存在时不可忽略。
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Thermal Breakage and Self-Healing of a Polymer Chain under Tensile Stress
本文研究了由Morse势耦合的离散链段组成的束缚高分子链在恒定拉伸应力下的热断裂。在断裂开始时的链动力学分析研究Kramers-Langer多维理论和广泛的分子动力学模拟在1D和3D空间。与一维和三维模拟数据的比较表明，Kramers-Langer理论对{ \em集体}不稳定模式引起的键断过程提供了很好的定性描述。我们推导出断裂概率分布在连续的债券沿链，揭示了链端断裂的影响与理论吻合得很好。单个键的断裂时间分布符合理论预测的指数规律。特别注意的是集中在断裂键的重组（自我修复）。理论推导的复合时间和距离分布的表达式符合MD观测，并表明能垒位置交叉是不是一个很好的标准真正的破裂。结果表明，自愈合键的分数随着温度和摩擦的升高而增加。
2010-02-11 cond-mat.soft
A kinetic model of shear-induced rupture of short dsDNA
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
基于力依赖的成核-拉链路径，建立主方程框架计算短双链DNA在剪切力下的解离速率和过渡态距离，揭示螺旋几何的关键作用，并统一解释不同力区的实验数据。
2026-06-09 cond-mat.soft q-bio.BM q-bio.QM
Polymer chain scission at constant tension - an example of force-induced collective behaviour
利用分子动力学模拟研究了由非简谐键耦合的聚合物链段在外加恒定拉力下的断裂。我们表明，链的平均寿命时间逐渐成为独立的债券的数量作为拉力的增长。后者还影响沿着聚合物主链的各个键的断裂速率，这表明惯性效应在断裂过程中起着重要作用。局部缺陷的作用，温度和摩擦的断裂动力学也检查。
2011-03-26 cond-mat.soft
Spreading the Damage: How Heterogeneity Delocalizes Fracture in Polymer Networks
University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
该研究揭示聚合物网络异质性通过调控预拉伸与链段长度分布，使断裂离域化并提升韧性，推导了断裂活性长度的标度估计式。
2026-10-14 cond-mat.soft
Connecting monotonic and oscillatory motions of the meniscus of a volatile polymer solution to the transport of polymer coils and deposit morphology
我们研究的聚合物沉积图案之间的连接出现以下的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在甲苯中的溶液的蒸发，在溶液中的聚合物线圈的运输，和溶液的弯月面的运动。当改变溶质的分子质量和初始浓度以及温度时，观察到不同的沉积模式，并以形态相图的形式系统地呈现。沉积模式与弯月面运动有一定的相关性。它们随溶液中聚合物线圈的蒸发驱动的对流通量和扩散通量之间的比率而变化。在扩散主导的溶质传输的情况下，溶液通过蒸发单调地使固体基底去湿，支持连续的接触线运动和连续的聚合物沉积。然而，一个对流为主的运输结果在一个振荡棘轮脱湿-润湿运动的接触线与更明显的脱湿阶段。然后，沉积过程是周期性的，并产生条纹图案。的弯月面的振荡运动不同于良好记录的粘滑运动的弯月面，观察到，以及，是由于蒸发和马兰戈尼应力，交替主导沉积过程的相反的影响。
2018-07-09 cond-mat.soft
Non-monotonic hydrodynamic lift force on highly-extended polymers near surfaces
当考虑稀聚合物溶液的流变流动时，聚合物在边界附近所经历的流体动力学升力是已知的关键要素。在这里，我们开发的理论来描述流体动力学升力扩展聚合物流动附近的平坦表面。示出的升力显示出非单调的字符线性增加的距离壁$Z$在近表面政权定义为$Z<L$，与$L$是聚合物的轮廓长度。在高度$Z \sim L$，升力显示最大值，对于$Z>L$，我们恢复了众所周知的远场结果，其中力衰减为$Z^{-2}$。我们的分析理论具有重要的意义，在理解吸附，解吸和耗尽层的高度扩展的对象流。
2011-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Toy Model for the Cycle Rank Dependence of Stretch at Break in Phantom Chain Network Simulations
Nagoya University（名古屋大学）
本文提出一个简单机械模型，解释了链网络破裂伸长率与循环秩密度的关系，通过弹簧系统模拟局部高伸长区域与未伸长网络的刚度差异，推导出伸长率表达式并与仿真数据吻合。
2026-05-10 cond-mat.soft
A non-monotonic constitutive model is not necessary to obtain shear banding phenomena in entangled polymer solutions
在1975年，Doi和Edwards预测缠结的聚合物熔体和溶液可以具有本构不稳定性，其由大于蠕动时间的倒数的剪切速率的减小的应力表示。实验并不支持这一点，更复杂的理论结合了Marrucci（1996）的想法，即通过平流消除约束;这产生了单调增加的应力，从而产生了稳定的本构行为。最近的实验表明，纠缠聚合物溶液可能具有本构不稳定性，并导致一些工作者质疑现有本构模型的有效性。在这封信中，我们使用一个简单的现代本构模型的纠缠聚合物，非拉伸Rolie-Poly模型与溶剂粘度增加，并表明：（1）不稳定性和剪切带是捕捉在这类简单的模型;（2）剪切带现象是可观察到的弱稳定流体的流动几何形状，施加一个充分不均匀的总剪应力;（3）瞬态现象可以具有类似剪切带的不均匀性，即使对于弱稳定流体也是如此。这些结果中有许多是与模型无关的。
2008-12-14 cond-mat.soft
Gas permeation through a polymer network
本文利用蒙特卡罗模拟研究了气体分子在二维聚合物网络中的扩散。聚合物被建模为一个二维正方形晶格的债券上的非相互作用的随机行走，而气体粒子占据的晶格单元。当一个粒子试图跳跃到最近的空单元时，它必须克服一个能量障碍，这个能量障碍由分离两个单元的键上的聚合物链段的数量决定。我们调查的气体电流$J$作为平均段密度$ρ$，聚合物长度$\ell$和概率$q^{m}$跨越$m$段跳跃的函数。而对于固定的$\ell$，$J$随$ρ$单调减小，对于固定的$ρ$和增加的$\ell$，其行为强烈地依赖于$q$。对于较小的非零$q$，$J$似乎随$\ell$缓慢增加。相比之下，对于$q=0$，它由潜在的渗流问题主导，并且可以是非单调的。我们提供启发性的论点，把这些有趣的现象的背景。
2005-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiple character of non-monotonic size-dependence for relaxation dynamics in polymer-particle and binary mixtures
添加增塑剂是降低聚合物中的玻璃化转变温度的众所周知的程序。最近已经表明，这种效应显示出对添加剂分子大小的非单调依赖性[The Journal of化学物理150（2019）024903]。在这项工作中，我们证明，作为添加剂分子的大小是在固定的浓度变化，多个极值出现在系统的弛豫时间的依赖于尺寸比。这种效应发生在所有相关的长度尺度上，包括单单体动力学、劳斯模式的衰减和链的端到端矢量的松弛。一个定性相似的趋势内的模式耦合的理论结果发现一个二元硬球（HS）的混合物。解释的效果，在当地的包装效率和少数和多数物种的动态之间的耦合。
2019-12-10 cond-mat.soft
Fatigue and failure of a polymer chain under tension
保持在温度$T$和固定张力下的聚合物链的断裂对于在恒定外部应变和随机扰动下失效的广泛系统是典型的。过去的研究集中在分析和数值研究的平均崩溃率这样的链。令人惊讶的是，似乎缺乏崩溃率的概率分布函数（PDF）的分析计算。由于罕见的快速坍缩事件可能是重要的，甚至是灾难性的，我们在这里提出了一个理论，这种分布，其尾部的压力快率。我们表明，尾部的PDF是一个幂律与{ \em普遍}指数，理论上确定的。大量的数值验证了所提供的理论。吸取了与同类其他问题有关的经验教训。
2020-07-30 cond-mat.soft
Adams and Olmsted Reply to comment on article "A non-monotonic constitutive model is not necessary to obtain shear banding phenomena in entangled polymer solution" [Phys. Rev. Lett. 102, 067801 (2009), arXiv:0805.0679]
Wang [Phys. Rev. Lett. 103，219801（2009）]使我们的信[物理。102，067801（2009），arXiv：0805.0679]：（1）他推断，“与其标题相反，剪切带仅在存在应力梯度的情况下从单调曲线出现”，并且他指出，在没有应力梯度的几何形状中在阶跃应变之后发现（实验上）非静态松弛。(2)他不同意我们使用的参数值。(3)在最近的一些实验中，流动在阶跃应变停止后是均匀的，并且随后才发展出非静态宏观运动。我们只显示了在停止流动之前发展出不均匀性的阶梯菌株。在本答复中，我们将讨论这些问题。
2009-11-23 cond-mat.soft
Semiflexible polymer enclosed in a 3D compact domain
使用[Rev. E 100，012503（2019）]中开发的随机曲率方法，在每当$3\ell/\ell_ {p}> 1$时的状态下，研究了封闭在体积$V:=\ell^{3}$中的半柔性聚合物的构象状态作为路径的随机实现，其中$\ell_{p}$是持久长度。半柔性聚合物封闭在立方体和球体的情况下被认为是。在这些情况下，我们探讨了Spakowitz-Wang型聚合物的形状转变，其中临界持续长度在均方端到端距离的水平上区分振荡相和单调相。这种形状的转变提供了一个普遍的签名的一个半柔性聚合物的行为限制在一个紧凑的域的证据。
2021-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning the critical solution temperature of polymers by copolymerization
我们通过粗粒Langevin动力学计算机模拟和平均场论研究了统计共聚对一般均聚物上临界溶解温度（CST）的影响。我们的系统的调查表明，CST可以改变单调或非单调的共聚，如在实验研究中观察到的，取决于单体（A-B）的交叉相互作用的非加和性的程度。模拟结果的确认和定性解释相结合的两个组件的弗洛里-德Gennes模型的聚合物崩溃和一个简单的热力学膨胀的方法。我们的研究结果提供了一些基本原理背后的共聚作用，并可能有助于在软材料设计中调整聚合物的CST行为。
2015-10-08 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
Sharing the load: stress redistribution governs fracture of polymer double networks
聚合物双网络的应力响应不仅取决于网络组成的性质，而且还取决于它们之间产生的相互作用。在这里，我们表明，通过粗粒度的模拟，他们的全球应力响应和微观断裂力学的负载共享通过这些网络间的相互作用。通过比较我们的结果与仿射预测，其中应力重新分布的定义是均匀的，我们表明，应力重新分布是高度不均匀的。特别是，仿射预测高估了几乎一个数量级的断链的分数。此外，均匀的应力分布预测一个单一的断裂过程，而在我们的模拟断裂的牺牲链发生在两个步骤由网络内和网络之间的负载共享，分别。因此，我们的研究结果提供了一个详细的微观图片，如何不均匀的应力重分布后，断裂的链支配断裂的聚合物双网络。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistics of rupture in phantom chain network simulations
Nagoya University（名古屋大学）
研究通过更大样本量重新探讨幻影链网络破裂特性的普遍性，对不同官能度和转化率条件下的网络进行模拟，记录相关参数，分析其统计特性，发现与随机熔断模型不同的趋势。
2026-07-07 cond-mat.soft
Elasticity-based polymer sorting in active fluids: A Brownian dynamics study
虽然平衡介质中聚合物链的动力学现在已经很好地理解了，但活性非平衡环境中的聚合物动力学可能非常不同。在这里，我们研究的动态聚合物在粘性介质中含有自推进粒子在两个维度上使用布朗动力学模拟。我们发现，聚合物的质心表现出超扩散运动在短期到中期的时间和运动转向正常的时间长，但大大增强了扩散。有趣的是，长时间扩散率显示出作为链长和刚度的函数的非单调行为。我们分析了聚合物构象和自推进粒子的积累，以及聚合物的定向运动是如何相互关联的。在最大聚合物扩散率的点处，聚合物优先具有由链弹性和由活性颗粒产生的推进力之间的平衡维持的弯曲构象。我们还考虑了双阱势中主动驱动聚合物的势垒穿越动力学。的势垒跨越时间被证明有一个特殊的非单调的依赖关系，相关的扩散率。这种效应可以潜在地用于在\textit{in vitro}实验中从溶液中分选聚合物。
2017-06-22 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
Exact solution for the force-extension relation of a semiflexible polymer under compression
精确解的弹性和热力学性质的蠕虫状链模型阐述的Mathieu函数。从力-伸长关系出发，分析了固支聚合物经典欧拉屈曲不稳定性的涂抹现象。有趣的是，在强压缩力的热波动导致更大的伸长率比弹性杆。定义为力-延伸关系的导数的敏感性在接近临界欧拉屈曲力的力处显示出显著的最大值，随着持续长度的增加。我们还计算了压缩引起的过剩熵和热容，发现它们随载荷非单调变化。这些发现得到了伪布朗模拟的证实。
2017-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of polymer-pore interactions on translocation
我们调查的影响，聚合物孔相互作用的易位动力学使用Langevin动力学模拟。吸引相互作用可以大大提高易位概率。同时，对于弱吸引力，它也缓慢地增加了易位时间，而对于强吸引力，观察到指数依赖性。当驱动力和链长固定时，随着吸引力的增加，易位时间的直方图从高斯分布向长尾分布过渡。在较弱的驱动力和较强的吸引力作用下，迁移时间和在孔中的停留时间均随链长的变化呈现非单调的变化规律。我们的模拟结果与最近的实验数据吻合得很好。
2007-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intramolecular Form Factor in Dense Polymer Systems: Systematic Deviations from the Debye formula
本文从理论和数值计算两个方面讨论了高分子体系中分子内形状因子$F(q)$。根据Flory的理想假设，熔体中的链采用高斯构型，其形状因子由德拜公式给出。在惊人的差异，我们得到了显着的（高达20%）非单调的偏差，可以追溯到不可压缩的致密的聚合物溶液超出了当地的规模。Kratky图（$q^2F(q)$ { \it与}波矢量$q$）在中间$q$范围内没有表现出高斯链预期的平台。相反，根据校正$δ(F^{-1}(q)) = q^3/32ρ$发现显著降低，该校正仅取决于溶液的浓度$ρ$，而不取决于持续长度或相互作用强度。
2007-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Composition Heterogeneity Induced Crystallization in Double Crystalline Binary Polymer Blends
聚合物共混物由于其可通过改变构成组分及其相对组成来调节性质而为各种潜在应用提供了令人兴奋的材料。我们的模拟结果揭示了相行为和结晶特性与系统中A-和B-聚合物的相对组成之间的内在关系。我们报告模拟结果的非等温和等温结晶与弱和强偏析强度，以阐明组成依赖的结晶行为。随着低熔点B-聚合物组成的增加，宏观相分离和结晶温度非单调地变化，这归因于两种聚合物的扩散系数随B-聚合物组成的增加而变化。然而，在弱偏析强度下，在足够高的B-聚合物组成下，A-聚合物产生相对较厚的晶体，这归因于B-聚合物表现出的稀释效应。当B-聚合物组成足够高时，它像溶剂一样起作用，而A-聚合物结晶。在这种情况下，A-聚合物链段变得更易移动并且不易结晶。因此，A-聚合物在相对低的温度下结晶，形成较厚的晶体。在较强的分离强度下，稀释效应伴随着较强的A-B排斥作用，表现为均方回转半径随B-聚合物组成的增加呈现非单调变化趋势。等温结晶揭示了组成和结晶行为之间的强关系。两步（即，连续结晶）比一步结晶（即，同时结晶）。
2016-10-12 cond-mat.soft
Driven translocation of a semiflexible polymer through a conical channel in the presence of attractive surface interactions
我们研究了一个半柔性聚合物通过一个圆锥形通道与吸引力的表面相互作用和驱动力，在空间上变化的通道内的易位。使用的柔性聚合物的易位动力学通过一个扩展的通道作为控制的结果，我们首先表明，通道的不对称形状引起的非单调功能的总易位时间作为一个函数的通道的顶角。通道内单个单体珠粒的等待时间分布显示出强烈依赖于驱动力和表面相互作用的独特功能。聚合物刚度导致通道的所有角度的更长的移位时间。此外，作为通道角度的函数的移位时间的非单调特征随着聚合物变得更硬而显著改变，这反映在等待时间分布的变化特征中。我们构建了一个自由能描述的系统将熵和精力充沛的贡献，在低力制度来解释模拟结果。
2022-11-14 cond-mat.soft
Influence of Dispersity on the Relaxation of Entangled Polymers from Molecular Dynamics Simulations
本文利用非平衡分子动力学模拟，揭示分散度对中等缠结聚合物熔体在高应变速率变形及流动停止后各向异性应力与构象松弛的复杂调控机制。
2025-07-28 cond-mat.soft
Transient shear banding in entangled polymers: a study using the Rolie-Poly model
空间不均匀的剪切流发生在缠结的聚合物溶液，无论是作为稳态剪切带和瞬态后，一个大的步骤应变或在启动到一个稳定的均匀的剪切速率。稳态剪切带是总剪切应力和施加的剪切速率之间具有非单调本构关系的模型的标志，但瞬态条带有时在稳态下不剪切带的流体中看到。我们使用扩散Rolie-Poly模型在牛顿溶剂中模拟这种行为，其本构行为可以是单调或非单调的，取决于对流约束释放（CCR）的程度。我们研究单调本构行为。线性稳定性分析的启动到足够高的剪切速率表明，空间波动是不稳定的，在早期。这种不稳定性和（随时间变化的）本构曲线的负斜率之间存在很强的相关性。如果最不稳定特征值的时间积分足够大，则系统会出现瞬态剪切带，随后在稳态时消失。我们如何扰动，由于波动或不均匀的应力，可以触发这种不稳定性。这种瞬态行为与最近在纠缠聚合物溶液中的观察结果相似
2011-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Geometric Criterion for the Optimal Spreading of Active Polymers in Porous Media
我们进行布朗动力学模拟的活性刚性聚合物经历运行反向动力学，所以模仿细菌游泳，在多孔介质中。根据\emph{Escherichia coli}的最新实验，聚合物动力学的特征在于通过孔的定向跳跃运动中断的捕获相。我们发现，运行反向代理的有效平移扩散系数可以提高到两个数量级，相比他们的非反向同行，并表现出非单调行为的反转率的函数，我们合理化使用粗粒度模型。此外，我们发现了一个几何标准的最佳传播，出现时，他们的运行长度是可比的最长的直线路径在多孔介质中。更重要的是，我们的标准统一了具有不同孔径和形状的多孔介质的结果，从而为密集包装的生物和环境设置中微生物和货物载体的最佳运输提供了基本原则。
2021-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The coil-globule transition of confined polymers
我们研究长的聚合物链在一个不良的溶剂，局限于两个平行的硬壁之间的空间。这些壁在能量上是中性的，并且仅构成改变线圈-小球（或“$θ$ -”）转变的性质的几何约束。我们发现，$θ$的温度单调增加的宽度$D$之间的墙壁，在最近的索赔文献。在更广泛的背景下，这个问题可以被看作是一个三维交叉在一个$ϕ^4$模型的三临界点。我们大致验证了预期的这种现象的主要标度特性，但我们也发现一些意想不到的很长的瞬态之前的渐近标度区域达到。特别地，我们发现，即使对于极长的链，$R$也比$N^{1/2}$增加得慢，而不是期望的恰好在（$D$依赖的）θ点处的$R\sim N^{4/7}$缩放。
2005-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Non-monotonous crossover between capillary condensation and interface localisation/delocalisation transition in binary polymer blends
在自洽的场论中，我们研究了一个对称的二元AB聚合物共混物被限制在一个薄膜中的相行为。膜表面通过短程电位与单体相互作用。一个表面吸引A组分，相应的半无限系统表现出一级润湿转变。相反的表面的表面相互作用是不同的，以研究交叉从毛细凝聚对称表面场的接口本地化/离域过渡反对称表面场。在前一种情况下，相图具有接近本体临界点的单一临界点。在后一种情况下，相图显示出两个临界点，对应于半无限系统的预润湿临界点。这些性质不同的限制行为之间的交叉逐渐发生，然而，临界温度和临界成分表现出非单调依赖于表面场。
2000-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the size and shape of excluded volume polymers confined between parallel plates
最近的一些实验提供了详细的观察纳米到微米尺寸的限制下的长DNA链的配置。因此，我们重新审视的问题，排除体积聚合物链之间的两个平行板与不同的板分离。我们表明，非单调行为的链的整体大小作为板分离的函数，在计算机模拟和复制早期的理论，已经可以预测的缩放参数的基础上。然而，行为的大小在平行于板，在最近的实验中观察到的量的平面中，被预测为单调的，与实验结果相反。我们分析了这个问题的深度与平均场的方法，将受限的聚合物映射到各向异性的高斯链，这使得聚合物的大小被分别确定在受限和无限制的方向。该理论允许的分析建设之间的小板分离德Gennes政权和大板分离弗洛里政权的顺利交叉。计算结果与Langevin动力学模拟结果吻合较好，证实了标度理论的预言。
2010-06-27 cond-mat.soft
Viscoelastic properties of ring-linear DNA blends exhibit non-monotonic dependence on blend composition
缠结环聚合物，以及环和线性聚合物的共混物，由于文献中相互矛盾的实验结果以及难以生产没有线性污染物的缠结合成环，继续成为人们极大兴趣和争论的话题。在这里，我们创建混合解决方案的纠缠环和线性DNA与不同质量分数的线性DNA。我们使用光镊显微流变学来测量这些共混物的线性和非线性粘弹性响应。我们的测量揭示了一个强大的非单调线性粘弹性线性DNA分数的依赖性，具有显着的最大值时，环和线性链的质量分数是可比的，暗示普遍线程环的线性链。我们观察到一个类似的非单调性的非线性政权，然而，一个相对较高的分数的线性链（0.5-0.7）所需的电阻力的大幅增加和放缓的松弛动力学出现。这种非线性响应似乎也是速率相关的，我们认为这是由力引起的去螺纹环在高应变率。我们的研究结果填补了一个长期存在的知识空白，关于环状线性聚合物共混物的微观流变学和非线性响应。此外，环-线性共混物表现出的独特的强机械响应，以及通过改变共混物组成来微调这些共混物的能力，提供了新的材料设计原理。
2020-03-31 cond-mat.soft
Ribbon polymers in poor solvents: layering transitions in annular and tubular condensates
我们研究了浸在贫溶剂中的带状或梯形聚合物的结构。各向异性的弯曲刚度加上表面张力导致带状聚合物在不良溶剂中自发形成高度各向异性的缩合物。与普通的柔性聚合物不同，这些缩合物经历了许多不同的分层转变，作为链长或溶剂质量的函数，并且缩合物的大小成为链长的非单调函数。我们表明，在一般情况下，这些凝聚的波动是小的，这些凝聚是稳定的。
2008-11-05 cond-mat.soft
Non-monotonic fluctuation spectra of membranes pinned or tethered discretely to a substrate
本文计算了由系链阵列与固体支撑简谐耦合的流体膜的热涨落谱。对于强系链，该光谱表现出非单调的各向异性行为，在约两倍系链距离的波长处具有相对最大值。对均方根位移进行评估，以估计典型的膜位移。可能的应用包括柱支撑或聚合物系留膜。
2005-09-26 cond-mat.soft
Study of Active Brownian Particle Diffusion in Polymer Solutions
采用Langevin动力学方法研究了活性布朗粒子在聚合物溶液中的扩散行为。我们发现，长时间的扩散系数$D$可以显示出非单调的依赖于颗粒尺寸$R$，如果主动力$F_{a}$是足够大的，其中一个较大的颗粒将扩散速度比一个较小的，这是相当违反直觉的。通过分析的短时间动态相比，被动的，我们发现，这种非平凡的依赖性的结果从ABP的持久性运动和长度尺度依赖的有效粘度的颗粒在聚合物溶液中经历的竞争。\textcolor{black}{We have also introduced an effective viscosity $η_{\text{eff}}$ experienced by the ABP phenomenologically. Such an active $η_{\text{eff}}$ is found to be larger than a passive one and strongly depends on $R$ and $F_{a}$} \textcolor{magenta}{.}另外，我们还发现在固定的$R$下，$D$对推进力$F_{a}$的依赖关系呈现出良好的标度形式，标度因子随$R$的变化而非单调变化。结果表明，活性相对纳米粒子在复杂溶液中的扩散起着相当微妙的作用。
2018-01-10 cond-mat.soft
Hysteretic behavior of a polymer molecule immersed in an incompatible melt
已知浸入低分子量溶剂中的聚合物链的回转半径随溶剂质量单调变化。在这里，我们考虑的行为链浸入高分子量溶剂（聚合物熔体）。不出所料，我们发现，随着链与聚合物熔体之间的不相容性增加，链的两种极限构象是理想无规卷曲（R = aN^1/2）和致密小球（R = aN^1/3）。然而，我们发现，在这两个限制的回转半径的链提出了一个滞后行为。
2000-12-07 cond-mat.soft
Unusual swelling of a polymer in a bacterial bath
单聚合物链在热溶剂中的平衡结构和动力学现在已经用标度律很好地理解了。在这里，我们考虑在细菌浴中的聚合物，即在由引起非平衡波动的活性颗粒组成的溶剂中。使用计算机模拟的自避免的聚合物链在两个维度上，这是暴露在一个稀释浴的活性粒子，我们表明，弗洛里标度指数是不受浴活动提供链是很长的。相反，对于较短的链，侵入链的细菌之间存在非平凡的偶联，这可能以非普遍的方式使链扩张和扩展。作为分子量的函数，溶胀首先比Flory指数所描述的更快地缩放，然后达到不寻常的平台状行为，最后观察到与通用Flory行为的交叉。作为细菌活性的函数，链端到端距离表现出明显的非单调性。此外，链的质心的均方位移在中间时间显示出由活性溶剂诱导的弹道行为。我们的预测是可验证的二维细菌悬浮液和胶体模型链暴露于人工胶体microswimmer。
2014-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Semiflexible Ring Polymers on Active Motor Beds: Nonequilibrium Dynamics and Conformations
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究所穆扎法尔加尔分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础研究院海得拉巴分院）
通过粗粒化朗之万模拟，研究半柔性环状聚合物在活性马达基底上的非平衡动力学，揭示活性、持续性和刚度依赖的旋转与构象行为。
2026-06-09 cond-mat.soft
Biopolymer filtration in corrugated nanochannels
我们研究压力驱动的非平衡运输的线性，圆形和星形聚合物通过一个纳米通道包含一个矩形坑与充分的流体动力学相互作用和热波动。我们证明，与足够小的压力差，有轮廓长度依赖熵捕获的聚合物在坑坑时，坑和聚合物的大小是兼容的。这是由于流动和链松弛之间的竞争，在坑中，这导致了一个非单调的依赖性的聚合物的流动性对它的大小，并应有助于在纳米过滤装置的设计的基础上的聚合物的大小和形状。
2014-02-24 cond-mat.soft
Dynamics of a spherical self-propelled tracer in a polymeric medium: interplay of self-propulsion, stickiness, and crowding
我们采用计算机模拟研究的动态自推进的球形示踪粒子在粘弹性介质中，由一个长的聚合物链。在这里，粘弹性，粘性和活动（自推进）之间的相互作用带来了额外的复杂性示踪剂动力学。模拟结果表明，随着示踪粒子与聚合物微球的粘附力的增加，示踪粒子的动力学随其粘附在聚合物微球上而减慢，并随其移动，但随着自推进速度的增加，动力学增强.在增加粘性以及活性的情况下，非高斯参数（NGP）表现出非单调行为，这也显示在van-Hove函数的重新缩放的自身部分中。由于增强的结合事件和示踪剂随着链的粘性增加的粘性运动，导致非高斯性。另一方面，随着活性的增加，最初非高斯性随着示踪剂移动通过非均相聚合物环境而增加，但对于更高的活性，逃逸导致负NGP。粘性越大，被动示踪粒子的捕获时间分布越宽，并且有较长的拖尾。另一方面，对于给定的粘性，随着自推进力的增加，其变得更窄并且具有短的尾部。我们相信，我们目前的模拟研究将有助于阐明在粘弹性介质中的活动驱动探头的复杂运动。
2022-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force-induced desorption of a linear polymer chain adsorbed on an attractive surface
我们考虑一个模型的自我避免行走的晶格上的网站上的排斥和吸引力的行走访问的每个顶点上的表面上研究力诱导的解吸吸附在一个有吸引力的表面上的线性聚合物链，并使用精确计数技术分析如何脱附的临界力$f_c(T)$取决于温度。曲线$f_c(T)$给出了分离吸附相与解吸相的边界。我们的结果表明，在二维的表面是一条线的力$f_c(T)$单调增加，随着温度的降低，并成为几乎恒定在非常低的温度。在三维的情况下，我们，然而，发现再入，即。e.随着温度降低，$f_c(T)$经历最大值。通过计算施加外力时从顶点表面起的高度的概率分布，研究了聚合物链在不同温度和力值下的行为。
2004-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
