Glassy Dynamics in Polyalcohols: Intermolecular Simplicity vs. Intramolecular Complexity
使用去偏振光散射，我们最近表明，结构弛豫在很宽的范围内的过冷液体如下，以良好的近似，一个通用的线的形状与高频幂律$ω^{-1/2}$。我们现在继续这项研究，研究了一系列系统的多元醇（PA），经常用作模型系统在玻璃科学，即，因为它们各自的介电损耗谱的宽度沿着该系列变化很大。我们的研究结果表明，所观察到的松弛行为的微观起源不同的PA之间的显着变化：而短链的PA如甘油旋转或多或少的刚性实体和他们的光散射光谱遵循通用的形状，长链的PA如山梨糖醇显示明显的分子内动态贡献的时间尺度上的结构松弛，导致系统偏离通用的形状。基于这些研究结果，我们讨论了一个重要的限制观察一般的形状在过冷液体：被探测的动力学需要反映分子间的动力学异质性，并不能叠加的影响，分子内的动力学异质性。
2022-05-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
Cooperative intramolecular dynamics control the chain-length-dependent glass transition in polymers
玻璃化转变是材料科学中一个长期未解决的问题。对于聚合物，我们对玻璃形成的理解特别差，这是由于链连接性和柔性的复杂性增加;因此，聚合物的结构松弛涉及分子内和分子间协同性之间的复杂相互作用。在这里，我们研究了玻璃化转变温度Tg如何随不同聚合物化学性质和链柔性的分子量M而变化。我们发现，Tg（M）是由每个构象自由度的平均质量（或体积）控制，和一个“本地”分子松弛（涉及一些构象）控制较大规模的合作α松弛负责Tg。我们建议，动态便利，“本地”放松促进相邻的松弛，导致分层动态，可以解释我们的观察，包括对数Tg（M）的依赖性。我们的研究提供了一个新的理解的分子松弛和聚合物的玻璃化转变，这铺平了道路的预测设计的聚合物的基础上单体规模的指标。
2022-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controlling mechanical properties of a polymeric glass
在这项工作中，我们使用分子模拟研究的方法来控制聚合物玻璃材料的机械性能，如弹性模量，机械不均匀性以及它们的玻璃化转变温度。我们研究了填充和未填充的聚合物，并研究了颗粒尺寸，体积分数和聚合物-颗粒相互作用的影响。我们确定了弹性模量和玻璃化转变温度的流动性和动态异质性之间的关系。
2016-10-12 cond-mat.soft
Aging of Thermoreversible Gel of Associating Polymers
我们进行了朗之万动力学模拟的两亲性聚合物，含有强关联的贴纸连接长的可溶性链段。我们探索了由粘着剂聚集体（簇）交联的热可逆凝胶的老化，并观察到它们的寿命随着老化而急剧增加。我们发现，所观察到的老化是网络结构重组的结果：交联的数量随着时间的推移而减少，因为小的集群解体，它们的贴纸被大的集群重新吸收，这些集群通过在它们的贴纸之间形成额外的分子内关联而变得更加稳定。
2020-02-02 cond-mat.soft
Molecular rotors to probe the local viscosity of a polymer glass
我们研究了局部粘度的聚合物玻璃在其玻璃化转变温度附近使用环境敏感的荧光分子转子嵌入在聚合物基体。转子的荧光取决于局部粘度，并且测量探针的荧光强度和寿命因此允许测量当经历玻璃化转变时聚合物玻璃中的局部自由体积。这也使我们能够研究的局部粘度和自由体积时，聚合物薄膜被置于外部应力。我们发现，薄膜不均匀流动，但经历剪切带，这是可见的空间变化的自由体积和粘度。
2022-04-19 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
Frictional dissipation of polymeric solids vs interfacial glass transition
我们提出了一个玻璃状聚合物和光滑的二氧化硅基板接枝与不同的覆盖密度和形态的烷基硅烷层之间的单接触摩擦实验。这允许我们调整聚合物/基底相互作用强度。我们发现，当从弱相互作用到强相互作用时，剪切局部化的界面连接处的响应从高粘性阈值流体的响应演变为塑性变形的玻璃态固体的响应。我们分析这是由于相互作用引起的“界面玻璃化转变”的压力帮助。
2006-07-19 cond-mat.soft
Analytical Rescaling of Polymer Dynamics from Mesoscale Simulations
我们提出了一种理论方法来缩放模拟粗粒聚合物液体的人工快速动力学的现实价值。由于粗粒化影响熵和耗散，两个因素进入重标度：包括分子内振动自由度，和重标度的摩擦系数。因为我们的方法是分析性的，所以它是通用的和可转移的。平移和旋转扩散的未纠缠和纠缠的聚乙烯熔体，预测粗粒聚合物熔体的介观尺度模拟，使用我们的重新缩放程序，与联合原子模拟和实验定量一致。
2011-03-10 cond-mat.soft
Generalized Entropy Theory of Glass Formation in Polymer Melts with Specific Interactions
化学结构长期以来一直被认为对聚合物玻璃的形成有很大的影响，但是预测化学结构如何决定玻璃形成聚合物性质的一般分子理论发展缓慢。虽然广义熵理论（GET）解释了各种分子细节对聚合物玻璃形成的影响，但GET的应用迄今为止仅限于使用最简单的聚合物模型，其中物质的单体内的所有联合原子基团与共同的单体平均范德华能相互作用。然而，充满活力的不均匀性是普遍存在的单体中的真正的聚合物，它们的影响聚合物玻璃的形成仍有待于理论研究。本文使用的GET的扩展，探讨单体内的能量不均匀性的影响后的聚合物玻璃形成的性质。本论文的重点是建立一般趋势的玻璃形成的特征性质的变化，如等压脆性参数$m_P$和玻璃化转变温度$T_g$，与分子的细节，如特定的相互作用和链刚度。我们的计算证实，以前使用的模型与单体平均的相互作用正确地捕捉一般趋势的变化$m_P$和$T_g$与各种分子参数。更重要的是，调整单体内的能量不均匀性单独显示为定制玻璃形成聚合物的性质提供了有效的机制。沿等脆性和iso- $T_g$线的聚合物性能的变化被示出为重要的设计工具，用于表现出特定的相互作用和链刚度的综合影响。
2015-03-21 cond-mat.soft
Gel Formation in Reversibly Cross-Linking Polymers
通过Langevin动力学模拟，我们研究了无规官能化聚合物在溶液中的凝胶形成，具有形成分子内和分子间可逆键的能力。在高度稀释的条件下，这些聚合物形成柔软的纳米物体（所谓的单链纳米颗粒，SCNP），这是由反应性官能团的纯分子内交联产生的。在这里，我们表明，在有限浓度的分子内和分子间的债券之间的竞争是由各种熵的贡献的微妙的平衡，并导致密度依赖的有效价。系统跨越网络形成在相对较低的单体密度和它们的稳定性介导的只是一个小数目的分子间连接每个链。此外，分子间键的形成可以诱导聚合物尺寸对长键寿命的密度的非单调依赖性。同时，聚合物的聚合物的集群采用分子内结构的特点，自避免链，这构成了一个强烈的对比，不可逆SCNP在拥挤的解决方案与纯粹的拓扑相互作用（没有分子间键）的分形球状行为。最后，我们研究了系统的动力学，它显示了可逆凝胶形成系统所期望的签名。一个有趣的行为出现在重组动力学的集群。弛豫主要是通过长距离扩散介导的，通过断裂和形成键，不离开弛豫簇的链。关于短暂游离的少数链，它们重新附着到簇上所花费的时间完全由键强度决定。
2020-12-01 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
Reaching the ideal glass transition by aging polymer films
为了寻找理想的玻璃化转变，我们利用玻璃态聚合物薄膜在非常短的时间尺度内探索低能态的能力。我们使用30 nm厚的聚苯乙烯（PS）薄膜，它在过冷状态下基本上显示了本体聚合物平衡热力学和动力学。我们表明，在玻璃态，该系统表现出两种机制的平衡恢复。更快的一个，活性远低于动力学玻璃化转变温度（$T_g$），允许大量的焓恢复。这意味着“假想”温度（$T_f$）达到与PS的预测Kauzmann温度（$T_K$）一样低的值。一旦达到对应于$T_f = T_K$的热力学状态，就没有观察到焓的进一步降低。这被解释为理想玻璃化转变的标志。
2016-11-11 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
Scaling out the density dependence of the $α$ relaxation in glassforming polymers
我们发现，密度和温度依赖性的$α$ -弛豫时间的几个玻璃形成聚合物可以通过一个单一的缩放变量$X=e(ρ)/T$，其中$e(ρ)$是很好的拟合幂律$ρ^x$，$x$是一个物种特异性参数。这意味着，“脆弱性”是一个内在的，密度无关的性质的玻璃形成其super-Arrhenius放缓松弛的特点，它导致我们提出一个修改著名的安吉尔图。
2004-04-02 cond-mat.soft
Multiple glass transitions in star polymer mixtures: Insights from theory and simulations
用模式耦合理论和广泛的分子动力学计算机模拟研究了星型聚合物二元混合物的玻璃化转变。特别是，我们已经探讨了玻璃化的尺寸不对称$δ$和浓度$ρ_2$的小的星形聚合物在固定浓度的大的参数空间。根据参数的选择，三种不同的玻璃态被确定：一个单一的玻璃的大聚合物在低$δ$和低$ρ_2$，一个双玻璃在高$δ$和低$ρ_2$，和一种新的双玻璃在高$ρ_2$和高$δ$，其特征在于由一个强大的本地化的小颗粒。在低$δ$和高$ρ_2$下，玻璃化和相分离之间存在竞争。以$(δ, ρ_2)$平面为中心，出现一个液态湖，揭示了可重入的玻璃形成。我们比较的动态密度泛函的理论预测的行为，并发现两者之间显着的协议。
2008-11-10 cond-mat.soft
Friction as a probe of surface properties of a polymer glass
我们探测玻璃态聚（甲基丙烯酸甲酯）透镜和涂有甲基封端的自组装单层的平面基板之间的界面处的摩擦温度依赖性。单层表现出密度缺陷，作为钉扎网站的聚合物链。我们表明，这样的界面的剪切响应支持存在，在玻璃状聚合物的表面，一个纳米厚的层的移动链。摩擦可以归因于在该层中的粘性耗散和吸附在衬底上的链的脱钉之间的相互作用。我们进一步证明了钉扎动力学是由局域在界面的β旋转运动控制的。
2007-07-13 cond-mat.soft
Polymer glass transition occurs at the marginal rigidity point with connectivity z*=4
我们重新审视的物理起源的聚合物玻璃化转变的角度来看，边际刚性，这是实现了一定数量的分子间接触。在熔融/不良溶剂中的聚合物链的情况下，每个单体具有由共价键结合的两个邻居，以及由Lennard-Jones（LJ）势建模的许多中心力接触。我们发现，当每个单体（共价和非共价）的平均接触数超过临界值z*=4时，系统变得固体和动力学逮捕-一个状态，我们宣布玻璃。粗粒布朗动力学模拟表明，在足够强度的LJ吸引力（其有效地表示淬灭的深度或溶剂的质量）下，聚合物小球确实越过了z*=4的阈值，并且确实变成了玻璃。我们通过显示z<z* 处的“液体”聚合物液滴（其改变形状并在平衡中采用球形构象）与z>z* 处的“玻璃状”液滴（其在z* 交叉的时刻保持其冻结的形状）之间的区别来验证这一点。这些结果提供了一个强大的工作标准，区分液体从玻璃的线性聚合物。
2016-07-09 cond-mat.soft
Crossover of aging dynamics in polymer glass: from cumulative aging to non-cumulative aging
通过测量聚合物玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在$T_2$和$T_1$两个温度之间的温度偏移$ΔT$（$\le $ 20 K）后在固定频率下的交流介电极化率，研究了其老化行为。使用双温（$T$ -）位移测量，随着$ΔT$的增加，可以观察到从累积老化到非累积老化的交叉。基于激活动力学给出的动力学相干长度的增长规律，我们得到了正、负$T$位移的唯一相干长度。讨论了聚合物玻璃中存在温度混沌的可能性。
2008-01-05 cond-mat.soft
Interdiffusion of Solvent into Glassy Polymer Films: A Molecular Dynamics Study
采用大尺度分子动力学和巨正则蒙特卡罗模拟技术研究了聚合物从熔融态向玻璃态转变过程中溶剂向缠结聚合物基体中的互扩散行为。聚合物的重量增加随着时间的推移$t$作为$t^{1/2}$与菲克扩散协议的所有情况下研究，虽然扩散率被发现是强烈的浓度依赖性，特别是作为一个方法的聚合物的玻璃化转变温度。作为溶剂浓度的函数的扩散率确定使用的一维Fick的扩散方程模型进行比较，使用Darken方程从模拟平衡的溶剂-聚合物溶液计算的扩散率。使用这两种不同的方法计算的扩散率是在良好的协议。扩散系数的行为强烈地依赖于聚合物的状态，并且与溶剂浓度分布的形状有关。
2004-07-23 cond-mat.soft
Thermorheological Complexity in Polymers and the Problem of the Glass Transition
目前玻璃化转变研究的焦点是动态不均匀性的作用。虽然这些努力可能会澄清的壮观的变化接近玻璃化的液体的性质的起源，我们指出，一个看似相关的现象，聚合物中的热流变复杂性，必须涉及不同的机制。特别是，从考虑的各种属性，涉及链动力学，平均在不同的长度和时间尺度不能提供一个解决方案的热流变复杂性的问题。
2013-05-14 cond-mat.soft
A microscopic view of accelerated dynamics in deformed polymer glasses
从分子动力学模拟获得的节段轨迹的分子水平的分析是用来获得完整的弛豫时间谱在老化聚合物玻璃受到三种不同的变形协议。在实验中，动态可以加速几个数量级，并直接观察到蠕变过程中的弛豫时间分布变窄。此外，加速因子描述的弛豫时间分布的变换计算，发现服从一个普遍的依赖于全球应变，独立的年龄和变形协议。
2010-08-16 cond-mat.soft
Beta-relaxation of non-polymeric liquids close to the glass transition
吡啶-甲苯溶液中的介电β-弛豫研究接近玻璃化转变。在平衡液体状态下，β损耗峰值频率不是Arrhenius（如在玻璃中），而是几乎与温度无关，而最大损耗与温度密切相关。损耗峰值频率和最大损耗都表现出热滞后现象。识别了一个新的与退火状态无关的参数，该参数涉及损耗和损耗峰值频率。该参数具有简单的Arrhenius温度依赖性，并且不受玻璃化转变的影响。
1999-06-20 cond-mat.soft
Glass transition in Ultrathin Polymer Films : A Thermal Expansion Study
玻璃化转变过程在具有与分子尺寸相当的厚度的薄膜中受到影响。我们观察到系统的玻璃化转变温度（Tg）的聚合物膜的厚度降低低于回转半径，但在平均Tg的变化被发现是非常小的加宽。低于和高于Tg的可逆负和正热膨胀的存在增加了我们使用能量色散X射线反射率进行的厚度测量的灵敏度。一个简单的模型的Tg变化作为深度的函数预期从滑动运动可以解释的结果。我们观察到清晰的玻璃化转变，甚至为4 nm的聚苯乙烯薄膜，预计是不存在的椭圆偏振测量较厚的膜。
2005-01-19 cond-mat.soft
Polymer Glass Formation: Role of Activation Free Energy, Configurational Entropy, and Collective Motion
我们提供了一个聚合物玻璃形成的观点，重点是模型中的流体熵和集体粒子运动占主导地位的理论描述和数据分析。我们首先讨论了在高温下的液体的动力学Arrhenius制度，过渡态理论是正式适用的。然后，我们总结了熵理论的演变，从一个定性的框架，组织和解释温度依赖性粘度数据的Kauzmann制定一个假设的“理想的热力学玻璃化转变”的吉布斯和DiMarzio，其次是开创性的测量连接熵和松弛的Bestul和张和亚当吉布斯（AG）模型的玻璃形成合理化Bestul和张的意见。这些发展奠定了基础的广义熵理论（GET），它合并了一个改进的晶格模型的聚合物热力学占分子结构的细节，使分析计算的构型熵与AG模型，产生了高度预测模型的聚合物玻璃形成液体的链段结构弛豫时间。GET的发展与玻璃形成的弦模型平行发生，其中协作重排区域的具体实现被识别并量化为广泛的聚合物和其他玻璃形成材料。弦模型表明，AG的许多假设都得到了模拟的支持，而其他假设则肯定没有，从而产生了玻璃形成的熵理论，这在很大程度上与GET一致。作为GET和字符串模型不断完善，这些模型逐渐成长为一个更统一的框架，这个角度回顾了目前的发展状况，这种有前途的方法的动态聚合物玻璃形成液体。
2021-02-24 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
Aging of ring polymeric topological glass formers via thermal quench
本文利用大规模分子动力学模拟，研究了拓扑约束环形聚合物在热淬火下的玻璃态动力学响应，发现聚合物刚度与拓扑穿环约束共同决定了系统的结构弛豫与老化行为。
2025-04-03 cond-mat.soft
Interfacial Entropic Interactions Tunes Fragility and Dynamic Heterogeneity of Glassy Athermal Polymer Nanocomposite films
在纳米颗粒和基体聚合物之间的界面处的焓相互作用已知影响所得聚合物纳米复合材料（PNC）的各种性质。对于无热PNCs，由嵌入在化学上相同的聚合物中的接枝纳米颗粒组成，在确定纳米复合材料的性质中界面层（IL）相互作用的作用和程度不是很清楚。在这里，我们展示了界面层动态的脆弱性和动态异质性（DH）的非热和玻璃PNCs的影响。通过改变接枝与基质聚合物的尺寸比f来改变IL性质，这又改变基质链渗透到接枝层中的程度。发现PNCs的脆性随熵相容性的增加而单调增加，其特征在于穿透深度的增加。相反，在大多数聚合物和玻璃形成者的观察，我们观察到的依赖IL动态的脆弱性和DH之间的反相关性，量化的实验估计Kohlrausch-Watts-Williams参数和从模拟获得的非高斯参数。
2018-08-22 cond-mat.soft
Onset of glassiness in two-dimensional ring polymers: interplay of stiffness and crowding
本文通过粗粒化分子动力学模拟二维环形聚合物，揭示刚度与压力共同调控玻璃化转变，并区分柔性环拥挤与刚性环取向成畴两种机制。
2023-06-04 cond-mat.soft
Shear modulus and shear-stress fluctuations in polymer glasses
使用分子动力学模拟的一个标准的粗颗粒聚合物玻璃模型，我们调查的应力波动形式主义的剪切模量$μ$作为温度$T$和采样时间$Δt$的函数。虽然整体平均模量$μ(T)$被发现连续减少所有$Δt$采样，其标准偏差$δμ(T)$是非单调的，在玻璃化转变的一个醒目的峰值。为了说明我们的系统的有效时间平移不变性，可以使用剪切应力松弛模量$G(t)$上的加权积分来理解$μ(Δt)$。随着$Δt$的增加，$μ(T)$的交叉变得更尖锐，而$δμ(T)$的峰变得更奇异。因此，难以预测单一构型在玻璃化转变时的模量。
2017-11-02 cond-mat.soft
Parameter-free predictions of the viscoelastic response of glassy polymers from non-affine lattice dynamics
我们研究了无定形聚合物的粘弹性响应的理论和模拟。通过考虑内应力和考虑非热非仿射理论中的瞬时简正模（INMs），我们对聚合物玻璃在非零温度下的粗粒度模拟中获得的动态粘弹性模量进行了无参数预测。理论结果表明，非常好的对应关系与流变学数据收集的分子动力学模拟超过五个数量级的频率，与一些不稳定性，积累在低频部分的玻璃化转变的方法。这些结果提供的证据表明，机械玻璃化转变本身是连续的，因此代表一个交叉，而不是一个真正的相变。在玻璃化转变温度范围内的低频储能模量的相对急剧下降可以在所提出的理论内机械地解释：低本征频率振动激发（玻色子峰和接近零的能量激发）的扩散直接导致储能模量的负非仿射贡献的快速增长。
2018-09-05 cond-mat.soft
Numerical determination of shear stress relaxation modulus of polymer glasses
专注于模拟聚合物玻璃远低于玻璃化转变，我们确认的有效性和效率最近提出的简单平均表达式$G(t) = μ_A - h(t)$的计算确定的剪切应力松弛模量$G(t)$。这里，$μ_A = G(0)$表征了系统在$t=0$处的仿射剪切变换，$h(t)$表征了瞬时剪切应力的均方位移作为时间的函数$t$。这种关系被认为是特别有用的淬火或呆滞的瞬态剪切应力，必然出现低于玻璃化转变的系统。在此极限下，使用剪切应力自关联函数$c(t)$的普遍接受的关系式$G(t)=c(t)$变得不正确。
2022-01-31 cond-mat.soft
Tunable Cooperative Motion, Rigidity, and Glassy Dynamics in Knotted Ring Polymer Melts
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences（中国科学院长春应用化学研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究通过分子动力学分析结环聚合物熔体中结复杂度和分子质量对玻璃形成的影响，揭示了通过结约束可调节协同运动、刚性和玻璃动力学，并验证了多种玻璃形成模型的定量描述。
2026-03-14 cond-mat.soft
RFOT theory for glassy dynamics in a single condensed polymer
具有相似自由能的单个凝聚聚合物（SCP）的紧密结构的数量随聚合度呈指数增长。与结构玻璃（SG）类似，我们预计在低温下，链松弛应通过紧凑的亚稳态之间的活化转变而发生。通过发展的SCP是线性耦合到一个参考状态的状态，我们表明，低于动态转变温度（$T_d$），SCP被困在一个亚稳态导致缓慢的动态。在较低的温度下，$T_K \ne 0$，构型熵消失，导致热力学随机一级理想玻璃化转变。弛豫时间服从Vogel-Fulcher-Tamman定律，在$T=T_0 \approx T_K$处发散。这些发现与随机一阶跃迁理论相一致，表明SCP和SG具有相似的普适性。
2020-09-11 cond-mat.soft
A coarse-grained polymer model for studying the glass transition
为了研究具有自由表面的聚合物熔体的冷却行为和玻璃化转变，建立了一个粗粒弱半柔性聚合物模型。基于一个标准的珠弹簧模型与纯粹的排斥相互作用的吸引力之间的非键合单体的潜力被添加，这样的聚合物熔体的压力被调整为零。此外，通常使用的键弯曲电位[Everaers等人，Science 303，823（2004）]控制链刚度被新的键弯曲势取代。对于这个模型，我们表明，库恩长度和内部距离沿链在熔体中只有很弱的依赖于温度，就像典型的实验系统。通过熔体密度的温度依赖性和链流动性的特征性非阿耳修斯减慢来观察玻璃化转变。该模型被设置为允许模型之间的快速切换，其中已经存在大量的数据。
2019-09-06 cond-mat.soft
Glass formation in mechanically interlocked ring polymers: the role of induced chain stiffness
本文通过分子动力学模拟研究机械互锁环状聚合物的玻璃化转变，发现减小链长可诱导子环有效刚性，统一解释短链互锁环的结构特征与动力学停滞，并揭示冷却过程中从弱笼蔽到强笼蔽的转变及链刚性对玻璃态深度的影响。
2024-07-05 cond-mat.soft
Polymer Glass-Formation in Variable Dimension
我们探讨了玻璃形成的性质在可变空间维度（$d$）的基础上的广义熵理论，合成的Adam-Gibbs模型与直接计算的构型熵的聚合物流体使用一个已建立的统计力学模型。我们发现，在流体状态下的结构松弛渐近成为Arabius在$d\rightarrow\infty$极限和足够的冷却后，流体转换到一个致密的非晶态与有限的正剩余构型熵附近的$d=8$临界尺寸以上。直接计算的等温压缩性和热膨胀系数，采取的物理措施的包装挫折，表明这些流体性质强烈相关的脆弱性的玻璃形成。
2016-11-08 cond-mat.soft
Persistent Homology Reveals the Role of Stiffness in Forming Topological Glasses in Dense Solutions of Ring Polymers
本研究利用持久同调量化不同链刚性环聚合物的穿线结构，发现刚性链能产生更大的环以建立穿线结构，从而在拓扑玻璃形成中起关键作用。
2024-11-17 cond-mat.soft
Explainability and Transferability of Machine Learning Models for Predicting the Glass Transition Temperature of Polymers
本文研究聚合物玻璃化转变温度预测中特征表示、训练数据范围与算法对机器学习模型可解释性和可迁移性的影响，证明少参数线性模型可达到复杂非线性模型的准确性，并揭示新的 Tg-化学结构相关性。
2023-08-19 cond-mat.soft
Understanding the Role of Particle Deformability on the Crystal and Glass formation using Two-dimensional Ring Polymer Model
本研究通过二维环形聚合物模型探讨粒子变形性对晶体和玻璃形成的影响，发现变形性变化可驱动晶态向无序玻璃态转变，并揭示了有限尺寸效应。
2025-11-28 cond-mat.soft
The Glass Transition of Thin Polymer Films: Some Questions, and a Possible Answer
一个简单的预测模型，提出解释实验观察到的玻璃化转变温度，Tg，足够薄的聚合物薄膜的实质性转变。它侧重于小分子量的限制，在那里可以排除几何“有限尺寸”对链构象的影响。该模型是基于这样的想法，即聚合物冻结由于记忆效应的粘弹性本征模的膜，这是由边界附近的影响。在玻璃化转变的聚合物的弹性模量原来是唯一的拟合参数。与我们对短链聚苯乙烯（Mw = 2 kg/mol）的实验结果以及对较大分子获得的早期结果取得了定量一致。此外，该模型自然地解释了Tg的位移对分子量的弱依赖性。它还解释了为什么支撑膜必须比独立膜薄才能产生相同的位移，以及为什么后者取决于基底的化学性质。任意实验几何的推广是直接的。
2001-04-23 cond-mat.soft
Deformation-induced accelerated dynamics in polymer glasses
采用分子动力学模拟研究了形变对聚合物玻璃老化过程中链段动力学的影响。单个粒子的轨迹被分解成一系列的不连续的跳跃，从中我们得到三个变形协议下的松弛时间和位移的完整分布：步进应力（蠕变），步进应变，和恒定应变率变形。在实验中，在变形过程中，动力学可以加速几个数量级，并且在屈服过程中（机械恢复）完全消除了历史依赖性。老化可以解释为玻璃的弛豫时间分布中的长尾的结果，并且类似地，通过在屈服期间观察到的该分布的变窄来理解机械复原。虽然在变形下的弛豫时间分布是高度协议特定的，在每种情况下，它们可以被描述为一个通用的加速因子，只取决于应变。
2010-08-16 cond-mat.soft
Anomalous Translational Dynamics of Molecular Probes Near the Polymer Glass Transition
Department of Chemistry, Columbia University（哥伦比亚大学化学系）
研究分子探针在接近玻璃转变温度时的平动动力学，揭示动态异质性并提出理解玻璃形成体动力学的途径。
2025-12-20 cond-mat.soft
The structural relaxation time of a polymer glass during deformation
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Purdue University（普渡大学）
通过应变率切换实验测定轻度交联PMMA玻璃变形时的结构弛豫时间，发现其约等于链段关联时间，Chen-Schweizer模型可定性预测相关响应，实验与材料时间假设一致。
2026-08-10 cond-mat.soft
Relaxation time of a polymer glass stretched at very large strains
拉伸到应力硬化制度的样品的聚合物松弛动力学，在室温下，作为应变$λ$的函数，对于宽范围的应变速率$\dotγ$，通过原始的介电谱设置进行测量。机械应力改变介电谱的形状，主要是因为它影响主要的聚合物弛豫时间$τ$，其取决于$λ$并且是$\dotγ$的递减函数。最快的动力学不是在屈服时达到的，而是在软化区达到的。在硬化过程中，动力学减慢，$τ$逐渐增加。不能排除$\dotγ$和$λ$对介电强度的微小影响。
2020-02-11 cond-mat.soft
Towards the ideal glass transition by pinning in a dimer-polymer mixture
我们使用一种聚合物和它的二聚体的混合物来控制动力学的方式启发的\emph{pinning}的一部分系统。在我们的$α$ -甲基苯乙烯体系中，其中聚合物在比二聚体更高的温度下具有玻璃化转变，在中间温度下，聚合物起到“钉扎”二聚体的作用。在这个温度范围内，我们使用差示扫描量热法来推断一个点到集的长度，我们发现这是深刻的影响程度的钉扎。我们确定系统的动态与介电谱，并发现，虽然动态是非常大幅度放缓的“钉扎”，脆弱性表现出只有一个小的变化相对于我们的测量精度。这可能表明，在我们使用的方法中，脆弱性对诸如点到集长度之类的量的依赖性相对较弱。然而，另一种解释是，二聚体可以作用于聚合物的\emph{plasticize}，从而打开完全钉扎系统可能无法达到的松弛路径。
2021-10-28 cond-mat.soft
Langevin dynamics of the glass forming polymer melt: fluctuations around the random phase approximation
本文采用Martin-Siggia-Rose（MSR）泛函积分表示，研究了聚合物熔体的Langevin动力学，给出了质量密度和响应场密度两个集合变量。生成的功能（GF）考虑到波动周围的随机相位近似（RPA）到任意阶。导出了相关函数和响应函数的方程组。它通常表明，每当波动耗散定理（FDT）的情况下，我们到达类似的方程由Mori-Zwanzig得出。当FDT在玻璃相被违反的情况下，也被定性地考虑，它示出，这导致在涂抹出理想的玻璃化转变。内存内核被指定为理想的玻璃化转变作为所有西瓜图的总和。对于高斯链模型，得到了记忆核的显式表达式，并结合模式耦合方程进行了定性讨论。
1997-10-15 cond-mat.soft
Cluster Glasses of Semiflexible Ring Polymers
我们提出了计算机模拟的非打结非级联半柔性环聚合物的浓缩溶液。与它们的柔性对应物不同，收缩涉及强烈的能量惩罚，有利于环的相互渗透和聚集。我们调查的质量中心的环在非晶簇相，由无序列的扁长的扁长的环束穿透的缓慢动力学。散射函数揭示了自我和集体运动的显著解耦。质量中心之间的相关性表现出缓慢的松弛，如预期的初期玻璃化转变，表明动态逮捕的集群位置。然而，自相关在更短的时间尺度上衰减。这个特征是单个环在团簇矩阵上快速、连续交换和扩散的表现。我们的研究结果揭示了一种新的情况下，在一个简单的单分散系统的玻璃形成，其特征在于自集体解耦，软笼和温和的动态异质性。
2013-12-11 cond-mat.soft
Thermodynamic-Dynamic Interrelations in Glass-Forming Polymer Fluids
我们利用晶格集团理论（LCT）的聚合物流体表明，构型熵，焓，和内能都是密切相关的，建议由Caruthers和梅德韦杰夫最近的测量，使广义熵理论（GET）的玻璃形成，LCT和亚当-吉布斯模型的组合，可以重铸在任何这些热力学性质作为一个方便的问题。热力学标度，一种形式的密度-温度标度所表现出的动态和一些热力学性质，是用来评估的热力学性质是最自然的动力学联系在一起，我们探讨了这种标度的起源的基础上的GET和分子动力学模拟的粗粒度聚合物模型的直接计算。通过结合我们的综合建模的热力学性质，使用LCT和高度预测的GET模型的流体热力学如何与其动力学，以及模拟结果确认这些理论框架，我们获得洞察热力学方面的集体运动和缓慢的$β$ -玻璃形成液体的松弛过程。
2022-09-09 cond-mat.soft
Atomic motions in the $αβ$-region of glass-forming polymers: Molecular versus Mode Coupling Theory approach
我们提出了完全原子分子动力学模拟结果的主链聚合物，1，4-聚丁二烯，在合并区域的$α$ -和$beta$ -松弛。实空间分析揭示了除了扩散结构弛豫之外，局部化运动（"$β$样“）的发生。分子的方法提供了一个直接的连接之间的局部构象变化，反映在原子运动和二次弛豫在这种聚合物。这样的局部过程正好发生在模耦合理论的$β$过程所期望的时间窗口中。我们表明，该理论的应用仍然是可能的，并产生一个异常大的值的指数参数。这一结果可能源于两种动力学阻滞机制之间的竞争：局部构象变化的分子间堆积和分子内屏障（"$β$样“）。
2006-10-19 cond-mat.soft
Bubble growth in a confined heated polymer: the example of safety glass
Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LIPhy（LIPhy实验室）；Saint-Gobain Research Paris（圣戈班巴黎研究院）
研究揭示了夹层安全玻璃中气泡生长的物理机制，指出空气和水在特定条件下协同作用导致气泡形成，并提出了扩展的模型用于分析多组分气泡。
2026-01-21 cond-mat.soft
Dielectric and Dilatometric Studies of Glass Transitions in Thin Polymer Films
对薄聚苯乙烯膜进行介电弛豫和热膨胀光谱，以测量对应于由于$α$ -过程引起的磁化率的损耗分量中的峰的温度$T_α$和作为膜厚度$d$的函数的$α$ -弛豫时间$τ$。虽然玻璃化转变温度$T_{\rm g}$随着膜厚度的减小而减小，但发现对于$d>d_{\rm c}$，$T_α$和$τ$几乎保持恒定，而对于高温，对于$d<d_{\rm c}$，$T_α$和$τ$急剧减小。在此，$d_{\rm c}$是临界厚度。在玻璃化转变温度附近，$T_α$和$τ$的厚度依赖性更加突出。讨论了聚苯乙烯薄膜的脆性指数与非指数性之间的关系。
2000-12-26 cond-mat.soft
Deeper penetration of surface effects on particle mobility than on hopping rate in glassy polymer films
玻璃状聚合物膜中的自由表面已知诱导具有增强动力学的表面移动层。利用珠-弹簧模型的分子动力学模拟，我们研究了在低温下平衡的聚合物薄膜的各种层分辨结构和动力学性质。热致粒子跳跃率的表面增强被发现突然终止只有约5个粒子直径的自由表面。相比之下，在更长的时间尺度上测量的颗粒净运动的增强渗透至少2个颗粒直径更深。不同的渗透深度表明存在一个特殊的子层，称为内表面层，其中表面增强的流动性不是由更频繁的粒子跳跃，而是由减少的动态异质性与减少跳跃反相关性。自由表面的约束效应提供了一种独特的机制，可以在保持跳跃速率恒定的同时改变动态不均匀性和跳跃相关性。我们的研究结果突出了玻璃状减速的基本运动之间的相关性的重要性，并建议动态促进介导的相关性，而不是基本运动的速率通过扰动。
2018-09-29 cond-mat.soft
Glass transitions of freely suspended polymer films
我们提出了一个修改版本的“滑动模型”，其中链弧，在两个接触之间的表面，可以移动，如果所有的障碍沿弧是弱于一定的threshold.An修改后的模型的一个重要的进步是，在实验中观察到的高限制链长N* 自然占。在这个模型中，厚度为h的薄膜（小于线圈尺寸）可以显示出具有两个移动子层的“三明治”结构（在低温T<T（h）），或者在T>T（h）时显示出单个移动层。但是，在T=T（h）处发生的意外并不一定与表观玻璃化转变相一致，表观玻璃化转变是由厚度与温度曲线中两条切线的交点确定的。
2000-09-12 cond-mat.soft
Effect of chain stiffness on the competition between crystallization and glass-formation in model colloidal polymers
我们绘制出的固态形态形成的模型软珍珠项链聚合物的弯曲刚度的函数$k_b$跨越范围从完全灵活的棒状链。库恩长度与珠直径的比率（$l_K/r_0$）随着$k_b$的增加而单调增加，并且产生将链形状与本体形态相关联的单参数模型，并且产生对各向异性颗粒的堆积的了解。在灵活的限制，单体占据的网站的紧密堆积的微晶，而链保持随机行走般的秩序。在棒状极限，层状前体的典型的有序链与紧密堆积共存。在弯曲刚度的中间值之间的竞争，随机行走，像和无规链有序产生玻璃的形成，$k_b$的范围内，这发生的增加与热冷却速率$|\dot{T}|$在我们的分子动力学模拟实施。最后，介于玻璃形成和棒状范围之间的$k_b$值产生复杂的有序相，例如紧密堆积的螺旋。我们的研究结果应证明是有用的合理设计的致密的胶体聚合物相所需的形态。
2015-02-01 cond-mat.soft
