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
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
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
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
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
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
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
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
Freezing and Collapse of Flexible Polymers on Regular Lattices in Three Dimensions
我们分析了一个简单的模型的简单立方和面心立方晶格上的柔性聚合物链的结晶和崩溃转变的复杂的链增长的方法。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。
2007-10-25 cond-mat.soft
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
Deformation of Equilibrium Shape of a Vesicle Induced by Injected Flexible Polymers
利用场论方法，我们研究了封闭的柔性聚合物诱导的囊泡的平衡形变，这是一个简单的药物传递系统或内吞作用的模型。为了计算该体系的总自由能，需要计算膜的弯曲弹性能、聚合物的构象熵以及它们之间的相互作用。为此，我们结合相场论的膜和自洽的场论的聚合物。对轴对称形状的耦合模型系统的模拟显示了引入聚合物引起的囊泡的形状变形，我们研究了囊泡形状的稳定性对聚合物链长和囊泡的填充比的依赖性。我们提出了一个简单的模型计算，显示了相对稳定的扁长的形状相比，扁圆的形状。
2010-11-17 cond-mat.soft
Elongation and fluctuations of semi-flexible polymers in a nematic solvent
我们直接观察了溶解在杆状{ \it fd}病毒的双相中的单聚合物，其持久长度范围为$\ell_p=0.05$至16 $μ$ m。具有足够大的余辉长度的聚合物在背景溶剂的各向同性-相变处经历线圈-棒转变。我们定量分析了半柔性聚合物的横向波动，并表明在长波长下，它们是由波动的背景光驱动的。我们提取的Odijk偏转长度和弹性常数的背景下，从数据的相位。
2004-01-12 cond-mat.soft
Packing and ejection dynamics of polymers: Role of confinement, polymer stiffness and activity
本研究通过Langevin动力学模拟发现，聚合物刚性、活性和衣壳几何形状显著影响其包装与喷射动力学，增加活性可加速过程且对半柔性聚合物效果更显著。
2024-07-26 cond-mat.soft
Accuracy of the blob model for single flexible polymers inside nanoslits that are a few monomer sizes wide
de Gennes的blob模型在高分子物理的各种问题中得到了广泛的应用。当每个团状物内的单体数量足够大时，该模型在理论上是适用的。对于受限的柔性聚合物，这需要受限的几何形状比单体尺寸大得多。本文利用分子动力学模拟，研究了聚合物在单单体到多单体纳米狭缝中的相对极限。研究了聚合物在纳米缝内的伸展、板上的约束力以及约束聚合物的有效弹性常数。尽管斑点模型的理论局限性，模拟结果与斑点模型解释得很好。静态性能和动态弹性常数的聚合物观察的协议。给出了聚合物的动态弹性常数与小滴内单体数目无关的条件的理论描述。我们的结果的局限性的斑点模型的适用性，可以在纳米技术设备的设计是有用的。
2015-01-13 cond-mat.soft
Directed translocation of a flexible polymer through a cone-shaped channel
对熵驱动的柔性聚合物在锥形通道中的定向迁移进行了理论研究和计算机模拟。对于给定的通道长度，作用在聚合物上的熵源的有效力被计算为通道顶角的函数。研究发现，易位时间是顶角的非单调函数。随着顶角从零开始增加，移位时间呈现出最小值，然后是最大值。此外，它被发现，无论顶角的值，易位时间是一个均匀的通道长度的递减函数。理论和仿真的结果是在良好的定性一致。
2012-11-13 cond-mat.soft
Activity-enhanced shear thinning of flexible linear polar polymers
本研究通过模拟与解析对比，发现极性活性显著增强柔性聚合物在剪切流中的拉伸、收缩及剪切变稀行为，且该效应由活性决定，高活性下趋于饱和，高剪切下回归被动行为。
2025-05-23 cond-mat.soft
Simple flexible polymers in a spherical cage
我们报告的结果蒙特卡罗模拟调查一个简单的模型内的灵活的均聚物的球形约束的效果。我们使用并行回火方法结合多直方图重新加权分析和多正则模拟，在很宽的温度范围内，这使我们能够描述的聚合物的行为，并定位冻结和崩溃转变的物理观测。我们发现一个强大的效果的球形约束的崩溃过渡的位置，而冻结过渡几乎没有影响。
2012-12-26 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
The Role of annealed defects on conformational statistics of a selfavoiding semi-flexible polymer chain: Exact Results (I)
研究了含缺陷的半柔性高分子单链的平衡统计。缺陷沿着二维和三维中的线布置，并且单体与缺陷的现场电位相互作用。一个完全有向的自回避行走模型在二维和三维中使用来描述的热动力学行为的链中存在的m个缺陷。我们已经发现，半柔性聚合物链的构象的数量可以通过引入这样的缺陷来控制，使得链构象的特定部分可以根据我们合成聚合物-纳米聚集体的要求被抑制或填充。我们讨论了退火缺陷的作用，其Q实现和m缺陷的分析，即。e.当缺陷与半柔性链的单体处于热平衡时。
2020-03-29 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
Scaling regimes of a semi-flexible polymer in a rectangular channel
我们推导出的扩展统计和限制自由能的半柔性聚合物局限于一个通道与矩形横截面的标度关系。我们的动机是最近的数值结果[Gupta { \em et al.}，JCP { \bf 140}（2014）214901]指出，与方形通道相比，矩形通道中的拉伸波动非常不同。我们的结果对于解释当前对限制在纳米通道中的DNA分子的实验具有直接相关性，因为许多实验是针对具有大纵横比的矩形通道进行的，而理论和模拟结果通常是针对方形通道获得的。
2015-03-06 cond-mat.soft
Elongation/Compaction of Giant DNA Caused by Depletion Interaction with a Flexible Polymer
用单DNA观察法研究了柔性聚合物PEG对巨DNA结构的影响。在稀释的DNA条件下，单个DNA通过离散的螺旋-小球转变呈现紧凑状态，而在浓缩溶液中，DNA分子通过宏观相分离表现出延伸的构象。DNA拉伸状态的长轴长度比紧凑状态的长轴长度大约1000倍。相分离在高DNA浓度发生在较低的PEG浓度比在低DNA浓度的压实。这些相反的变化在DNA分子的构象解释的自由能，包括耗尽相互作用。
2005-09-29 cond-mat.soft
Phase behaviour of two-component bottle-brush polymers with flexible backbones under poor solvent conditions
通过分子动力学模拟研究了在不良溶剂条件下具有完全柔性主链的双组分瓶刷聚合物的相行为，使用粗粒珠弹簧模型和高达$N=40$有效单体的侧链。我们考虑一个对称模型，其中A型和B型侧链交替接枝到一个灵活的骨干。本研究的目的是探索双组分瓶刷的相行为取决于参数，如接枝密度$σ$，主链长度$N_b$，侧链长度$N$和温度$T$。基于聚类分析，我们确定了我们的参数范围内的制度，完全相分离系统，即，A型侧链形成一个簇，B型侧链形成另一个簇，而分离这两个簇的界面包含主链单体。我们发现，珍珠项链或Janus样的结构，这通常发生在瓶刷聚合物与刚性骨干在不良溶剂条件下，是完全归因于骨干刚性，因此，这样的结构是不太可能的情况下，瓶刷与完全灵活的骨干。此外，与早期的工作的相行为的单组分瓶刷聚合物与灵活的骨干进行了比较讨论。
2014-04-16 cond-mat.soft
Effects of spherical confinement and backbone stiffness on flexible polymer jamming
我们使用分子模拟研究在一个有限的容器中的一个皱巴巴的珠弹簧模型聚合物的干扰，并比较排斥球的干扰。在适当的约束计数后，刚性的开始被认为是均衡地发生在排斥球的情况下。尽管有这种共性，但弯曲容器壁和聚合物骨架键的存在引入了新的机械性能。值得注意的是，这些包括反映材料结构的振动态密度中的附加带，以及壁附近的局部接触数和密度中的振荡，但对于聚合物具有较低的振幅。聚合物具有较少的边界接触，并且这种低密度表面层强烈地降低了整体体积模量。我们进一步表明，体积模量依赖于骨干刚度可以描述的刚度系列模型，并讨论潜在的实验和生物学应用。
2019-05-30 cond-mat.soft
Tethered flexible polymer under oscillatory linear flow
本文通过数值模拟研究了振荡线性流中束缚于反射壁的二维柔性聚合物的非平衡结构与动力学，发现其在高低应变下呈现不同的拉伸、回缩与翻转构象，且质心运动表现出垂直于流动方向的频率倍增现象。
2024-07-21 cond-mat.soft
Activity Mediated Globule to Coil Transition of a Flexible Polymer in Poor Solvent
理解自推进对活性丝状物体的构象性质的作用在生物学中具有相关性。在这种情况下，我们考虑了一个灵活的珠弹簧模型聚合物，随着吸引力和排斥力的相互作用之间的非键合单体，每个珠的活动沿其内在的方向自推进。我们研究了它的动力学在过阻尼的限制，淬火后，从良好到不良的溶剂条件。我们观察到，与低活动，虽然动力学途径保持相似，球形成的弛豫时间的标度指数变得小于被动的情况下。有趣的是，对于更高的活动，当自推进占主导地位的相互作用能，聚合物变得更加延伸。在其稳定状态下，通过其回转半径测量的聚合物的空间延伸的变化，显示了两个完全不同的标度制度：相应的Flory指数从$1/3$到$3/5$的变化类似于聚合物从球状状态到自回避行走的转变。这可以通过系统中存在的三个能量尺度之间的相互作用来解释，即，弹道能、热能和相互作用能。
2022-02-18 cond-mat.soft
Time scale of entropic segregation of flexible polymers in confinement: Implications for chromosome segregation in filamentous bacteria
我们报道了在圆柱形约束中两个重叠链的分离的分子动力学模拟。我们发现，链之间的熵排斥可以足够强，导致隔离的时间尺度是短的扩散相比。这一结果表明，熵驱动力足够强，导致快速细菌染色体分离。
2007-09-07 cond-mat.soft
Confusion-driven machine learning of structural phases of a flexible, magnetic Stockmayer polymer
本研究利用基于神经网络的混淆方法，通过分析模拟生成的磁性聚合物构型，在无先验知识下有效识别了多结构相转变点，并发现了低温区高度有序螺旋构型间的新结构转变。
2025-06-26 cond-mat.soft
Methods for Creation and Linear Elastic Response Analysis of Packings of Semi-flexible Soft Polymer Chains
本文提出将软球模型扩展为链球模型，以研究半柔性聚合物链堆积的物理性质，包括剪切稳定化、堵塞分类和弹性分析，有望推动玻璃研究新发现。
2024-03-14 cond-mat.soft
Analytical Analysis of the Conformational and Rheological Properties of Flexible Active Polar Linear Polymers under Shear Flow
本文解析研究剪切流下活性极性线性聚合物（APLPs）的构象及流变特性，通过珠-弹簧链模型结合双正交基组展开法求解，发现活性与剪切流紧密耦合可增强构象及流变特性，且大活性下剪切诱导特征与被动聚合物一致。
2025-11-12 cond-mat.soft
Universal dynamics of dilute and semidilute solutions of flexible linear polymers
实验观察和计算机模拟最近揭示了以前未知的聚合物溶液行为的普遍方面。这一进展已成为可能，由于实验方法和模拟技术的发展，以及制定的缩放参数，已确定适当的缩放变量，以实现数据崩溃，无论是平衡和非平衡性质。在这篇综述中，这些进展，我们了解的通用聚合物溶液的行为进行了讨论，随着以前的实验观察和理论预测的简要概述，以提供一个背景下的讨论。属性的普遍性的存在还不清楚，它还没有得到理论验证的突出，并指出需要实验验证的普遍行为的理论预测。
2019-03-01 cond-mat.soft
Theory of pore-driven and end-pulled polymer translocation dynamics through a nanopore: An overview
本文综述了基于等通量张力传播（IFTP）理论的聚合物在纳米孔中迁移动力学理论的最新进展。本文利用IFTP理论和广泛的分子动力学（MD）模拟方法研究了柔性和半柔性聚合物的孔驱动易位以及柔性链的端拉情形。IFTP理论的有效性可以通过单体的等待时间分布来量化，这些分布揭示了易位过程的动力学细节。IFTP理论允许的易位过程的参数自由的描述，并可以用来获得精确的分析缩放形式在适当的限制，包括由于孔隙摩擦的影响，出现作为一个有限大小的修正渐近缩放。我们表明，在孔驱动的半柔性和端拉的聚合物链的IFTP理论的情况下，必须增加一个明确的{ \it反}侧摩擦长期的易位过程的定量描述。
2018-10-15 cond-mat.soft
Molecular dynamics simulations of single-component bottle-brush polymers with a flexible backbone under poor solvent conditions
采用分子动力学模拟方法研究了一种具有完全柔性主链的单组分瓶刷聚合物在不良溶剂条件下的构象，该方法采用粗粒珠-弹簧模型，侧链最多为N=40个有效单体.通过改变溶剂质量和接枝密度$σ$，侧链接枝到柔性骨架上，我们研究了高达$N_b=100$的骨架长度从刷/线圈制度到致密塌陷状态的交叉。在较低的温度下，其中观察到具有恒定单体密度的塌缩链，上述参数的选择不起任何作用，并且是单体的总数限定了链的尺寸。此外，与具有较低侧链长度的链相比，具有较长侧链的瓶刷聚合物具有更高的球形对称性，这与人们可以直观地预期的相反，因为侧链的拉伸不如其长度的增加重要。在较高的温度下，总是低于θ（$Θ$）温度，观察到类似于单个聚合物链的线圈状构型，或类似于具有刚性主链的均匀圆柱形瓶刷聚合物的刷状构型，这取决于特定参数$N$和$σ$的选择。在折叠状态（小球）和线圈/刷制度之间的交叉制度的acylindricity增加，而对于这个范围之外的温度，瓶刷聚合物保持高度圆柱对称的所有构型状态。
2013-06-04 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
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
The shape of a flexible polymer in a cylindrical pore
我们计算的平均端到端的距离（$R$）的自避免聚合物封装在一个无限长的圆柱半径$D$。自洽摄动理论用于计算$R$作为不可穿透硬墙和软墙的$D$的函数。在这两种情况下，$R$在大的和小的$D$的限制下服从预测的缩放行为。从三维行为（$D\to\infty$）到完全拉伸的一维情况（$D\to 0$）的交叉是非单调的。$R$的最小值在$D\sim 0.46 R_F$，其中$R_F$是$R$在$D \to \infty$的弗洛里半径。软壁的结果映射到具有较大圆柱半径的硬壁情况。
2005-04-01 cond-mat.soft
Conformational properties of active semiflexible polymers
本文理论上研究了活性噪声下柔性及半柔性聚合物的构象性质，采用连续高斯半柔性聚合物模型并考虑有限拉伸性，发现活性强烈影响弛豫时间，且随活性增加聚合物发生从弯曲弹性主导到柔性动力学的转变，并伴随显著的噪声诱导收缩与大活性下的膨胀。
2016-10-25 cond-mat.soft
Effective medium approach for stiff polymer networks with flexible cross-links
最近的实验表明，在一个灵活的交联剂，如丰富的细胞骨架蛋白细丝蛋白的存在下，在体外网络的生物聚合物肌动蛋白的非线性弹性显着改变。对这种网络的基本原则仍然知之甚少。在这里，我们描述了一个灵活的交联刚性聚合物网络的有效介质理论。我们认为，可以完全归因于熵硬化的交叉链接的响应，而软化由于域展开可以忽略不计。该网络被建模为一个集合的随机定向杆连接的灵活的交叉链接到一个弹性连续。该有效介质被处理在线性弹性限度以及在一个更一般的框架，其中介质自洽地表示非线性网络行为。该模型预测，非线性弹性响应在与交联剂长度成正比且与长丝长度成反比的应变下开始。此外，我们发现，微分模量的比例线性与应力的硬化制度。这些结果与本体流变学数据非常一致。
2008-11-24 cond-mat.soft
Conformation and dynamics of a self-avoiding active flexible polymer
我们研究了聚合物的构象和动力学，将其单体视为活性布朗粒子。这种活性聚合物显示出非常有趣的物理行为，这在活性劳斯链中是不存在的。链最初收缩与积极的力量，这开始膨胀进一步增加的力量。膨胀后的收缩完全归因于单体之间的排斥体积相互作用。在溶胀状态下，链表现出从自回避行为到Rouse行为的交叉，端到端距离的标度指数为$ν_a \simeq 1/2$。通过各种物理量，具体地，单体的径向分布函数，散射时间，以及各种能量计算，分析了结构中的非单调性。链松弛速度比劳斯链在中间力制度，与交叉的松弛时间的变化在大的主动力由幂律$τ_r \sim Pe^{-4/3}$（PE是Péclet数）。
2020-04-10 cond-mat.soft
Effects of Alignment Activity on the Collapse Kinetics of a Flexible Polymer
各种生物细丝的动力学可以在活性聚合物模型的框架内理解。在这里，我们考虑一个灵活的聚合物链的珠弹簧模型，其中的珠之间的积极相互作用是通过从Vicsek模型改编的对齐规则。在从高温线圈相到低温状态点的淬火之后，我们使用Langevin恒温器通过分子动力学（MD）模拟来研究粗化动力学。对于钝化聚合物的情况，低温平衡态是一个紧凑的小球。从我们的MD模拟结果表明，虽然球状状态也是典型的最终状态在主动的情况下，非平衡路径到达这样一个状态不同于被动的图片，由于对齐之间的相互作用珠。我们注意到，偏离中间的“珍珠项链”样的安排，这是在被动的情况下观察到的，和更细长的哑铃状结构的形成随着活动的增加而增加。此外，它似乎是，虽然一个小的主动力的珠子肯定会使粗化过程快得多，存在非单调依赖的崩溃时间上的积极相互作用的强度。我们量化这些观察通过比较的标度律的崩溃时间和增长的珍珠与被动的情况下。
2021-07-31 cond-mat.soft
Collapse transition of flexible homopolymers with adhesive contacts
聚合物链塌陷状态中螺旋等有序结构的存在仍然是一个挑战物理学和生物学的悬而未决的问题。在这项工作中，我们提出了一个潜在的模型，聚合物链的单体是不严格的吸引力，但可以使粘合剂与其他单体接触。我们发现，链发展螺旋秩序的过程中，从最初的拉伸构象崩溃。在这种情况下，粘合剂接触似乎有助于聚合物链保持被困在螺旋状态。
2011-06-26 cond-mat.soft
Driven translocation of a semi-flexible polymer through a nanopore
我们研究了驱动易位的半柔性聚合物通过纳米孔的等通量张力传播理论（IFTP）的修改后的版本，和广泛的分子动力学（MD）模拟。我们表明，在完全灵活的链，对于半灵活的聚合物具有有限的持久性长度$\tilde{\ell}_p$的{ \it反}侧摩擦必须明确考虑到适当地描述易位过程。此外，必须知道端到端距离$R_N$作为链长$N$的函数的比例。为此，我们首先推导出一个半解析尺度形式的$R_N$，它再现了限制的杆，一个理想的链，并排除体积链在适当的限制。然后，我们定量表征的性质的{ \it反}侧摩擦的基础上MD模拟半柔性链。增加这两个因素，修改IFTP理论表明，有三个主要制度的平均易位时间$τ\propto N^α$的缩放。在刚性链（杆）极限$N/\tilde{\ell}_p \ll 1$中，{ $α= 2$ }，其在$ 1 < N/\tilde{\ell}_p < 4$状态中连续地向具有{ $α= 3/2$ }的理想链行为跨越，其在$N/\tilde{\ell}_p \sim 10^2$状态中达到。最后，在极限$N/\tilde{\ell}_p \gg 10^6$中，移位指数接近其渐进值$1+ν$，其中$ν$是Flory指数。我们的结果是在良好的协议与现有的模拟和实验数据。
2016-12-27 cond-mat.soft
Phase Diagram of Flexible Polymers with Quenched Disordered Charged Monomers
最近的进展，广义Entrance模拟和微正则分析允许调查的结构转变的聚合物模型在很宽的范围内的局部弯曲和扭转强度。有理由认为，静电相互作用在稳定和介导聚合物的结构转变中起着重要作用。我们提出了一个珠弹簧聚合物模型与随机分布的带电单体通过屏蔽库仑势相互作用。结合能量相关的单体更新方法和能量交换Wang-Landau（REWL）方法，构建了作为温度（$T$）和带电单体浓度（$η$）函数的超相图.在整个浓度范围内，线圈-小球和小球-固体的转变分别是二阶和一阶的。然而，在$η=80\%$的浓度阈值以上，静电排斥阻碍了固体和液体球的形成，并且双折射和熵相互作用之间的相互作用导致液体珍珠项链和固体螺旋结构的形成。概率分布，$P(E,T)$，表明在高$η$，珍珠项链液相冻结成一个稳定的固体螺旋状结构，具有比在低$η$冻结球转变的自由能垒高。
2022-03-06 cond-mat.soft
Worm Blobs as Entangled Living Polymers: From Topological Active Matter to Flexible Soft Robot Collectives
本研究聚焦活体蠕虫形成的缠结活性软实体蠕虫团，分析其构象缠结特性与多态涌现行为，提出需重审聚合物物理软物质概念，为活性聚合物、拓扑活性物质及仿生缠结软体机器人集群设计提供指导。
2023-04-29 cond-mat.soft
Dynamics of semi-flexible polymer solutions in the highly entangled regime
我们提出的实验证据表明，由D. C. Morse [Phys. Rev. E { \bf 63}，031502，（2001）]提出的有效介质近似（EMA）提供了宏观平台模量$G^{0}\proptoρ^{4/3}L^{-1/3}_{p}$的正确标度律（其中$ρ$是每单位体积的轮廓长度，$L_{p}$是持久长度），在高度纠缠的浓度范围内。竞争的理论，包括自洽的二元碰撞近似（BCA），而不是预测$G^{0}\proptoρ^{7/5}L^{-1/5}_{p}$。我们已经测试了EMA和BCA缩放预测使用肌动蛋白丝（F-肌动蛋白）的解决方案，允许实验控制$L_p$独立于其他参数。被动视频粒子跟踪微流变学和动态光散射的组合产生的弹性模量$G$和$L_{p}$分别独立的测量。因此，我们可以区分这两个建议的法律，在以前的实验研究，重点是（歧视性较低）的浓度功能的$G$。
2008-10-17 cond-mat.soft
Aggregation of flexible polyelectrolytes: Phase diagram and dynamics
已知溶液中带相似电荷的聚合物（称为聚电解质）在带相反电荷的反离子存在下会形成聚集结构。了解平衡相和聚集过程的动力学对诸如此类聚合物的主链柔性和电荷密度的参数的依赖性对于深入了解涉及生物聚电解质（诸如蛋白质、DNA等）的各种生物过程是至关重要的。在这里，我们使用大规模粗粒度的分子动力学模拟，以获得相图的灵活的带电聚合物的聚集结构和表征的聚集体的形态以及聚集动力学，在三价抗衡离子的存在下。根据电荷密度观察到三个不同的相：无聚集，多个小聚集体与大聚集体共存的有限束相，以及完全相分离的相。我们表明，聚合物主链的灵活性导致带电聚合物之间的强纠缠，导致在聚集过程中的额外的时间尺度。聚集动力学的这种减慢导致指数，其表征聚集体数量随时间的幂律衰减，取决于聚合物的电荷密度。这些结果是相反的刚性聚电解质，强调骨干灵活性的作用。
2017-06-30 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
Elasticity of single flexible polymer chains in good and poor solvents
力-伸长曲线在力谱实验中测量单个聚合物链的熵弹性。一个蠕虫状链模型被用来描述力延伸实验与一个内在的链参数称为持久长度，这是一个衡量局部弯曲的灵活性。对于柔性聚合物，在不同的力制度的持久性长度的估计存在差异。例如，基于原子力显微镜（AFM）的拉伸实验报告了异常低值，这也与磁镊实验不一致。为了理解这一点，我们调查的微观力探针和聚乙二醇链的内在弹性在AFM为基础的实验之间的耦合的作用。我们使用振荡流变学进行实验，通过提供一个固定频率的外部激励的探头。我们表明，一个适当的量化的弹性响应直接测量的振荡技术偏离传统的力延伸曲线显着。通过拟合WLC刚度延伸数据得到的持久长度与平衡镊子实验匹配良好。此外，对于聚苯乙烯链在贫溶剂中的弹性响应没有观察到振荡和等速拉伸实验之间的偏差。然而，对于在良溶剂中的聚苯乙烯观察到这种偏差。我们把这归因于聚苯乙烯单体在水中的疏水相互作用。我们的研究结果表明，单聚合物链上的振荡流变学提供了其弹性响应的定量估计。持久性长度值的一致性，使用磁镊实验在低力制度和高力制度的AFM实验表明，WLC是成功的描述聚合物的弹性力范围内的AFM实验中通常探测。
2021-07-27 cond-mat.soft
