Universal consequences of the presence of excluded volume interactions in dilute polymer solutions undergoing shear flow
溶剂质量的作用，在确定稀聚合物溶液进行稳定的简单剪切流动的通用材料性能进行检查。使用的聚合物分子的珠-弹簧链表示，和溶剂分子对聚合物构象的影响是由一个狭窄的高斯排除体积势，成对的行为之间的珠链。布朗动力学模拟数据，获得的链的有限长度，并外推到无限长的链的限制，被证明是模型无关的。窄高斯势的这一特征导致与$δ$函数排斥势相同的结果，使得能够预测通用交叉标度函数和在排除的体积极限中的渐近行为。通用的粘度函数，通过这个程序获得的，被发现表现出增加的剪切稀化与溶剂质量。在排除的体积限制，他们被发现服从幂律标度与特征剪切速率$β$，在密切的协议与以前获得的重整化群的结果。排除的体积相互作用的存在下，也示出导致弱化的聚合物链与流动方向的对齐。
2004-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solvent Selectivity controls Micro- versus Macro-phase Separation in Multiblock Chains
本研究通过巨正则系综Monte Carlo模拟，探究溶剂选择性对不同结构嵌段共聚物相分离行为的调控作用，明确了微相分离与宏相分离的临界条件及相关规律。
2024-05-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
The structure of fluids with impurities
从理论上研究了稀杂质对流体溶剂结构的影响。一般的参数，这不依赖于特定的模型，是用来推导出一个扩展的Ornstein-Zernike形式的溶剂结构因子在小的散射矢量。结果表明，稀释杂质可以影响溶剂的结构，只有当它们是由具有显着不同的尺寸的离子。非离子杂质或类似大小的离子显示不会定性改变溶剂结构。这幅图与现有的实验数据是一致的。预计衍生形式的溶剂结构因子是有用的，以推断信息的杂质-溶剂的相互作用形式测得的散射强度。
2012-09-20 cond-mat.soft
Structural properties of cyclic polyelectrolytes in dilute good solvent
本文通过标度分析和分子动力学模拟研究环状拓扑对稀良溶剂中聚电解质构象的影响，发现环状聚电解质在低中等Bjerrum长度下更紧凑且形状指标呈非单调变化，并提出拓扑效应影响长程静电相互作用的解析理论。
2023-11-30 cond-mat.soft
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
The Kinetic Theory of Dilute Solutions of Flexible Polymers: Hydrodynamic Interaction
本文讨论了在稀聚合物溶液的分子理论中，处理非线性微观现象，如流体动力学相互作用、有限延伸性、排除体积和内粘度的连贯概念基础的发展。特别是，最近的进展在流体动力学相互作用的治疗进行了审查，并强调了连续的改进，最终导致预测的普遍粘度函数θ溶剂。
1998-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of the deswelling of tangentially active polymer chains in dilute solutions
Indian Institute of Technology (ISM) Dhanbad（印度理工学院（ISMD）丹巴德）
本研究通过布朗动力学模拟揭示稀溶液中切向活性聚合物链去胀的通用性，发现其溶胀行为遵循通用特性，建立活性聚合物构象与标度律的联系，为相关生物物理应用提供框架。
2026-09-17 cond-mat.soft
Nonequilibrium dynamical structure of a dilute suspension of active particles in a viscoelastic fluid
在这项工作中，我们研究了线性粘弹性流体中的活性颗粒的稀悬浮液的数密度波动的动力学。我们提出了一个模型的活性粒子的频率依赖性的扩散系数，它捕获的效果，旋转扩散的持久性，他们的自我推进的运动和介质的粘弹性。利用脉动流体力学，推导了主动悬架的线性化方程，并由此计算了其动态结构因子和相应的中间散射函数。对于一个麦克斯韦型流变模型，我们发现一个复杂的依赖这些功能上的参数，表征的粘弹性的溶剂和活性的颗粒，这可以显着偏离那些被动颗粒的惰性悬浮液和主动悬浮液在牛顿溶剂。特别是，在某些区域的参数空间中，我们发现在某些波数的中间散射函数的振荡的出现，这代表的标志的非平衡粒子活动的动态结构的悬浮液，也编码的介质的粘弹性。
2022-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The viscosity radius in dilute polymer solutions: Universal behaviour from DNA rheology and Brownian dynamics simulations
膨胀的粘度半径，$α_η$，和通用粘度比，$U_{ηR}$，已被确定为线性DNA分子在稀溶液中过量盐的实验，和数值布朗动力学模拟，作为溶剂质量的函数。在后一种情况下，渐近参数自由预测已获得外推模拟数据有限链的长链限制。实验和模拟表明，$α_η$和$U_{ηR}$从$θ$到良溶剂的通用交叉与合成聚合物-溶剂系统的早期观察一致。动态粘度半径的溶胀从所观察到的静态回转半径的溶胀之间的显着差异，示出产生的流体动力学相互作用的存在下，在非排水限制。$α_η$和$U_{ηR}$的模拟值与先前报道的合成聚合物溶液中的实验测量值以及本文报道的线性DNA溶液中的测量值非常一致。
2014-10-14 cond-mat.soft
Mesoscopic simulations of linear and ring polymer solutions with explicit hydrodynamics under good and poor solvent conditions
SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati)（国际高等研究院）
采用耗散粒子动力学模拟研究稀溶液中线性和环形聚合物的结构动力学，发现溶剂质量主导组织与输运，拓扑效应较弱。
2026-07-01 cond-mat.soft physics.comp-ph
A flexible polymer chain in a critical solvent: Coil or globule?
在自洽场论的框架下，研究了低分子量溶剂存在下柔性高分子链在气液临界点附近的行为。聚合物稀溶液的总自由能表示为聚合物的回转半径和平均场近似水平下回转体积内的平均溶剂数密度的函数。改变聚合物和溶剂之间的吸引力的强度，我们表明，两个定性不同的制度发生在液-气临界点。在弱聚合物-溶剂相互作用的情况下，聚合物链处于球状状态。相反，在强聚合物-溶剂相互作用的情况下，聚合物链达到膨胀构象。我们讨论了临界溶剂密度波动对聚合物构象的影响。该效应可用于通过改变溶剂的热力学状态来控制聚合物构象。它也可以是有帮助的，以估计聚合物的回转体积内的溶剂密度的药物输送和分子印迹应用。
2015-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic Polyelectrolytes in Better Polar Solvent. Structure and Chain Conformation as seen by Saxs and Sans
在本文中，我们证明了溶剂质量的影响上的半稀溶液的疏水性，部分磺化聚苯乙烯磺酸盐的结构。使用两种溶剂：（i）水和有机溶剂的混合物：THF，其也是轻微极性的;（ii）DMSO，极性有机溶剂。在情况（i）中，SAXS研究表明，疏水性水溶液（PSS）的结构-即从所有链的散射，其特征在于最大值（“散射峰”）取决于通过有机溶剂THF的添加量的溶剂质量。当磺化速率较低时（更疏水的磺化），这种依赖性更明显。有人提出，当THF被添加，链构象演变从珍珠项链形状已经在纯水中报道，在纯水中的构象完全磺化PSS，这是字符串一样，也如先前报道的。相反地，对于亲水性聚合物AMAMPS，在水溶液中添加THF时不发生析出。在情况（ii）中，SANS研究直接表明，当PSS溶解在有机极性溶剂如DMSO中时，PSS可以表现为经典的亲溶剂性溶剂：结构（总散射）以及形状因子（通过SANS使用零平均对比度方法测量的单链散射）与电荷含量无关，与曼宁凝聚一致，并且与纯水中完全带电的PSS链的一个相同，其在半稀释状态下具有经典的双折射行为。
2010-01-13 cond-mat.soft
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
Many-Chain Effects on the Co-nonsolvency of Polymer Brushes in a Good Solvent Mixture
聚合物刷通常在良溶剂中溶胀，在不良溶剂中塌陷。聚合物刷的异常响应，所谓的共不溶，是刷在良好溶剂混合物中反直觉地塌陷的现象。在这项工作中，我们采用分子动力学模拟研究的结构特性的接枝聚合物上发生的共不溶。以不同接枝密度的刷为研究对象，研究了拓扑排斥体积对共不溶性的影响。我们发现，刷的高度遵循一种新的缩放行为的接枝密度$h \sim σ_{\text g}^{0.71}$在共-非溶剂混合物。利用标度指数和Alexander-de Gennes理论，得到了预测单体密度的解析函数。共非溶剂中的多链效应导致分子间和分子内桥连结构的形成。增加接枝密度需要较低的成环事件发生，因为分子间的桥接，导致不同的结构特性。我们报告的平均厚度，聚合物的取向，和成环的概率随着接枝密度的增加而变化。在此基础上，以平均厚度和取向为序参量，构建了聚合物刷体系的相图。我们的模拟和分析结果揭示了在聚合物刷共不溶的性质，在一个明确的方式，并将有助于提供实际的应用，如药物输送和传感器设备的指导方针。
2019-08-23 cond-mat.soft
Equilibrium swelling and universal ratios in dilute polymer solutions: Exact Brownian dynamics simulations for a delta function excluded volume potential
一个狭窄的高斯排斥体积势，这往往是一个δ函数的排斥势的宽度参数d* 趋于零的限制，已被用来检查排除体积相互作用的平衡和线性粘弹性稀聚合物溶液的普遍后果。布朗动力学模拟数据，获得有限长度的链，已外推到无限长的链的限制，以获得模型独立的预测。该方法在预测静态溶液性质的众所周知的方面的成功表明，它可以被用来作为一个系统的手段，通过它可以研究溶剂质量对平衡和非平衡性质的影响。
2003-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymeric Assembly of Gluten Proteins in an Aqueous Ethanol Solvent
小麦面筋蛋白的超分子结构在很大程度上是未知的，由于这个家族的蛋白质的内在复杂性和它们在水中的不溶性。我们在水/乙醇（50/50 v/v）中破碎谷蛋白，并获得蛋白质提取物，其耗尽麦醇溶蛋白（小麦谷蛋白的单体部分），并富含谷蛋白（小麦谷蛋白的聚合部分）。我们调查的结构的蛋白质在溶剂中用于提取在很宽的浓度范围内，通过结合X射线散射和多角度静态和动态光散射。我们的数据表明，在乙醇/水混合物中，蛋白质显示出良好溶剂中柔性聚合物链的特征。在稀的制度，蛋白质形成非常松散的结构的特征尺寸为150 nm，与内部动力学，这是定量类似的分支聚合物线圈。在更集中的制度，数据突出了一个层次结构与一个特征的长度尺度的顺序为几纳米，这显示了缩放与浓度预期的半稀释聚合物在良好的溶剂，和分形排列在更大的长度尺度。这种结构与聚合物凝胶的结构惊人地相似，从而提供了一些事实知识来合理化小麦面筋蛋白及其组装体的粘弹性。
2014-09-02 cond-mat.soft
Dynamics and Scaling of 2D Polymers in a Dilute Solution
Shannon和Choy [Phys. Rev. Lett. { \bf 79}，1455（1997）]。然而，我们在这里数值和分析表明，动力学标度举行时，适当考虑到相关的动力学量的有限大小的依赖性。我们进行了大规模的模拟在2D的高分子链在一个良好的溶剂与充分的流体动力学相互作用，以验证动态缩放。这是通过新颖的介观模拟技术实现的。
2003-01-14 cond-mat.soft
Depletion effects in colloid-polymer solutions
表面张力，吸附，和耗尽厚度的聚合物接近一个单一的非吸附胶体球计算通过Monte Carlo模拟。我们认为聚合物在良好的溶剂条件下，并在良好的溶剂和$θ$行为之间的热交叉区域。在稀释状态下，我们考虑$q$的宽范围值，从$q = 0$（平面）到$q\approx 30$-50，而在半稀释状态下，对于$ρ_p/ρ_p^*\le 4$（$ρ_p$是聚合物浓度，$ρ_p^*$是其重叠值），我们仅考虑$q = 0,0.5,1$和2。结果与现有的理论预测进行了比较，验证了现有的标度参数。场理论的结果，无论是在稀的和在semidilute制度，是在良好的溶剂条件下的聚合物的数值估计，在很好的协议。
2014-05-05 cond-mat.soft
Irregularity of polymer domain boundaries in two-dimensional polymer solution
本研究通过数值模拟与高分子物理论证，揭示了二维聚合物溶液畴边界分形维数随面积分数、溶剂性质的变化规律，且发现的最大分形维数与SLE理论预测的二维随机曲线外周长分形维数上界一致。
2023-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Simulation of Solvent-Polymer Interdiffusion. I. Fickian diffusion
采用大尺度分子动力学和蒙特卡罗模拟技术研究了溶剂在聚合物熔体中的互扩散。溶剂浓度曲线和聚合物的增重已被测量为时间的函数。发现权重增益与t^{1/2}成比例，这是Fickian型扩散所期望的。浓度分布非常适合假定菲克第二定律与恒定的扩散率。从拟合菲克第二定律发现的扩散系数被发现是独立的时间和等于自扩散常数在稀溶剂的限制。我们分别计算的扩散系数作为浓度的函数，使用Darken方程，并发现扩散系数基本上是恒定的相关的相互扩散的浓度范围。
2003-10-18 cond-mat.soft
Corrections to Scaling in the Hydrodynamic Properties of Dilute Polymer Solutions
我们讨论了流体动力学半径$R_H$的聚合物链在良好的溶剂中，并表明，领先的顺序校正的渐近规律$R_H \propto N^ν$（$N$聚合度，$ν\approx 0.59$）是一个“分析”项的顺序$N^{-(1 - ν)}$，这是直接相关的链离散成有限数量的珠。这一结果进一步证实了高斯链的精确计算，并广泛的数值模拟的不同模型的良好的溶剂链，在那里我们发现一个值的$1.591 \pm 0.007$的渐近普适比$R_G / R_H$，$R_G$链的回转半径。对于$Θ$链，数据显然外推到$R_G / R_H \approx 1.44$，其不同于高斯值1.5045，但与先前的模拟一致。我们还表明，实验观察到的动态光散射的初始衰减率从渐近Benmouna-Akcasu值的偏差可以部分地理解类似的参数。
2002-03-22 cond-mat.soft
Instabilities during the evaporation of a film: non glassy polymer + volatile solvent
我们考虑溶剂的表面张力小于聚合物的表面张力的溶液。在蒸发膜中，富含溶剂的流体的羽流然后引起表面张力的局部降低，并且表面力倾向于加强羽流。我们给出了一个估计（在标度律的水平上）获得这种不稳定性所需的最小厚度。我们预测，如果初始溶液相当稀，则厚度a）是溶剂蒸气压的递减函数b）应该非常小（<1微米）。膜的总蒸发时间应远长于不稳定性的生长时间。这种不稳定性会导致自由表面的变形，并且可能是光学上可观察到的。它应该占主导地位的经典Bernard-Marangoni冷却引起的不稳定性。
2001-11-09 cond-mat.soft
Theory of Polymer Chains in Poor Solvent: Single-Chain Structure, Solution Thermodynamics and Theta Point
使用语言的Flory chi参数，我们开发了一个理论，统一处理的单链结构和溶液热力学的聚合物在不良溶剂。用自洽场理论研究了球的结构及其熔化热力学。我们的研究结果表明，链构象包括三个国家之前的球到线圈的转变：完全塌陷的球，溶胀球和熔融球，这是区分的核心密度和界面厚度。通过研究链长的溶胀球的熔化的依赖性，我们发现普遍的标度行为的链特性附近的θ点。利用稀溶液热力学中小球的密度分布和自由能信息研究聚合物溶液的相平衡。我们的结果表明，不同的标度行为的聚合物在稀溶液中的溶解度相比，F-H理论，无论是在chi依赖性和链长的依赖性。从单链结构和溶液热力学的角度，验证了在无限长链的极限下，不同判据所定义的Theta点的一致性：第二病毒系数的消失、链尺寸的突变和高分子溶液相图中的临界点.我们的结果表明，在θ点处的chi值为0.5（对于单体和溶剂体积相等的情况），这与F-H理论预测的值一致。
2014-06-05 cond-mat.soft
Damping of acoustic waves in dilute polymer solutions
本文用Zimm模式测量和解释了聚合物稀溶液（挠性线圈）的剪切粘度η_s（w）。指出纵向粘度η_l（w）是两个分量之和η_l=4* η_s/3+ η_p，其中η_p是由于压力对线圈尺寸的影响。我们讨论了一个包含Kuhn长度a和Flory参数chi依赖于压力的粗糙模型的eta_p。我们发现，在良好的溶剂条件下，eta_p与eta_s相当，但在θ点附近，eta_p应优于eta_s。
2004-11-02 cond-mat.soft
Density profiles and surface tensions of polymers near colloidal surfaces
在良溶剂中相互作用的聚合物的表面张力的理论计算和计算机模拟的平面壁的几何形状和插入一个单一的胶体硬球。对于平面壁和较大的球体，这是通过吸附方法实现的，对于较小的球体，这是通过直接插入技术实现的。稀释和半稀释制度的结果进行比较，理想的聚合物，朝仓-大泽穿透球模型，积分方程，标度和重整化群理论的结果。最大的相对变化与密度被发现在稀制度，使理论的基础上非相互作用的聚合物迅速崩溃。最近开发的"软胶体“的聚合物-胶体混合物的方法，正确地描述了单体插入自由能和相关的表面张力。
2001-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-time dynamics of Rouse-Zimm polymers in dilute solutions with hydrodynamic memory
柔性聚合物在稀溶液中的动力学研究考虑到流体动力学记忆，作为流体惯性的结果。与Rouse-Zimm（RZ）理论不同，Boussinesq摩擦力代替Stokes力作用于单体（珠粒），并且溶剂的运动由非定常的纳维-斯托克斯方程控制。得到的广义RZ方程近似求解。结果表明，描述聚合物运动的时间关联函数与RZ模型中的时间关联函数有本质的不同。聚合物线圈的均方位移（MSD）在短时间t^2（而不是t^2）处。在很长一段时间内，MSD包含额外的（爱因斯坦项的）贡献，其中的前导是~ t^（1/2）。聚合物的内简正模的弛豫不同于传统的指数衰减。这表现在它们的关联函数的长时间拖尾上，当流体动力相互作用很强时，最长的拖尾在Rouse极限下为~ t^（-3/2），在Zimm情况下为t^（-5/2）。它被讨论，发现的特点，特别是一个有效的聚合物线圈的扩散较慢，应观察到在动态散射实验。
2004-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Implicit and explicit solvent models for the simulation of a single polymer chain in solution: Lattice Boltzmann vs Brownian dynamics
我们提出了一个比较研究的两个计算机模拟方法，以获得静态和动态性能的稀聚合物溶液。第一种方法是最近建立的混合算法的基础上耗散耦合之间的分子动力学和晶格玻尔兹曼（LB），而第二个是标准的布朗动力学（BD）与波动的流体动力学相互作用。将这些方法应用于相同的物理系统（处于热平衡的良溶剂中的单个聚合物链）使我们能够在准确性和效率方面进行详细的定量比较。结果表明，当链长L与链长L相比过小时，LB模型的静态构象会发生畸变。此外，LB模型的一些动力学性质受到$L^{-1}$有限尺寸效应的影响，而BD模型直接再现了渐近$L \to \infty$行为。除了这些有限的尺寸效应，它也被发现，为了获得正确的动力学性质的LB模拟，它是至关重要的，以适当的热化所有的动力学模式。只有在这种情况下，结果才如预期的那样彼此非常一致。此外，布朗动力学被发现是更有效的比格子玻尔兹曼，只要聚合度不是过大。
2009-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective viscosity of a two dimensional passive suspension in a liquid crystal solvent
研究不可变形颗粒在液晶溶剂中的二维悬浮模型，推导出有效剪切粘度的显式公式，发现其随颗粒面积分数线性增加，并揭示了增大剪切流取向系数可降低有效粘度的情形。
2024-10-15 cond-mat.soft
Enhancement of coil--stretch hysteresis by self-concentration in extensional flows, and its implications for capillary thinning of liquid bridges of dilute polymer solutions
粘弹性聚合物稀溶液拉伸流动中的螺旋-拉伸转变与分子构象和流变光学性质的强滞后有关。在无限稀释时，滞后是由未变形的各向同性聚合物线圈和高度拉伸的构象之间的摩擦阻力系数的巨大差异引起的。在滞后制度的低延伸率，拉伸分子渗透更大的体积比平衡线圈，因为流动太弱，抑制横向波动。在聚合物浓度远小于c*（平衡线圈的常规临界重叠浓度）时，这种拉伸构象发生分子间重叠。因此，对于浓度c < c* 的范围，分子内流体动力学相互作用可以在拉伸构象中被显著地筛选。基于“斑点”概念的尺度参数在这里被用来论证拉伸状态阻力系数可以在稀态下随着浓度的增加而强烈增长。哑铃模型与构象依赖的阻力模型被用来预测伴随着强烈的增强线圈拉伸滞后浓度的增加，在稀制度。这种延伸流引起的自集中导致在c* 附近的滞后效应的最大值，其在半稀释状态中逐渐减小，其中各向同性线圈中的屏蔽减小了拉伸和盘绕状态之间的阻力系数的差异。结果表明，Clasen等人（2006年）观察到的聚合物溶液液桥中毛细管变薄动力学的浓度依赖性提供了自浓缩增强线圈拉伸滞后的直接证据。
2014-04-27 cond-mat.soft
Molecular conformations of dumbbell-shaped polymers in good solvent
利用场论分析方法和珠-弹簧粗粒分子动力学模拟研究了由两个环连接到一个线性间隔链段两端的哑铃状聚合物的构象性质。我们调查的间隔段的相对长度的影响，侧环的长度上的形状和哑铃的相对大小相比，线性聚合物的质量相等。我们发现，哑铃短间隔比线性聚合物更紧凑。然而，我们观察到边环对哑铃尺寸的影响随着间隔物长度的增加而变得可以忽略不计。因此，具有长间隔基的哑铃状分子在尺寸上与相应的线性链相当。我们的分析理论预测的定量交叉之间的短期和长期的间隔行为，并通过数值模拟证实。
2023-03-21 cond-mat.soft
Linear Viscoelasticity of Semidilute Unentangled Flexible Polymer Solutions
IITB-Monash Research Academy, Indian Institute of Technology Bombay（IITB-莫纳什研究学院，印度理工学院孟买分校）；Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校化学工程系）；Department of Chemical and Biological Engineering, Monash University（莫纳什大学化学与生物工程系）
通过布朗动态模拟研究了柔性聚合物溶液在稀释和半稀释无缠结区域的线性粘弹性响应，揭示了微观链动力学与宏观粘弹性响应的关联，验证了Zimm行为和Rouse动力学的过渡。
2026-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion dynamics of star-shaped macromolecules in dilute solutions
本文利用多粒子碰撞动力学研究稀溶液中星形聚合物链形状对质心扩散的影响，发现高各向异性星形链因旋转扩散较慢而具有更快的平动扩散速率。
2023-07-10 cond-mat.soft
Single chain properties of polyelectrolytes in poor solvent
使用分子动力学模拟，我们研究了在不良溶剂中的强带电聚电解质的稀溶液的行为，在那里我们明确地考虑到抗衡离子。我们专注于链的构象性质的条件下，链链之间的相互作用可以忽略不计，但反离子浓度仍然有限。我们调查的构象方面的参数链长，库仑相互作用强度，和溶剂质量，并探讨在该制度的短程疏水相互作用和长程库仑相互作用之间的竞争导致珍珠项链状结构。我们观察到，在珍珠和字符串的数量和大小的波动导致只有小的直接签名，如单链形状因子的实验观测。此外，我们没有观察到预测的一阶崩溃的项链成一个球状结构时，反凝聚套。我们还将表明，珍珠项链制度是相当小的强电荷的聚电解质在有限的密度。由于电荷分布和链构象之间的微妙相互作用，即使是链电荷分数的微小变化也会对构象产生很大影响。
2003-06-06 cond-mat.soft
Chain connectivity and conformational variability of polymers: Clues to an adequate thermodynamic description of their solutions I: Dilute solutions
这是两个部分的第一个调查的Flory-Huggins相互作用参数chi作为组成和链长的函数。第一部分包括实验和理论工作。前者包括合成具有不同摩尔质量的聚二甲基硅氧烷，并通过光散射和渗透压测量它们在不同质量的溶剂中的第二维里系数作为M的函数。理论分析是通过将稀释过程细分为两个明显可分离的状态来进行的。它产生一个简单的表达式的范围内的对相互作用包含三个参数。参数α测量固定链构象下溶剂分子和聚合物链段之间接触形成的影响，而参数ζ量化响应于稀释而发生的构象变化的贡献;对于θ条件，ζ变为零。M的影响完全包含在参数λ中。新的关系式能够描述迄今为止难以理解的实验结果，比如chi随着M的增加而减少。根据所建立的方程对不同体系的实验信息进行评价，结果表明zeta和alpha之间存在线性相关关系。本调查的第二部分概括了本方法的解决方案的任意组成，并讨论了更详细的参数的物理意义。
2002-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Slip and friction mechanisms at polymer semi-dilute solutions / solid interfaces
研究了聚合物体积分数$ϕ$对聚苯乙烯在邻苯二甲酸二乙酯中的半稀溶液与两个固体表面接触时的稳态滑移和界面摩擦的影响。所有样品都有明显的滑移，滑移长度b服从幂律关系。Navier界面摩擦系数k由滑移长度测量值和溶液粘度$η$的独立测量值推导得出。所观察到的k与$ϕ$的比例明显排除了基于耗尽层存在的摩擦的分子机制。相反，我们表明，$η$（$ϕ$）和k（$ϕ$）的数据被理解时，考虑到溶剂摩擦$ϕ$的依赖性。两个模型，基于摩擦的斑点或固体表面上的单体，很好地描述了我们的数据。两者都指出Navier界面摩擦是一种半局部现象。
2021-05-10 cond-mat.soft
Orientational order and topological defects in a dilute solutions of rodlike polymers at low Reynolds number
本研究通过直接数值模拟探究低雷诺数下刚性棒状聚合物稀溶液的取向与混沌流的关系，发现棒状聚合物倾向与速度场对齐，旋转无序区关联强涡度梯度，类湍流行为与平均指向矢场拓扑缺陷相关，分析覆盖二维与三维。
2023-12-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Two-parameter model predictions and theta-point crossover for linear-polymer solutions
我们考虑了单分散聚合物溶液的渗透压、回转半径、流体动力学半径和端到端距离的前几个维里系数。我们确定了相应的双参数模型函数参数化之间的良好的溶剂和理想链的行为的交叉。这些结果使我们能够预测的渗透压和聚合物的大小在稀释制度在一个大的温度区域以上的θ点。
2007-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
The Rouse-Zimm-Brinkman theory of the dynamics of polymers in dilute solutions
我们提出了一个理论的聚合物在稀溶液中的动力学，其中流行的Zimm和Rouse模型是无限大和无限小的排水参数的极限情况下。聚合物链段（珠粒）的运动方程与溶剂速度的Brinkman方程一起求解，该方程考虑了溶液中其他聚合物线团的存在。得到了聚合物简正模的方程和相应的时间关联函数，证明了聚合物的扩散和内模的弛豫有随时间变化的流体力学屏蔽的趋势。随着溶液中线团浓度的增加，它们都表现出向（确切地）Rouse行为的过渡。计算了溶液的剪切粘度、Huggins系数等物理量，与已知结果有显著差异。
2005-09-15 cond-mat.soft
A study for the static properties of symmetric linear multiblock copolymers under poor solvent conditions
我们使用一个标准的珠-弹簧模型和分子动力学模拟来研究静态性能的对称线性多嵌段共聚物链和它们的块在稀溶液中的不良溶剂条件下，从制度接近θ条件，其中链采取线圈状的形成，到较差的溶剂制度，其中链崩溃获得一个球状的形成和相分离之间的块发生。我们像对标准模型那样选择相互作用参数，即，Lennard-Jones流体，我们考虑对称链，即，多嵌段共聚物由偶数个具有相同长度$N_{A}=N_{B}=N$的交替的化学上不同的A和B嵌段的$n$组成。我们展示了如何通常的静态性能的个别块和整个多块链可以反映这样的大分子的相行为。此外，当链在一定范围的$n$的不良溶剂中时，诸如嵌段数$n$的参数如何影响各个嵌段的性质。这些对称的多嵌段共聚物的静态性能的详细讨论。我们的研究结果结合最近的模拟结果的多嵌段共聚物链的行为提供了一个完整的图片，这些大分子在不良溶剂条件下的行为，至少在这种最对称的情况下。由于我们的参数的标准选择，我们的系统可以用作相关模型的基准，其目的是捕捉各种生物系统行为的基本方面。
2012-03-01 cond-mat.soft
Direct observation of DNA dynamics in semi-dilute solutions in extensional flow
半稀释聚合物溶液的动态行为受溶剂质量、浓度、分子量和流动类型之间的相互作用控制。半稀溶液的特征在于浓度的大波动，其中聚合物线圈相互渗透，但在平衡时可能不会拓扑缠结。在非平衡流动中，通常认为聚合物链可以在半稀释溶液中自缠结，从而导致在平衡时名义上未缠结的溶液中的缠结。尽管最近取得了进展，但我们仍然缺乏对这些动力学的完整分子水平的理解。在这项工作中，我们使用单分子技术来研究DNA在平面拉伸流中的半稀释溶液的动力学，包括高拉伸的聚合物松弛，阶跃应变实验中的瞬态拉伸动力学，以及流动中的稳态拉伸。我们的研究结果是一致的幂律缩放的最长的聚合物在半稀溶液中的弛豫时间，揭示了一个有效的排除体积指数$ν$ = 0.56。我们进一步研究了拉伸流动中的非平衡拉伸动力学，结果表明，在中等韦森伯格数和温和的线圈到拉伸过渡在半稀溶液中的稀释溶液相比，在瞬态聚合物拉伸减少。有趣的是，一组独特的分子构象在瞬态拉伸过程中的单一聚合物在半稀溶液中观察到，这表明瞬态拉伸途径的聚合物链在半稀溶液中是定性不同的稀溶液由于分子间的相互作用。总之，这项工作提供了一个分子框架，了解非平衡拉伸动力学的半稀溶液在强流。
2016-12-02 cond-mat.soft
Diffusion of a sphere in a dilute solution of polymer coils
通过求解两粒子系统的Smoluchowski方程和应用广义Einstein关系（涨落耗散定理），计算了低密度极限下球形示踪粒子在聚合物溶液中的短时和长时扩散系数.示踪剂颗粒以及聚合物线圈被理想化为具有溶剂的无滑移边界条件的硬球，但聚合物线圈的流体动力学半径被允许小于直接相互作用半径。我们考虑流体动力学相互作用的粒子距离的第11阶。在小分子聚合物的极限下，得到了预期的广义Stokes-Einstein关系，对于大分子聚合物，长时间扩散系数也大致服从广义Stokes-Einstein关系，而短时间扩散系数则不服从广义Stokes-Einstein关系。我们找到了良好的定性和定量的协议实验。
2009-08-12 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Study of Transport Properties of Cysteine in Water
分子动力学模拟是分析系统动力学性质的重要手段。利用GROMACS软件对半胱氨酸在SPCE水溶液中的扩散过程进行了分子动力学模拟，研究了5种不同温度（288 K，293 K，303 K，313 K，323 K）和1bar压力下的扩散过程。在整个模拟过程中使用OPLS AA力场参数。所研究的体系由3个半胱氨酸分子（摩尔分数0.003）作为溶质和1039个水分子（摩尔分数0.997）作为溶剂组成。研究了溶剂-溶剂和溶质-溶剂分子五种不同原子组合的径向分布函数（RDFs），用于结构分析。在RDFs图中观察到至少两个或更多个不同的峰，这意味着溶剂溶剂和溶质溶剂的原子之间存在至少多达两个配位壳层的相互作用。利用爱因斯坦方程中的均方位移（MSD）确定溶质和溶剂的自扩散系数。利用自扩散系数，通过Darkens关系计算二元扩散系数。自扩散系数和二元扩散系数的计算值与实验值进行了比较，两者的一致性在12%以内。扩散的温度依赖性表明通过Arrhenius图，并与这些图的帮助下，扩散的活化能计算与实验结果在13%以内同意。
2018-09-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
A Statistical Theory of cosolvent-induced coil-globule transitions in dilute polymer solution
我们提出了一个统计模型的稀聚合物溶液在良溶剂中的存在下，低分子量的助溶剂。我们研究了共溶剂浓度的变化和共溶剂与聚合物之间的相互作用类型引起的聚合物的构象变化。我们描述的聚合物在溶液中的爱德华兹模型，其中的配分函数的聚合物链与一个固定的回转半径的框架中的平均场近似描述。聚合物共溶剂和共溶剂共溶剂的相互作用在总亥姆霍兹自由能的贡献也被处理内的平均场近似。为了方便起见，我们将体系体积分为两部分：通过其回转体积表示的聚合物链所占据的体积和本体溶液。考虑到两个子体积之间的平衡，我们得到了溶液的总Helmholtz自由能作为回转半径和回转体积内的共溶剂浓度的函数。最小化后的总亥姆霍兹自由能相对于其参数，我们得到一个系统的耦合方程相对于聚合物链的回转回转半径和共溶剂浓度内的回转体积。改变聚合物和共溶剂之间的相互作用强度，我们表明，聚合物的崩溃发生在两种情况下-无论是当聚合物和共溶剂之间的相互作用是排斥性的或当相互作用是有吸引力的。所报告的效果可能与不同学科有关，其中在共溶剂存在下大分子的构象转变是令人感兴趣的，特别是在生物学、化学和材料科学中。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer solutions: from hard monomers to soft polymers
一个粗粒化的战略相互作用的聚合物的稀溶液和半稀溶液，胶体聚合物混合物的简要说明。追踪到的自由度，以获得一个有效的，依赖于状态的对聚合物的质量中心之间的潜力。在结垢分析中讨论了良好和不良溶剂条件之间的交叉。该方法被扩展到嵌段共聚物表示为“项链”的软“斑点”，它的成功在这里说明的对称的二嵌段共聚物，表现出微相分离的情况下。
2005-07-15 cond-mat.soft
Axial dispersion in dilute solutions of linear and branched polymers in parallel-plate and expansion-contraction microchannels
Auburn University（奥本大学）；University of Illinois, Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
利用多粒子碰撞动力学模拟，研究了线性、梳形和星形聚合物在平行板和正弦膨胀-收缩微通道中的轴向分散，发现分散系数依赖于聚合物构型和浓度，并通过考虑聚合物扩散系数的限制效应和流场贡献，使用考虑非均匀分布的理论合理预测了平行板微通道中的分散系数。
2026-06-02 cond-mat.soft
Entropic force in a dilute solution of real ring polymer chains with different topological structures in a slit of two parallel walls with mixed boundary conditions
本文通过分子动力学模拟研究不同拓扑结构真实环形聚合物链在混合边界条件狭缝中对壁面施加的熵力，结果与理想环形聚合物解析结果定性一致，并指出其在材料工程、生物过程及MEMS/NEMS减摩中的潜在应用。
2024-01-17 cond-mat.soft
Effects of viscoelasticity on shear-thickening in dilute suspensions in a viscoelastic fluid
我们调查以前未澄清的流体弹性剪切增稠稀悬浮液中的Oldrophil-B粘弹性流体使用一种新的直接数值模拟的基础上平滑的配置文件的方法。流体弹性由Weissenberg数Wi和粘度比$1-β=η_p/(η_s+η_p)$确定，粘度比测量聚合物应力和流动之间的耦合：$η_p$和$η_s$分别是聚合物和溶剂的粘度，随着$1-β$的增加，虽然应力与$β\to 1$极限相比没有显著变化，对不同$1-β$的颗粒周围的流动和构象动力学的分析表明，在大的$1-β$下，聚合物应力调节流动，$β$对聚合物应力发展的这种影响表明流体弹性和流动之间的复杂耦合，并且对于理解粘弹性介质中悬浮液中的流变学和流体动力学相互作用是必要的。
2020-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular Dynamics Simulations of Semi-Dilute and Concentrated Solutions: Unexpected Finite Size Effects in Osmotic Pressure
我们探索半稀释和浓缩的低聚物和聚合物在一个广泛的范围内的聚合指数N范围从1到100和范围内的单体数密度$ϕ$从0.1到0.8通过分子动力学模拟和良好的溶剂条件下。该参数范围涵盖无重叠和强链重叠两种情况，如通过聚合物填充分数$0.1\leΦ\le{14}$所量化的。与一些普遍的看法相反，渗透压的非理想部分表现出强烈的有限尺寸效应。在重叠区，它大大偏离de Cloizeaux的标度形式。有限尺寸校正项与1/N成比例，与$Φ$无关。我们提出了一个简单的唯象描述的渗透压在无限链的限制和1/N校正项的单体密度依赖性。我们将有限尺寸效应的处理扩展到包含2种不同链长的二元混合物，并证明了所提出的状态方程适用于有效的质量平均逆链长$1/N_{eff}$。我们还讨论了回转半径密度依赖性中的有限尺寸效应。
2020-11-29 cond-mat.soft
Liquid crystalline structures formed by sphere-rod amphiphilic molecules in solvents
本研究探究T形KTOF4球-棒两亲分子在水-二氧六环混合溶剂中的自组装，发现其形成由溶剂中二氧六环体积分数调控的同心球或平层结构，为球-棒分子自组装行为研究提供了新见解。
2025-02-10 cond-mat.soft
Rheology of dilute polymer solutions with time-dependent screening of hydrodynamic interactions
流体动力学相互作用（HI）的筛选本质上影响聚合物溶液的宏观性质。这种筛选不仅取决于聚合物浓度，而且具有动态性质。在目前的工作中，珠弹簧理论的发展，在这种现象被描述为解决方案的非纠缠的聚合物线圈。将测试聚合物的珠粒的运动方程与溶剂速度的Brinkman方程一起求解，所述Brinkman方程考虑了溶液中其他线圈的存在。给出了聚合物简正模的时间关联函数，证明了在线圈扩散和内模弛豫过程中，HI屏蔽的趋势。随着线圈浓度的增加，它们都表现出向精确的Rouse行为的过渡。计算了溶液的粘度和其他一些可观测的量。随着时间的增加，含时量的行为从Rouse区到Zimm区再到Rouse动力学。
2007-11-02 cond-mat.soft
Aggregation in Dilute Aqueous Solutions of Hydroxypropyl Cellulose with Salt Ions
本文通过光散射实验和引入界面能量密度的Cahn-Hilliard方程模拟，研究了含碱金属盐离子的羟丙基纤维素稀溶液热聚集行为，发现疏水作用增强会导致聚集体尺寸增大。
2025-04-07 cond-mat.soft
Dissipative particle dynamics simulations of a single isolated polymer chain in a dilute solution
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究通过耗散粒子动力学模拟探究稀溶液中聚合物链的动力学，分析排斥参数对链静态与动态性质的影响，验证了模拟结果与实验、MD及BD模拟的一致性。
2019-07-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
Scattering function of semiflexible polymer chains under good solvent conditions
利用截断-富集Rosenbluth蒙特卡罗算法，在考虑拉伸力的影响下，在$d=2$和$d=3$维上计算了半柔性大分子稀溶液在良溶剂条件下的散射函数.使用自避免行走的$N = 25600$步骤上的正方形和简单立方晶格，可变链刚度建模通过引入能量罚$ε_b$链弯曲;改变$q_b=\exp (- ε_b/k_BT)$从$q_b=1$（完全柔性链）到$q_b = 0.005$，持久长度可以变化超过两个数量级。对于未拉伸的半柔性链，我们测试的Kratky-Porod蠕虫状链模型描述的散射函数的适用性，并讨论方法提取持久性长度估计散射。虽然在$d=2$中，从棒状链到自避免行走的直接交叉使Kratky-Porod描述无效，但如果Kuhn段$n_K$的数量不超过极限值$n^*_K$（取决于持久长度），则在$d=3$中对于刚性链成立。对于拉伸链，Pincus斑点大小作为进一步的特征长度尺度输入。如果使用实际观察到的链延伸$<X>$（在力的方向上的端到端距离）以及相应的纵向和横向线性尺寸$<X^2> - <X>^2$、$<R_{g,\bot}^2>$，则通过修改的德拜函数很好地描述了散射的各向异性。
2012-08-17 cond-mat.soft
