Polymer translocation out of confined environments
我们认为，动力学的聚合物易位出密闭环境。分析缩放参数导致预测，移位时间缩放如$τ\sim N^{β+ν_{2D}}R^{1+(1-ν_{2D})/ν}$，用于移位出具有分离$R$的两个壁之间的平面限制进入3D环境，以及$τ\sim N^{β+1}R$，用于移位出具有分离$R$的两个条带进入2D环境。这里，$N$是链长，$ν$和$ν_{2D}$是3D和2D中的Flory指数，$β$是具有$N$的移位速度的标度指数，其用于当前参数选择的值是基于Langevin动力学模拟的$β\approx 0.8$。这些标度指数改进了早期的预测。
2009-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confined crowded polymers near attractive surfaces
我们目前的结果从分子动力学模拟的球形局限的中性聚合物在拥挤剂的存在下，研究聚合物的形状和构象作为一个功能的限制潜力，溶剂的质量和密度的拥挤。在良好的溶剂条件下的聚合物的构象在很大程度上是独立的拥挤密度，即使当聚合物被强烈限制。然而，对于不良溶剂和有吸引力的墙壁，聚合物显示出一个吸附的扩展状态之间的过渡到一个球状构象的表面上作为拥挤的颗粒密度的函数。这种状态不同于在没有任何壁相互作用的情况下解吸的球状构象和在低的吸引力的壁相互作用值的吸附球状构象。我们重新审视了早期的理解，在弯曲的，有吸引力的表面上的限制聚合物的吸附在这些结果的光。
2019-12-09 cond-mat.soft
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
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
Efficient equilibration of confined and free-standing films of highly entangled polymer melts
含有高度缠结的长链聚合物熔体在限制或自由表面的平衡是一个挑战的计算机模拟。我们首先研究聚合物熔体的基础上的软球粗粒模型限制在两个壁之间的周期性边界条件，在两个方向上平行的墙壁。然后，我们应用反向映射重新插入底层珠弹簧模型的微观细节。通过调节壁面势的强度，即使在壁面附近，处于平衡状态的受限聚合物熔体的单体密度也保持在体密度。在一个弱的限制制度，我们观察到相同的构象性质的链在散装熔体表明，我们的限制聚合物熔体已达到其平衡状态。我们的方法提供了一种有效的方法来平衡具有不同厚度的大聚合物膜，并且不限于特定的底层微观模型。在垂直于壁的方向上关闭壁电势，使得能够研究独立的高度缠结的聚合物膜或具有一个支撑基底的聚合物膜。
2020-09-18 cond-mat.soft
Polymer chains in confined spaces and flow-injection problems: some remarks
我们重新审视的经典问题的行为的一个孤立的线性聚合物链在有限的空间，介绍了两种不同的限制制度（{ \it弱}和{ \it强}限制制度，分别）之间的区别。然后，我们讨论了最近的一些实验结果有关的分区个别聚合物到蛋白质孔。我们还将我们的研究推广到支化聚合物的情况下，并研究这些对象到纳米级孔，其中强约束制度起着重要作用的流动注射性能。
2005-06-30 cond-mat.soft
A slow process in confined polymer melts: layer exchange dynamics at a polymer solid interface
采用分子动力学模拟的化学现实模型之间的石墨壁，我们表明，接近壁层之间的质量交换是一个缓慢的过程中已经在熔融状态的1，4-聚丁二烯。对于受限聚合物的玻璃化转变，由于堆积效应和分子内旋转障碍，该过程与减慢竞争。
2010-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Confined chiral polymer nematics: ordering and spontaneous condensation
我们研究了球形外壳内的长限制性手性聚合物的缩合，模仿病毒衣壳内的DNA缩合。Landau-de Gennes的凝聚自由能{ \sl Angles}适用于凝聚聚合物，使我们能够详细研究凝聚过程，在不同的边界条件下，在封闭的墙壁，模拟排斥和吸引的聚合物表面相互作用。增加的手性，我们观察到的环形冷凝物转化成一个封闭的表面，增加属，类似于在低温显微镜的噬菌体中观察到的有序结构域的形成。
2012-10-11 cond-mat.soft
Separation of Geometrical and Topological Entanglement in Confined Polymers Driven Out-Of-Equilibrium
我们使用布朗动力学模拟和先进的拓扑分析方法来表征的非平衡演化的自纠缠在线性聚合物局限于纳米通道和周期性压缩。我们区分两种主要形式的纠缠，几何和拓扑。后者通过在链末端的适当桥接之后检测到的物理结的（基本）交叉的数目来测量。相反，前者被测量为当在所有投影下观察时线性链出现交叉自身的平均次数，并且与物理打结状态无关。我们工作的关键发现是，这两种形式的纠缠是解耦的，并以不同的动力学演化。虽然几何纠缠通常与压缩-伸长循环同相，并且主要对其力f敏感，但拓扑度量对循环调制轻度敏感，但强烈依赖于压缩力f和持续时间k。这些发现可以帮助解释使用荧光分子示踪剂跟踪聚合物中的物理结的实验。此外，我们确定在实验可控的参数空间中，以获得更多/更少的拓扑和几何纠缠的最佳区域，这可能有助于设计具有目标拓扑结构的聚合物。
2020-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Knotting of random ring polymers in confined spaces
随机模拟被用来表征打结分布的无规环聚合物被限制在各种半径的球体。该方法是基于使用多个马尔可夫链和重新加权技术，结合有效的策略，简化环构象的几何复杂性，而不改变其结类型。通过这些手段，我们扩展了以前的研究和详细描述的概率如何形成一个给定的素数或复合结的行为在环段的数量，$N$，和限制半径，$R$。对于$ 50 \le N \le 450 $，我们表明，形成一个复合结的概率显着上升的限制，而素结的发生概率，在一般情况下，1/R的非单调函数。其他几何指标，如扭曲和手性，在$R$和$N$方面的依赖性也被表征。结果表明，随着约束球的变窄，蠕动分布变宽。
2005-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chain extension of a confined polymer in steady shear flow
微流体和纳米流体装置对生物过程研究的日益重要性突出了更好地理解限制如何影响聚合物在流动中的行为的需要。在本文中，我们探讨了这个问题的一个方面，通过计算的稳态延伸的长聚合物链在一个狭窄的毛细管在简单剪切的存在。的Rouse-Zimm方法链动力学的框架内进行的计算，使用一个变种的非线性弹性模型，以执行有限的可扩展性。在假设的唯一效果的限制表面是修改预平均的流体动力学相互作用，我们发现，计算的分数链延伸x是相当小的比它的值在散装。此外，x随无量纲剪切速率（Weissenberg数，Wi）的变化与来自非吸附玻璃表面附近的λ-噬菌体DNA的流动诱导拉伸的实验的数据具有良好的定性一致性。
2012-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous Unknotting of a Polymer Confined in a Nanochannel
我们研究了一个半柔性聚合物中的结的动力学，该聚合物被限制在一个宽度与聚合物的持久长度相当的狭窄通道中。使用布朗动力学模拟和粗粒度的随机模型相结合，我们的特点的耦合动力学的结尺寸的变化和结沿聚合物的扩散，最终导致自发解结。我们发现，结在消失之前增长到宏观尺寸。有趣的是，施加到受限聚合物末端的外力加速自发解结。
2008-07-25 cond-mat.soft q-bio.BM
The effect of internal and global modes on the radial distribution function of confined semiflexible polymers
在当代纳米器件中利用由纳米尺度和微米尺度限制对热波动生物聚合物的构象自由度施加的约束来专门拉长和操纵单链。因此，对受限聚合物链的统计构象的透彻的理论理解和量化是聚合物物理学中的一个中心问题。本文给出了简谐约束半柔性聚合物在弱弯曲极限下径向分布函数的解析计算。特别强调了全球模式的适当处理，即链在通道内执行全球运动的可能性。我们发现，这些全球模式的效果显着影响链统计的情况下，弱和中间限制。将我们的分析模型与蒙特卡罗模拟的数值数据进行比较，我们发现在很宽的参数范围内具有很好的一致性。
2010-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Harmonically confined, semiflexible polymer in a channel: response to a stretching force and spatial distribution of the endpoints
我们考虑一个不可伸展的，半柔性的聚合物或蠕虫状的链，其在横向上被抛物线势所限制，并在末端受到纵向力，使得聚合物被拉伸并且回折可以忽略不计。简单的解析表达式的配分函数，有效的在这个政权中，获得任意长度的链与各种边界条件的结束。还分析了端点的空间分布或径向分布函数。
2011-07-16 cond-mat.soft
Polymer translocation through pores with complex geometries
我们提出了一种方法，通过具有任意指定的几何形状的复合孔结构的聚合物易位的理论研究。通过复合材料的每个组成部分的易位被视为类似于易位坐标在源自孔内的链构型的自由能景观上的扩散。所提出的方法占可能的反向运动的复合材料孔的组成部分之间的界面处的前导链端，在先前的研究中被忽略的可能性。作为我们的方法的一个例子，我们研究了高斯链之间的易位由圆柱形孔连接的两个球形隔室，并由一个复合孔组成的两个连接的圆柱体的不同直径，这是结构上类似的$α$ -溶血素膜通道。我们表明，孔成分之间的反向链运动可能会显着地贡献总易位时间。我们的研究结果进一步确立，易位通过一个两个圆柱体复合孔是更快时，链被引入到孔的顺式（宽）侧的通道，而不是反式（窄）侧。
2008-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Osmotic Pressure of Confined Square Lattice Self-Avoiding Walks
Flory-Huggins理论是一种用于模拟稠密聚合物溶液和聚合物熔体自由能的平均场论。在本文中，我们使用Flory-Huggins理论作为一个模型的密集的二维自避免行走局限于一个正方形的正方形格。该理论很好地描述了自由能的步行，我们估计的Flory相互作用参数的步行是$χ_{saw} = 0.32(1)$。
2018-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the corrections to Strong-Stretching Theory for end-confined, charged polymers in a uniform electric field
利用自洽场论研究了半稀释聚合物体系在带电基团和反离子存在下的性质。我们研究了一个系统的双链接枝到一个类似的，以及一个带相反电荷的表面，求解一组鞍点方程，耦合的聚合物配分函数的泊松-玻尔兹曼方程描述的电荷分布在系统中的修改后的扩散方程。这组方程的数值研究，并与以前的研究进行比较。然后，我们考虑的情况下，半稀释，接枝聚合物链的存在下的电荷端基。我们用自洽场和强拉伸理论研究了这个问题。我们推导出修正Milner-Witten-Cates（MWC）理论的弱电荷链，并表明，在不带电的情况下，单体密度偏离预期的抛物线轮廓。相应的修正被证明是由Abel-Volterra积分方程的第二类。我们的理论研究结果的有效性得到证实的预测与数值自洽场论内得到的结果进行比较。
2010-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer translocation into laterally unbounded confined environments
使用Langevin动力学模拟在三维（3D），我们调查的动力学的聚合物易位到两个平行的平面壁之间的区域与分离$R$下的驱动力$F$，分别。与开放环境相比，由于部分易位单体的拥挤效应，易位动力学发生了很大变化。易位时间$τ$最初随着$R$的增加而迅速减小，然后对于较大的$R$饱和，并且受限环境导致$τ$对$F$的非普遍依赖性。
2010-04-12 cond-mat.soft
Phase Behavior in Thin Films of Confined Colloid-Polymer Mixtures
利用自洽场和密度泛函理论，我们首次研究了聚合物接枝的两个软表面之间的胶体/聚合物膜的胶体自组装。随着胶体浓度的增加，薄膜在平面上经历了一系列从无序液态$\to$稀疏方形$\to$六方（或混合方形-六方）$\to$密集方形$\to$圆柱结构的转变，这是聚合物刷的熵弹性与胶体颗粒的空间堆积效应之间的竞争所致.相图显示了不同的层内有序结构的稳定区域，作为胶体浓度的变化和分层过渡的聚合物接枝密度降低。我们的研究结果显示了一种新的控制机制，以稳定有序的薄膜内的结构。
2006-10-21 cond-mat.soft
Equilibrium behaviour of two cavity-confined polymers: Effects of polymer width and system asymmetries
使用纳米流体装置的实验已经证明在表征被限制在小腔中的聚合物的物理性质方面是有效的。最近的两项研究使用这种方法检查了两个DNA分子在盒状腔中的组织和动力学，盒状腔在一个方向上具有强限制，并且在横向平面上具有方形和椭圆形截面。受这些实验的启发，我们采用Monte Carlo和布朗动力学模拟研究的物理行为的两个聚合物局限于小腔的形状与实验中使用的那些。我们量化了以下聚合物性质和限制尺寸对聚合物的组织和动力学的影响：聚合物宽度，聚合物轮廓长度比，腔的横截面积，以及具有矩形和椭圆形截面的腔的腔伸长的程度。我们发现，聚合物偏析的趋势是通过增加聚合物的宽度。对于足够小的腔，增加腔伸长促进相同聚合物沿其长轴向腔的相对侧的分离和定位。自由能势垒控制聚合物交换位置的速率，并且观察到的动力学与简单理论模型的预测大致一致。增加聚合物之间的轮廓长度差异显著影响它们在腔中的组织。在大的线性聚合物与小的环状聚合物共同捕获在椭圆形腔中的情况下，小的聚合物倾向于位于侧向限制壁附近，并且特别是在高度伸长的椭圆的腔极处。
2022-12-28 cond-mat.soft
Filling the void in confined polymer nematics: phase transitions in a minimal model of dsDNA packing
为了了解细菌病毒衣壳内dsDNA基因组的空间填充组织的复杂光谱，我们研究了一个最小的，粗粒度的单链模型，该模型密集地填充到一个有限的球形体积中。我们建立了模型的三个基本要素-i）链端的情况下，ii）平行链排列的趋势和iii）链段的均匀面密度的偏好-到一个聚合物的封闭链的非线性理论。给定的几何约束的问题，我们表明，轴对称填料落入三种拓扑结构之一：同轴线轴;简单的螺线管;和扭曲的螺线管。其中，只有扭转螺线管填充的体积，而不存在线状向错，或空隙，因此一般优选在不可压缩的限制。这个简单的模型的热力学行为的分析揭示了丰富的行为，一个通用的序列的阶段，从空状态的小容器的大小，同轴线轴配置在中间尺寸，最终让位，通过二阶，破环过渡，扭转螺线管结构以上的临界球尺寸。
2011-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Segmental relaxation in semicrystalline polymers: a mean field model for the distribution of relaxation times in confined regimes
考虑了聚合物链段松弛中的约束效应。在热力学模型的基础上，我们讨论了新兴的相关性的快速自由度在刺激慢得多的节段性松弛，作为一种效果的约束在无定形区域的墙壁。在这种情况下，限制是由于存在的结晶域，准泊松分布的局部约束条件推导出作为热力学平衡的结果。这意味着构象重排的平均自由能势垒$ΔF$与$ΔF$周围的势垒高度的色散$δ(ΔF)$具有相同的量级。作为一个例子，我们将结果应用于分析的$α$ -弛豫所观察到的介电宽带光谱在半结晶聚（对苯二甲酸乙二醇酯）冷结晶从各向同性或取向玻璃。结果发现，在后者的情况下，合作重排的区域显着大于前者。
2009-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shapes of Semiflexible Polymers in Confined Spaces
本文研究了半柔性聚合物在正方形盒子中的构象。蒙特卡罗模拟的结果表明，当聚合物的持久长度变得与盒的尺寸相当时，存在形状转变。引入一个序参量来量化这种行为。一个简单的平均场模型被构造来研究形状转变对聚合物的有效持续长度的影响。
2007-12-11 astro-ph cond-mat.soft physics.bio-ph
Finite-size scaling functions for directed polymers confined between attracting walls
最近，人们计算了有限宽狭缝中通过吸引势与狭缝壁相互作用的定向自回避游动的精确解。步行可以被认为是模型的聚合物诱导的空间稳定和敏化絮凝的胶体分散体。大宽度的渐近导致的相图不同的聚合物附着到，并吸引到，一个单一的墙壁。由此产生的问题是：可以在单壁和两壁情况之间插值吗？本文考虑大长大宽同时存在的配分函数的二元渐近性，计算了配分函数的精确标度函数。因此，我们发现的缩放功能的聚合物在墙上引起的力。我们发现这些尺度函数是由椭圆θ函数给出的。在相图的某些部分，在单壁和双壁情况之间存在更复杂的交叉，我们阐明了这种情况是如何发生的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.CO
Free energy of self-avoiding polymer chain confined between parallel walls
本文提出通过人工弹性弹簧连接平行壁并测量平均约束力的方法，计算受限自回避聚合物链的自由能，并给出解析表达式以补充理想链经典理论，适用于多种平行壁受限场景。
2025-07-04 cond-mat.soft
Longitudinal Response of Confined Semiflexible Polymers
已知单个半柔性聚合物对外部施加的力的突然变化的纵向响应由主链张力的传播和松弛控制。在许多实验情况下，例如，在纳米流体装置或聚合物网络或溶液中，这些聚合物被有效地限制在通道或管状几何形状中。通过启发式的标度律和严格的分析理论，我们分析了各种通用的实验装置的限制半柔性聚合物的拉伸动力学。结果表明，与众所周知的线性响应相反，约束对非线性动力学的影响在很大程度上可以描述为有效预应力的影响。我们还研究了初始受限链的自由弛豫，发现了一个令人惊讶的超线性t^（9/8）增长规律的变化，在短时间内的端到端的距离。
2010-09-12 cond-mat.soft q-bio.BM
The effect of confinement and stiffness on the conformational change of a semiflexible homopolymer chain
我们分析了一个无限长（和有限）的线性半柔性均聚物链之间的两个几何约束（A和B）在良好的溶剂条件下的二维限制的性质。约束是阶梯形的不可穿透的线。用完全有向自回避行走的格点模型列出了受限链行走的信息，用精确计数技术讨论了受限链构象的正则系综，讨论了链的平衡统计.我们得到的概率聚合的限制灵活的链段的一端（聚合物列车）或两端的限制链躺在阶梯形的约束（聚合物桥和弧）。我们还用巨正则系综理论计算了约束对链的约束力和链对几何约束的约束力，并讨论了约束力变化的性质。
2016-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Occupation times of random walks in confined geometries: From random trap model to diffusion limited reactions
我们考虑一个随机游走在有限的几何形状，从一个网站，并最终达到一个目标网站。我们计算分析的分布在第三个网站上的占领时间，到达目标网站之前。所得到的分布是精确的，并完全明确的情况下或parallepipedic限制域。我们讨论了这些结果在两个不同领域的意义：随机陷阱模型的平均首次通过时间是在大于1的维数下计算的，并且显示出与源和靶位置的非平凡依赖性;还明确计算了在被另一个不完美中心捕获之前与给定不完美中心反应的概率，揭示了几何和化学参数的复杂依赖性。
2008-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Segregation of Polymers in Confined Spaces
我们研究了两个重叠聚合物在一个狭窄的二维盒子中的自回避运动。使用斑点自由能参数的统计模型。我们发现自发分离的条件下：$L > R_{//}$，和混合下的$L < R_{//}$，其中L是盒子的长度，和$R_{//}$聚合物在一个无限的狭缝延伸。通过求解平均首次通过时间问题和进行蒙特卡罗模拟来确定分离时间尺度。两种方法的预测结果吻合较好。我们的研究结果可能阐明了细菌染色体分离的驱动力。
2009-08-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
Confined polymer nematics: order and packing in a nematic drop
我们研究了硬球内的聚乙烯聚合物的紧密堆积。我们模型的聚合物{ \sl通过}的连续弗兰克弹性自由能增加了一个简单的密度依赖的部分，以及通过适当照顾的连接的聚合物链时，与简单的向列相比较。自由能{ \sl anisotropy}能够描述样品内各向同性聚合物溶液和聚合物非晶相之间的取向有序转变。我们数值求解欧拉-拉格朗日方程与适当的边界条件的导演和密度场和调查的方向和密度分布在一个球体。解的两个重要参数是聚合物链的起始和末端的精确位置。取决于它们的空间分布和硬球外壳的实际尺寸，我们可以得到过多的表现出不同缺陷几何形状的链的各种配置。
2010-05-04 cond-mat.soft
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
Effect of excluded volume interactions on the interfacial properties of colloid-polymer mixtures
本文采用巨正则蒙特卡罗模拟对胶体-聚合物混合物的平衡相图和界面性质进行了数值研究。胶体颗粒被视为硬球，而聚合物链被描述为软排斥球。聚合物-聚合物、胶体-聚合物和壁-聚合物相互作用通过由Bolhuis和Louis导出的密度依赖性势来描述[Macromolecules，35（2002），第1860页]。我们将我们的结果与Asakura-Oosawa-Vrij模型进行了比较，该模型将聚合物视为理想颗粒。我们发现，驱动分层过渡所需的聚合物的数量是较大的相互作用的聚合物，气液界面张力较小。当系统被限制在两个平行的硬板之间时，我们发现毛细冷凝。与AOV模型相比，我们发现聚合物之间的排斥体积相互作用抑制了毛细凝聚。为了诱导毛细冷凝，与理想聚合物相比，需要更小的不饱和度和更小的板分离。
2007-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Free energy of a folded semiflexible polymer confined to a nanochannel of various geometries
利用蒙特卡罗模拟研究了长通道内折叠半柔性聚合物的构象性质。我们测量构象自由能相对于聚合物的端到端距离的变化，并从这些功能中，我们提取的发夹折叠的自由能，以及所产生的熵力沿通道重叠的聚合物的部分之间的相互作用。我们考虑缩放的自由能相对于不同的持久性长度的聚合物，以及在圆柱形，矩形和三角形通道的限制的通道尺寸。我们专注于聚合物的行为在经典的Odijk和回折Odijk制度。我们发现熵力的缩放接近预测的缩放参数，在第二维里水平上处理偏转段之间的相互作用。此外，测得的发夹折叠自由能是一致的，直接从最近的圆柱形通道的理论计算。它也是一致的，从测量的聚合物的全球持久性长度在最近的模拟研究中的反折Odijk政权的值。
2018-05-31 cond-mat.soft
Finite-size corrections for confined polymers in the extended de Gennes regime
聚合物在孔道中的延伸的理论结果通常是在无限长的边界条件下得到的。但是实验研究和DNA分子的模拟局限于纳米通道不一定在这个渐近极限。我们计算的跨度和端到端的距离的一个半柔性聚合物的有限长度的扩展德Gennes政权的统计，利用这个事实，即这个问题可以映射到一个一维的弱自避免随机行走。由此获得的结果比较有利的修剪丰富Rosenbluth方法（PERM）模拟的三维离散蠕虫状链模型的DNA限制在纳米通道。我们讨论了实验研究的线性$λ$ -DNA局限于纳米通道在许多实验中使用的高离子强度的影响。
2015-10-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
2-Dimensional Polymers Confined in a Strip
本文用蒙特卡罗模拟研究了二维聚合物单分子受限于一条带的情况。它们被描述为在两个平行硬壁之间的正方形格子上的N步自避免随机游动，距离为1 << D << N^v（v = 3/4是Flory指数）。对于模拟，我们采用修剪丰富Rosenbluth方法（PERM）与马尔可夫预测。我们测量的单体和端点的密度作为从墙壁的距离的函数，链的纵向范围，和施加在墙壁上的力。他们的缩放与D和力和单体密度在壁之间的普遍比例进行比较的理论预测。
2003-12-11 cond-mat.soft
Hairpins in the conformations of a confined polymer
如果一个半柔性的聚合物被限制在一个狭窄的通道里，弯曲180度，这种聚合物就被称为发夹。当发夹结构非常稀少或非常丰富时，受限聚合物的平衡伸长统计是很好理解的。在这里，我们分析的延伸统计在中间的情况下，通过实验与DNA包被的蛋白质RecA，这提高了刚度的DNA分子约一个数量级。我们发现，扩展分布是高度非高斯的，在良好的协议与蒙特卡罗模拟的限制离散蠕虫链。我们开发了一个简单的模型，定性地解释了扩展分布的形式。该模型表明，尾部的分布在短的延伸是由构象与一个发夹。
2018-01-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Macroscopic rotation of active colloids in a colloid-polymer mixture confined inside a spherical cavity
从研究通过分子动力学模拟，我们报告的结果，在活性胶体和被动聚合物的混合物，被限制在一个球形容器内的排斥边界的结构和动力学。这样的系统在生物聚合物的背景中模拟细菌的存在。在完全被动的情况下，所有的相互作用都是以这样一种方式选择的，即在富胶体和富聚合物相之间的平衡共存。在大部分研究中，所选择的成分会产生Janus结构;球体的一侧被胶体占据，其余部分被聚合物占据。这种部分潮湿的情况几乎模仿了完全被动场景中的中性墙。在向胶体引入速度对齐活动之后，富含聚合物的域的形状改变为椭圆体的形状，围绕其长轴，富含胶体的域获得宏观角动量。在稳定状态下，该轴的方向通过扩散而演变，这意味着被动域也被主动粒子设置为运动。
2021-12-01 cond-mat.soft
Investigation of a dilute polymer solution in confined geometries
本文介绍了一个简短的概述的理论，数值和实验工作的临界行为的稀释聚合物溶液的长柔性聚合物链被限制在半无限空间限制的表面或在狭缝几何形状的两个平行的壁具有不同的吸附或排斥性能方面的聚合物，以及在一种或两种不同种类的介观球形胶体颗粒的解决方案。本文讨论了在固定空间维数d=3直到一个圈阶的情况下，大质量场论方法在以下问题中的应用：（a）研究浸入良溶剂中的一端固定在表面，另一端受外力拉伸的真实高分子链的弹性性质;（b）单体密度分布的计算，耗尽相互作用势和耗尽力在浸入受限几何结构中的稀聚合物溶液中产生，如两个平行壁的狭缝，对于聚合物或具有一种或两种不同种类的介观球形胶体颗粒的聚合物-胶体混合物具有不同的吸附或排斥性质。所提出的结果给出了可能性，更好地理解所产生的限制的物理效应的复杂性，并表明在受限的几何形状的线性聚合物链的有趣的和非平凡的行为，并在良好的定性和定量协议与以前的理论研究，DFT，MC模拟和实验数据的基础上的AFM和TIRM的结果。此外，所获得的结果具有重要的实际应用，为更好地了解单个大分子，网络，凝胶和刷层的弹性性能，以及在生产中的应用的可能性，新型的纳米和微机电设备的指示。
2018-01-05 cond-mat.soft
Universal amplitude in density-force relations for polymer chains in confined geometries: Massive field theory approach
分析了宇宙密度-力关系，并利用大质量场论方法，在固定空间维数d=3的情况下，得到了相应的宇宙振幅比$B_{real}$，直至一圈阶。得到了理想链和具有排斥体积相互作用的实际高分子链在良溶剂中两个平行排斥壁、一个排斥壁和一个惰性壁之间的层内单体密度分布。此外，考虑Derjaguin近似，计算了半无限空间中含有大半径介观球形粒子的聚合物稀溶液的层间单体密度分布。最后提到的情况进行了分析的两种情况下，当壁和颗粒是排斥性的和排斥性的壁和惰性粒子的混合情况。所得结果与以前的理论结果和蒙特卡罗模拟的结果符合得很好。
2010-12-07 cond-mat.soft
Colloid-Polymer Mixtures Confined Between Asymmetric Walls: Simulation Evidence for an Interface Localization Transition
用巨正则蒙特卡罗模拟研究了窄缝孔中Asakura-Oosawa（AO）模型描述的胶体-聚合物混合物的相分离。虽然一个壁对于两个颗粒都是硬壁，但在另一个壁处，仅对胶体作用有额外的排斥势。改变这种潜力的强度，从毛细凝聚的界面局部化过渡的交叉被发现。后者发生的条件下，在散装几乎完全相分离已经发生。
2006-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamics of a polymer chain confined in a membrane
我们提出了一个布朗动力学理论与全流体动力学（斯托克斯动力学）的高斯高分子链嵌入在液体膜，其中所包围的散装溶剂和墙壁。的迁移率张量推导出在傅立叶空间中的两个几何形状，即，一个自由的膜嵌入在一个散装流体，和膜夹在两个壁。在预平均近似，一个新的表达式的聚合物的扩散系数得到的自由膜的几何形状。我们还进行了Rouse正常模式分析，以获得弛豫时间和动力学结构因子。对于大的聚合物尺寸，这两个量显示齐姆样的行为在自由膜的情况下，而它们是Rouse样的夹层膜的几何形状。我们使用标度参数来讨论排除体积相互作用对聚合物弛豫时间的影响。
2011-04-01 cond-mat.soft
Monomer distributions and intra-chain collisions of a polymer confined to a channel
本文通过计算自回避聚合物单体的横截面位置分布，研究了自回避聚合物在通道中的构象。通过蒙特卡罗模拟的自回避，自由连接的链，我们确定如何为一个给定的单体的横截面分布取决于它在聚合物中的位置，以及如何强烈地影响这种分布的自回避。为此，我们分析了单体之间的链内碰撞的频率如何取决于它们在通道中的空间位置和它们在聚合物内的位置。我们发现，大多数碰撞发生在紧密相邻的单体之间。因此，碰撞概率仅微弱地依赖于单体的空间位置。我们的结果解释了为什么自回避对单体分布的影响比平均场论预测的要弱。我们讨论了我们的研究结果在纳米流体通道中的DNA构象的相关性。
2013-03-12 cond-mat.soft
Fractional Brownian motion and generalized Langevin equation motion in confined geometries
基于在活细胞中观察到的生物分子的亚扩散运动，我们研究了一个非布朗粒子的随机性质，该粒子的运动受分数布朗运动或分数朗之万方程的支配，并被限制在一个有限的区域内.我们通过分析计算和模拟研究了时间平均观测量（例如，时间平均均方位移和位移相关性）受到空间限制和维数的影响。特别是，我们研究了弱遍历性的程度，打破和分散不同的单一轨迹之间的subdiffusive域中的这种受限运动。总的趋势是，从遍历性的偏差减少的运动体积的大小，并与增加的维数。我们定义了位移相关函数，发现该量对分数阶布朗运动、分数阶朗之万方程和连续时间次扩散具有明显的特征，从而为基于单粒子轨迹数据区分这些不同的过程提供了一种有效的手段.
2010-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Phase Behaviors of A Polymer Solution Confined between Two Concentric Cylinders
本文从理论上研究了聚合物溶液在两个同轴圆柱壁之间的相行为。对于中性内柱的情形，由于系统中自由维数的存在，通过高斯涨落理论导出的旋节点与约束无关。动力学分析表明，波动模式总是有一个沿轴向的平面波分量，这可能导致一个类似的浓度模式的形成。另一方面，利用自洽平均场论（SCMFT）得到了体系的平衡结构，并通过改变内圆柱壁的性质观察到了“润湿”现象与相分离之间的相互作用。
2009-09-22 cond-mat.soft
Ring polymers in confined geometries
研究了理想环聚合物和具有排斥体积相互作用（EVI）的环聚合物在良溶剂中的稀溶液，该稀溶液被限制在两个平行排斥壁的狭缝几何形状和大尺寸胶体颗粒的溶液中.考虑到在极限$n\to 0$中的场论$ϕ^4$ $O(n)$ -矢量模型和长柔性聚合物在良溶剂中的行为之间的对应关系，在固定空间维数$d$ =3直到一圈阶的大规模场论方法的框架下，得到了相应的耗尽力和施加幻影理想环聚合物和具有EVI的环聚合物在壁上的力。此外，在考虑Derjaguin近似的情况下，计算了大胶体颗粒与壁面之间以及两个大胶体颗粒情况下的损耗力。所得到的结果表明，幻影理想的环聚合物和环聚合物与EVI由于链拓扑结构的复杂性和熵的原因表现出完全不同的行为相比，线性聚合物在有限的几何形状。
2017-01-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Diffusion and binding of finite-size particles in confined geometries
描述粒子在拥挤、封闭的环境中的扩散，是生物学和技术上的一个重要课题。在约束尺寸变得与粒子尺寸相当的条件下，粒子之间的空间相互作用以及粒子-壁相互作用将在确定输运性质中起关键作用。为了阐明这些相互作用对颗粒传输的影响，我们考虑了有限尺寸颗粒在其直径与颗粒尺寸相当的通道内的扩散和结合。使用该过程的简单晶格模型，我们计算了通道中束缚粒子和自由粒子的稳态电流和密度分布。我们表明，该系统可以表现出定性不同的行为，这取决于通道宽度的颗粒尺寸的比例。我们还进行了模拟，这个系统，并找到与我们的分析结果非常一致。
2008-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A symmetric polymer blend confined into a film with antisymmetric surfaces: interplay between wetting behavior and phase diagram
本文研究了对称二元聚合物共混物在薄膜中的相行为。膜表面通过短程电位与单体相互作用。我们在高斯链的自洽场论中计算了相位行为。在很宽的参数范围内，我们发现强的一阶润湿过渡的半无限系统，和润湿/预湿行为和相图在受限的几何形状之间的相互作用进行了研究。应用反对称边界，其中一个表面以与相对表面吸引B分量相同的强度吸引A分量。相变不会发生在接近体相临界温度的地方，而是发生在润湿转变附近。对于非常薄的薄膜或弱的表面场，人们发现在$ϕ_c=1/2$处有一个单一的临界点。对于较厚的薄膜或较强的表面场，相图显示出两个临界点和两个相伴的共存区域。只有在三相点以下才有一个两相共存区。随着膜厚的增加，两个共存区变为半无限系统的预湿线，而三重温度则由上而下向湿化转变温度方向收敛。在Ginzburg-Landau模型的框架下，研究了接近三临界点的行为，三临界点将相图与一个和两个临界点分开。计算了横向共存相界面的二维轮廓，分析了界面张力和线张力。讨论了涨落和修正对自洽场论的影响。
2000-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystals and liquid crystals confined to curved geometries
本文介绍了二维晶体和曲面上的非线性液晶的弹性理论，这些有序相中拓扑缺陷（向错、位错和褶皱）的能量学，以及缺陷与曲率的相互作用。本章最后介绍了两种情况下的三维三维非线性相位局限于空间与弯曲的边界，即一个环面和一个球壳。
2014-01-20 cond-mat.soft
Phase diagram and structure of colloid-polymer mixtures confined between walls
本文用巨正则蒙特卡罗模拟研究了平行平板无结构壁对胶体-聚合物混合物相分离的影响。研究了厚度在$D=3-10$胶体直径之间的超薄薄膜。Asakura-Oosawa模型[J. Chem. Phys. 22，1255（1954）]用于描述粒子相互作用。为了有效地模拟，结合连续的伞形采样[J. Chem. Phys. 120，10925（2004）]使用“簇移动”[J. Chem. Phys. 121，3253（2004）]。当与有限尺寸标度结合时，这些技术使得能够精确地确定解混双结点。我们的研究结果表明，封闭的混合物的临界行为描述的“有效”的临界指数，这逐渐发展的二维伊辛模型的值附近的三维伊辛模型，作为$D$增加。Fisher和Nakanishi [J.Chem.Phys.75，5875（1981）]对临界点移动的标度预测与我们的模拟结果一致。然而，令人惊讶的是，当$D$增加时，临界状态下的胶体填充分数非单调地接近其本体（$D \to \infty$）值。远离临界点，我们的结果是兼容的简单开尔文方程，这意味着在共存胶体化学势的1/D的顺序移动。我们还提出了密度分布和对分布函数的一些状态点的双节点，和胶体壁相互作用的影响进行了研究。
2006-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Screening by symmetry of long-range hydrodynamic interactions of polymers confined in sheets
流体动力可以显著地影响聚合物的运动。在片状空腔中，例如细胞的细胞质和微流体通道，流体动力是长程的。因此，预计流体动力学相互作用将主导片材中聚合物的运动，并将表现为齐姆样缩放。恰恰相反，我们注意到，虽然水动力是长程的，但由于二维流动的对称性，它们对聚合物运动的总体影响消失了。其结果是，预测的实验观测量，如扩散系数或旋转扩散时间的缩放是Rouse样的，符合最近的实验。有效的筛选验证了使用的非相互作用的斑点图片的聚合物限制在一个片。
2010-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Radial Distribution Function for Semiflexible Polymers Confined in Microchannels
推导了半柔性聚合物在外加电位下端到端距离$\vec{R}$的分布$G(\vec{R})$的解析表达式，以阐明限制对生物分子力学和统计性质的影响.对于抛物型约束的结果是准确的，而对于现实的潜力的自洽的ananadium的开发，使$G(\vec{R})$是明确的，即使是硬壁约束。的理论结果是在很好的定量协议与荧光显微镜数据的肌动蛋白丝限制在矩形形状的微通道。这允许明确地确定持久长度$L_P$和统计特性（例如，Odijk偏转长度$λ$）对沟道宽度$D$的依赖性。结果表明，忽略约束的影响导致一个显着高估的弯曲刚度的细丝。
2006-12-22 cond-mat.soft
Free energy and extension of a semiflexible polymer in cylindrical confining geometries
我们考虑一个长的，半柔性的聚合物，持久长度$P$和轮廓长度$L$，波动在一个狭窄的圆柱形通道直径$D$。在区域$D\ll P\ll L$中，限制自由能$ΔF$和聚合物占据的通道长度$R_\parallel$由Odijk关系式$ΔF/R_\parallel=A_\circ k_BTP^{-1/3}D^{-2/3}$和$R_\parallel=L[1-α_\circ(D/P)^{2/3}]$给出，其中$A_\circ$和$α_\circ$是无量纲振幅。使用模拟算法的启发PERM（修剪富集Rosenbluth方法），它产生的结果非常长的聚合物，我们确定$A_\circ$和$α_\circ$和类似的振幅与矩形横截面的通道。对于一个半柔性聚合物被限制在一个圆柱的表面，相应的振幅推导出一个精确的解析方法。这些结果对于解释微通道或微流体装置中生物聚合物的实验是相关的。
2007-04-19 cond-mat.soft
Free-energy cost of localizing a single monomer of a confined polymer
我们描述了一个简单的蒙特卡罗模拟方法来计算的自由能成本的本地化一个单一的聚合物单体局限于一个空腔。定位位置被选择为在约束腔的内表面上。该方法适用于一个自由连接的硬球聚合物链局限于空腔的球形和立方几何形状。在后一种情况下，我们考虑本地化在一个角落和中心的一个面的限制立方体。我们考虑的情况下，终端单体本地化的其他终端单体的表面上的一个点，有和没有拴系。我们还检查本地化的单体在任意位置沿轮廓的聚合物。我们表征的自由能的依赖性上的腔的大小和形状，本地化的位置，和聚合物的长度。定量趋势可以理解使用标准的缩放参数和使用一个简单的理论模型。这些结果是相关的聚合物易位的理论，专注于自由能垒的重要性，易位过程需要一个初始本地化的单体的纳米孔的位置。
2019-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
