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
Sliding friction between an elastomer network and a grafted polymer layer: the role of cooperative effects
研究了低滑动速度下聚合物链末端接枝的平面固体表面与交联弹性体之间的摩擦。接枝链在滑动弹性体中的渗透作用早期被认为是一种与速度弱相关的拔出力。最近的实验表明，在高接枝密度下接枝链之间的相互作用通过接枝链改变摩擦力。我们在这里开发了一个简单的模型，考虑到这些相互作用，并给出了一个极限接枝密度，超过该密度，摩擦不再随着接枝密度增加，与实验数据吻合良好
2004-10-14 cond-mat.soft
Friction between Ring Polymer Brushes
使用广泛的粗粒分子动力学模拟和缩放参数的熔体密度滑动通过彼此的环形聚合物刷之间的摩擦进行了研究，并将结果进行了比较，线性聚合物刷之间的摩擦。我们表明，对于跨越三十年的速度范围内，环聚合物刷测得的摩擦力是一半的情况下，线性刷相应的摩擦。在线性力状态下，与线性刷相比，两个环刷的弱交叉也导致相对刷的单体之间的二元碰撞的数量较低。在高速下，其中两个相对的刷之间的叉指状层的厚度在单体尺寸的量级上，而不管刷的拓扑结构，环聚合物的拉伸片段采取双链构象。因此，双链区段的单体与相对的环刷的单体碰撞较少，即使对于环和线性刷双层，相似数量的单体占据交叉指状层。从我们的模拟得到的数值数据是一致的，所提出的标度分析。环刷中观察到的构象依赖性摩擦减少在非平衡体系统中可能具有重要的后果。
2015-01-07 cond-mat.soft
Computational study of Adhesion and Friction Behavior of Crosslinked Polymer Network
本文利用分子动力学和可断裂四次键模型研究四配位交联聚合物网络，发现提高交联密度会增强网络刚度并降低粘附力与摩擦系数，而增大压入深度会提高摩擦力。
2025-08-29 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
How important are fluctuations in the treatment of internal friction in polymers?
具有内部摩擦的Rouse模型（RIF）是一种广泛使用的理论框架，用于解释内部摩擦对生物分子构象转变的影响，被证明是基于预平均内部摩擦的近似处理。通过与布朗动力学模拟的一个精确的粗粒度模型，其中包括内部摩擦的波动，preaveraged模型预测的准确性进行了检查，在和远离平衡。虽然这两个模型预测的链内自相关性，彼此接近足够长的链段，他们不同的预测较短的部分。此外，这两种模型在预测剪切流中的链延伸和粘度方面存在质的差异，剪切流被认为是典型的失衡条件。
2021-04-26 cond-mat.soft
The Role of Nonlinear Friction in the Dewetting of Thin Film Polymers
非常薄的聚合物膜的去湿的研究最近揭示了许多意想不到的功能（例如不寻常的边缘形态和前速度），这一直是几个理论模型的焦点。令人惊讶的是，最引人注目的特征，即边缘宽度随时间的推移而减小，尚未得到解释。在这封信中，我们将展示如何的膜和基板之间的非线性摩擦的综合效应，以及膜内的残余应力的存在下，导致在存在的最大的边缘宽度的时间演变。此外，我们还展示了如何引入非线性摩擦也可以简单地解释实验观察到的去湿速度随时间的快速下降。
2005-05-24 cond-mat.soft
Friction coefficient and viscosity of polymer brushes with and without free polymers as slip agents
有充分的证据表明，聚合物刷减少表面之间的摩擦。一些工业应用利用了这一事实，例如在塑料袋生产中，刷子用作增滑剂;然而，引起这种摩擦减少的复杂机制尚未完全理解。在这项工作中，我们报告粗粒度，耗散粒子动力学模拟进行表面功能化与erukamide刷，一种聚合物，通常用于塑料工业作为表面之间的增滑剂。我们计算了它们的流变性能，如摩擦系数（COF）和粘度，η，作为固定的Couette流的影响下的表面上接枝的链的数量的函数。此外，我们还考虑的情况下，当一小部分的erukamide链不被吸附，并在表面之间自由移动。我们表明，在这两种情况下，COF达到约0.29的平衡值，与实验结果一致。另一方面，粘度单调增长，这是由于当芥酸酰胺含量增加时碰撞增加的结果。刷之间的力被发现是在协议从缩放理论的预测。我们发现，除了自由链有助于稳定膜形成的刷子和溶剂，因为其他人已经发现实验。引起这些现象的机制进行了详细研究。
2016-03-14 cond-mat.soft
Dynamic surface decoupling in a sheared polymer melt
我们提出了几种机制有助于摩擦的聚合物熔体吸附在结构化表面。第一种是众所周知的本体聚合物链从表面层的解缠结。然而，如果表面在原子尺度上是理想的，则聚合物链的吸附部分可以沿着表面势的等势线移动。这引起熔体的强烈滑移。对于高剪切速率，链部分解吸。然而，吸附链上的摩擦力增加，导致准粘边界条件。我们建议，吸附层可以有效地用于调节聚合物熔体和表面之间的摩擦力。
2005-02-24 cond-mat.soft
Driven translocation of a polymer: role of pore friction and crowding
通过考虑单体-孔摩擦以及在膜的{ \it反式}侧上单体的“拥挤”来研究大分子通过纳米孔的力驱动的移位，所述单体的“拥挤”抵消了作用于孔中的驱动力。推导并数值求解了易位动力学的控制微分代数方程组。对该溶液的分析表明，单体在反式侧的拥挤几乎不影响动力学，但单体-孔摩擦可以大大减缓移位过程。此外，移位指数$α$的移位时间对链长的标度律，$τ\propto N^α$，变得更小时，单体孔摩擦系数增加。这对于相对较强的力是最明显的。我们的研究结果可以解释各种各样的$α$值，发现在实验和计算机模拟。
2014-10-03 cond-mat.soft
Evaluating the Applicability of the Fokker-Planck Equation in Polymer Translocation: A Brownian Dynamics Study
布朗动力学（BD）模拟用于研究粗颗粒聚合物通过圆柱形纳米孔的移位动力学。我们考虑短聚合物的情况，聚合物长度N在N=21-61的范围内。移位速率由纳米孔内单体的可调摩擦系数gamma_{0p}控制。在非受迫移位的情况下，平均移位时间与聚合物长度N成比例为<tau_1>~（N-N_p）^α，其中N_p是纳米孔中单体的平均数量。当孔隙摩擦足够高时，指数接近值α =2，这与孔隙摩擦占主导地位的准静态制度的情况下的预测一致。在强制移位的情况下，对于低gamma_{0p}，聚合物链分别在顺式和反式侧拉伸和压缩。然而，对于足够大的gamma_{0p}，链接近构象准平衡。在此极限下，观察到<tau_1>的驱动力和链长的缩放支持FP预测，其<tau>与足够强的驱动力的N/f_d成比例。蒙特卡罗模拟用于计算系统的易位自由能函数。自由能与Fokker-Planck方程一起用于计算易位时间分布。在足够高的gamma_{0p}，预测的分布是在良好的协议从BD模拟计算。因此，FP方程为这里考虑的聚合物长度范围的足够高的孔摩擦提供了易位动力学的有效描述。增加N将需要孔隙摩擦力的相应增加，以保持FP方法的有效性。在低N和高孔隙摩擦的范围之外，聚合物不平衡，FP方法无效。
2014-03-28 cond-mat.soft
Viscoelasticity induced onset of slip at the wall for polymer fluids
在壁处滑动的渐进开始，其对应于在达到平台之前随着请求时间增加的滑动长度，已经针对模型粘弹性聚合物溶液进行了研究，允许改变最长的弛豫时间，同时保持恒定的固体-流体相互作用。基于Maxwell流体和经典Navier假设的摩擦应力在界面处的线性响应的流体动力学模型充分考虑了数据，而没有任何可调参数。摩擦不需要假设粘弹性响应，反映了固液摩擦机制的局部特征。
2020-06-22 cond-mat.soft
Scaling features of the tribology of polymer brushes of increasing grafting density around the mushroom to brush transition
复杂流体的非平衡粗粒度、耗散粒子动力学模拟，由拴系到浸入溶剂中的平面表面的聚合物刷组成，产生摩擦系数的非单调行为作为基底上的聚合物光栅密度的函数，而粘度显示出对Γ的单调增加的依赖性。这种效果被证明是独立的聚合度，N，和系统的大小。它是由与每个表面相邻的第一颗粒层的组成和结构引起的，该第一颗粒层是由流体的限制引起的。当这种层由与流体中的聚合物珠粒和溶剂颗粒的比例一样接近的聚合物珠粒和溶剂颗粒组成时，摩擦系数显示出最小值，而对于不同的比例，摩擦系数增加。在蘑菇状至刷状转变（MBT）处，粘度以取决于MBT的特征指数（6/5）和溶剂质量指数（对于θ溶剂，ν= 0.5）的指数缩放，但其与聚合度（N）无关。另一方面，当摩擦最小时，MBT处的摩擦系数标度为μ~N^（6/5），而MBT处的接枝密度标度为Γ~ N^（-6/5），与先前的标度理论一致。我们认为，这些方面是合作现象的结果，具有重要意义的生物刷的理解和微流体设备的设计，以及目前的学术和工业利益的其他应用。
2016-12-30 cond-mat.soft
Depletion effects and loop formation in self-avoiding polymers
利用Langevin动力学方法研究了自回避聚合物在理想溶液和拥挤溶液中的成环动力学。一个丰富的动力学的结果从竞争的两个拥挤引起的效果：耗尽吸引力和增强的粘性摩擦。对于短链，增强的摩擦力减缓了循环，而对于长链，耗尽吸引力使其更频繁和持久。我们讨论了在活细胞中染色质循环的研究结果可能的相关性。
2006-10-09 cond-mat.soft
Wet and dry internal friction can be measured with the Jarzynski equality
两种类型的内部摩擦湿和干的存在被重新审视，并提出了一个简单的协议，用于区分这两种类型，并提取适当的内部摩擦系数。该方案需要反复拉伸聚合物分子，并通过应用Jarzynski等式测量过程中耗散的平均功。然后根据溶剂粘度为零的外推极限下的平均耗散功来估计内摩擦系数。该协议的有效性是建立通过分析计算的一维自由排水的Hookean弹簧阻尼模型的聚合物，和布朗动力学模拟：（a）一个单一的模式的非线性弹簧阻尼模型的聚合物，和（b）一个可伸缩的珠弹簧链与粘性链内的相互作用，这两者都纳入波动的流体动力学相互作用。完善的单分子操作技术，如基于光镊的拉，可以用来实现实验所建议的协议。
2020-01-24 cond-mat.soft
Non-Amontons behavior of friction in single contacts
我们报告的摩擦性能的玻璃状聚合物透镜和平面二氧化硅基板覆盖的无序或自组装的烷基硅烷单层之间的单一接触。我们发现，与通常的看法相反，摩擦应力和法向应力之间的Amontons比例并不成立。此外，我们观察到的滑动应力的速度依赖性是强烈敏感的硅烷层的结构。无序和自组装单分子膜上观察到的摩擦流变学分析表明，耗散是由玻璃状界面层的可塑性在前一种情况下，并通过钉扎在基板上的聚合物链在后一个控制。
2005-10-10 cond-mat.soft
Solid like friction of a polymer chain
我们提出了一个简单的固体基底上的孤立的高分子链的摩擦模型。链的一端以恒定的速度被拉动，另一端可以被捕获在固体基质上的局部位点上。我们着重讨论了陷阱引起的能量耗散。这个简单的模型导致了非平凡的摩擦定律，取决于速度和陷阱之间的距离。对模型进行了修正，如考虑了热涨落的影响。
2000-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial friction between semiflexible polymers and crystalline surfaces
报道了聚合物熔体与弱吸引结晶表面界面摩擦的分子动力学模拟结果。我们考虑一个粗粒度的珠弹簧模型的线性链可调的内在刚度。界面附近的聚合物链的结构和弛豫动力学被量化的第一简正模的时间自相关函数的回转半径和衰减。我们发现，在小的滑动速度的摩擦系数表现出明显的最大值，这是由于剪切诱导对齐的半柔性链段与固体壁接触。在大滑移速度下，摩擦系数的衰减与链刚度无关。的摩擦系数和剪切粘度的数据被用来阐明主要趋势的非线性剪切速率依赖的滑移长度。讨论了链刚度对第一流体层摩擦系数与结构因子关系的影响。
2012-02-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dragging a polymer in a viscous fluid: steady-state and transient
我们研究的构象和动力学的一个单一的聚合物链，是由一个恒定的力施加在其一端与自由的另一端。这种情况与操纵单个大分子的不断发展的技术有关，这为探测长柔性生物聚合物的远离平衡的响应提供了范例研究。我们首先分析高斯链的劳斯模型，可以得到精确的解析结果。更现实的功能，如有限的可扩展性，排除的体积和流体动力学相互作用的帮助下考虑的缩放参数，这导致各种非平凡的预测，如拉伸力依赖的摩擦常数。我们阐明（i）广义动力学状态方程描述的扩展/摩擦法在稳态和（ii）在瞬态过程中的张力传播规律。我们指出，在瞬态过程中的动态摩擦的时间演变的关键取决于实验协议，即，无论是恒定的力或速度合奏，这可能是在实验中使用巨大的DNA和染色体检测。
2012-03-19 cond-mat.soft
Morphology and dynamics of dense nanometric precursor lms of polymer melts
该研究发现氧化硅片上聚合物熔体固着液滴周围自发形成的纳米级前驱体薄膜，稳态厚度为自由聚合物回转半径的两倍且不受多种因素影响，现有理论无法解释，通过结合两类摩擦可建模其铺展动力学。
2023-07-20 cond-mat.soft
Chain End Mobilities in Polymer Melts - A Computational Study
Rouse模型可以看作是描述短链聚合物在熔融条件下动力学的标准模型。在这方面的贡献，我们明确检查这个模型的基本假设之一，即所有单体的均匀摩擦系数，MD模拟数据的基础上的聚（环氧乙烷）（PEO）熔体。这个问题直接产生于这样一个事实，即在一个真正的聚合物熔体中，末端单体平均比中心单体具有更多的分子间邻居，人们会认为正是这些细节影响摩擦系数的精确值。的迁移率是由我们最近开发的统计方法，它提供了详细的见解，当地的聚合物动力学。此外，它产生互补的信息，从均方位移（MSD）或劳斯模式分析。事实证明，均匀流动性的劳斯假设是履行一个很好的近似PEO熔体。然而，一个更详细的分析表明，潜在的微观动力学是高度影响不同的贡献内和分子间排斥体积相互作用，这不能考虑到修改后的摩擦系数。较小的偏差只发生在较大的时间尺度上的终端单体，这可以归因于存在两种不同的逃逸机制，从他们的第一个协调领域。当仅用MSD研究动力学时，这些影响仍然难以捉摸。
2014-10-13 cond-mat.soft
Dewetting dynamics of stressed viscoelastic thin polymer films
例如通过旋涂生产的超薄聚合物膜被认为是有应力的，因为聚合物在该过程中被“冻结”成非平衡构型。在粘弹性薄膜模型的框架下，我们研究了横向残余应力对薄膜去湿动力学的影响。详细研究了薄膜内的高度分布和速度分布的时间演化以及耗散机制。的轮廓的形状和摩擦耗散与粘性耗散内的膜的重要性被发现在去湿过程中的变化。非平稳的配置文件的相互作用，松弛的初始应力和变化的主导地位的两个耗散机制所造成的非线性摩擦与基板是负责丰富的行为的系统。特别是，我们的分析揭示了新的光发生的意外最大的边缘宽度最近在PS-PDMS系统的实验中获得。
2008-12-04 cond-mat.soft
Untying molecular friction knots
单分子操作技术的最新进展，使几个组在个别聚合物链打结，并监测其动态的动机，我们已经使用计算机模拟研究“摩擦结”加入一对聚合物链。摩擦结拼接两条绳子的关键特性是，当绳子被拉开时，它会被卡住。相比之下，分子摩擦结最终会因热运动而解开。我们表明，取决于结的类型和聚合物结构，聚合物股之间的摩擦结可以是强的（时间t的结保持捆绑的增加与施加的力F分离的股）或弱（t随增加F减少）。我们进一步提出了一个简单的模型来解释这些行为。
2006-12-05 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Temperature-Controlled Slip of Polymer Melts on Ideal Substrates
PDMS熔体和两个不同的非吸引性表面之间的流体动力学边界条件的温度依赖性的OTS（十八烷基三氯硅烷）的自组装单层（SAM）或接枝层的PDMS短链已被其特征在于。在两个表面上都观察到与流体粘度成比例的滑移长度。滑移温度依赖性深受表面的影响。观察到由聚合物液体施加在表面上的粘性应力遵循与在相同表面上滑动的交联弹性体的摩擦应力完全相同的温度依赖性。远高于玻璃化转变温度，这些观察是合理化的分子模型的基础上的活化能的框架：增加或减少的滑移长度随温度的升高可以观察到取决于如何的体积粘度的活化能相比，界面的Navier的摩擦系数。
2018-10-21 cond-mat.soft
Bioinspired polymer-incorporating self-lubricating and antifouling hydrogels
受软骨润滑机制启发，该研究合成并将PMPC-co-PNIPAM无规共聚物引入水凝胶，实现低摩擦、生物相容与防污，可用于支架涂层等场景。
2024-04-08 cond-mat.soft
Conformational dynamics and internal friction in homo-polymer globules: equilibrium vs. non-equilibrium simulations
我们用溶剂隐式布朗动力学方法研究了均聚物小球的构象动力学。观察到内链动力学对Lennard-Jones内聚强度ε和小球尺寸NG的强烈依赖性。我们发现了两种不同的动力学区域：具有快速内部动力学的类液体区域（ε < εs）和具有缓慢内部动力学的类固体区域（ε > εs）。这种凝固转变的内聚强度εs取决于NG。平衡模拟，在那里我们调查的扩散链动力学内的球，与非平衡模拟，在那里我们展开的球通过拉链端与规定的速度（包括足够低的速度，使线性响应，粘性制度达到）。从这两个模拟协议，我们得到的内部粘度内的小球。在类液区，内耗随ε的增大而不断增大，在NG中则是扩展的。这表明了一种内部摩擦的情况，其中整个链（或其大部分）参与了球状结构的构象重组。
2011-09-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Kinetics of water flow through polymer gel
用新设计的装置测量了在恒定水压下水通过聚丙烯酰胺凝胶的流量。基于聚合物网络的集体扩散模型，结合聚合物网络与水之间的摩擦力，计算了凝胶中水的流动随时间的演化。摩擦系数由水流的平衡速度确定。的杨氏模量和泊松比的棒状凝胶的单轴伸长实验，确定独立于水流实验的纵向模量测量。与由实验确定的纵向模量和摩擦的值，计算结果与流动实验的时间演变进行了比较。我们发现，水流的时间演化很好地描述了一个单一的特征弛豫时间预测的集体扩散模型与水摩擦耦合。
2008-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimental and numerical study of the effect of surface patterning on the frictional properties of polymer surfaces
我们描述了基准实验，以评估作为滑动速度，法向力和湿度的函数的激光图案化的低密度聚乙烯的摩擦性能。该图案是具有亚毫米间距的正方形腔的正方形晶格。我们发现，动态摩擦减少相比，非图案化的表面，因为应力集中导致预期的分离，粘滑行为也受到影响。摩擦随着湿度的增加而增加，并且粘滑事件发生在高湿度区域。实验结果进行了比较与简化的2-D弹簧块模型的数值模拟。通过引入偏离Amontons-库仑定律与载荷的线性行为的偏差，可以获得良好的定性一致性，这是由于在压力下的有效接触面积中存在饱和。这也导致弹簧-块模型的定量结果的改进，通过减少与实验结果的差异，表明所采用的简化方法的鲁棒性，这可以通过设计图案化的表面与控制摩擦性能。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of internal friction on the coil-stretch transition in turbulent flows
当Weissenberg数（即流体的李雅普诺夫指数与聚合物的弛豫时间的乘积）超过临界值时，湍流中的聚合物经历螺旋拉伸转变。通过对均匀各向同性不可压缩湍流中弹性哑铃模型的布朗动力学模拟和对随机速度梯度的解析计算，研究了内摩擦对转捩的影响。通过调整Alzovsky等人的大偏差理论[Phys. Rev. Lett.，2000，84，4765]的弹性哑铃。在湍流中，聚合物延伸概率分布的一个显着特征是其大于平衡长度且小于轮廓长度的延伸呈幂律行为。结果表明，虽然内部摩擦不修改临界Weissenberg数的线圈拉伸过渡，它使斜率的概率分布陡峭，从而使过渡尖锐。因此，内摩擦提供了一个可能的解释，在实验中观察到的大韦森伯格数的聚合物延伸的分布的陡峭度。
2020-11-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Local and chain dynamics in miscible polymer blends: A Monte Carlo simulation study
局部链结构和局部环境在高分子链的动力学行为中起着重要的作用。一般来说，描述共混物中两种组分的链段动力学的摩擦系数彼此不同，并且与纯熔体的摩擦系数不同。在这项工作中，我们调查聚合物共混动力学与蒙特卡罗模拟的广义键波动模型，其中非键最近的邻居之间的相互作用能的差异区分共混物的两个组件。模拟只采用局部移动和尊重非键交叉条件进行了一系列的组合物，密度和链长的共混物。这里研究的共混物在劳斯行为和纠缠行为之间的交叉区域具有长链动力学。为了研究自扩散系数的标度，特征链长$N_\mathrm{c}$由链的堆积长度计算。这些与从接受率和有效键长确定的局部迁移率$μ$相结合，以产生特征自扩散系数$D_\mathrm{c}=μ/N_\mathrm{c}$。我们发现，熔体和共混物的数据崩溃到一个共同的线上的一个图中的减少的扩散系数$D/D_\mathrm{c}$作为减少的链长$N/N_\mathrm{c}$的函数。详细研究了熔体和共混物的动态性能的组成依赖性与长度为20在三个不同的密度的链。对于这些共混物，我们计算摩擦系数从当地的流动性，并考虑其组成和压力的依赖性。以这种方式确定的摩擦系数显示了在混溶共混物实验中观察到的许多特性。
2005-11-07 cond-mat.soft
Effect of small-scale architecture on polymer mobility
不同长度尺度上的过程影响链分子的动力学。在这项工作中，我们专注于单体规模的结构，并研究聚烯烃，即具有不同小规模结构的烃链。我们提出了一个精确的枚举计划的相互作用和相对运动的两个短链节的晶格上的模拟，并利用它来推导出的概率链段运动的聚合物的四种不同的架构在熔体中。链段运动的概率与单体摩擦系数成反比，因此与聚合物的粘度成反比。将我们的模拟结果与聚合物热力学性质的状态方程相结合，我们能够预测摩擦系数随温度，压力和小尺度结构的变化。为了比较我们的结果与实验数据，我们已经确定了单体的摩擦系数从实验粘度数据的四个聚烯烃在这项工作中考虑。对于远高于玻璃化转变温度的温度，我们发现，我们简单的方法给出了一个很好的定性表示的摩擦系数的变化与链结构，温度和压力。
1999-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of driven translocation of semiflexible polymers
利用三维朗之万动力学模型研究了半柔性聚合物在力$f_d$驱动下在纳米尺度孔内的移位。我们发现，移位时间$τ$增加，增加抗弯刚度$κ$。类似地，$τ$与聚合物长度$N$的比例的指数$β$，$τ\sim N^β$，随着$κ$的增加以及随着$f_d$的增加而增加。通过比较半柔性和完全柔性的聚合物之间的等待时间，我们表明，对于现实的$f_d$易位动力学是在很大程度上，但不完全，由聚合物的弹性长度测量的库恩段数$N_{\rm Kuhn}$。与柔性聚合物的驱动易位不同，与反式侧上的聚合物链段相关的摩擦对所得动力学具有相当大的影响。该摩擦通过反侧上的孔开口附近的聚合物链段的屈曲而间歇性地减小。我们表明，在实验相关的制度，其中粘度是高于在计算机模拟模型中，这种屈曲的概率随着$f_d$的增加而增加，从而引起更大的贡献跨侧摩擦小$f_d$。与柔性聚合物类似，我们发现顺式侧聚合物链段的显著质心扩散。这加速了易位，对于较小的$f_d$，这种效应更大。然而，由于横向摩擦，这种加速小于减速。在足够大的$N_{\rm Kuhn}$，可以看到的作用被逆转，并达到柔性聚合物的动力学。然而，例如，DNA易位实验中使用的聚合物，弹性很短，这里概述的有限长度动力学适用。
2018-02-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Theory of the Observed Ultra-Low Friction between Sliding Polyelectrolyte Brushes
使用基于Miklavic Marcelja的平均场论的修改版本的方法表明，由于与两个聚合物刷涂覆的表面相关的抗衡离子而产生的渗透压应该可以支持合理的负载（即，约$10^6 Pa$），刷保持足够远的距离，以防止属于两个刷的聚合物缠结，从而避免被认为是静摩擦和干摩擦的主要机制。
2008-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unwinding Dynamics of a Helically Wrapped Polymer
我们研究了一种柔性聚合物的旋转动力学，它最初缠绕在一个刚性杆上，然后从杆上解开，这种动力学在生物学中的几个问题中很有意义，并且构成了聚合物从最小熵状态松弛的一个基本实例。我们研究了几个量的动力学，如总的和局部的缠绕角和度量量。在两个和三个维度，有和没有自我回避的模拟结果，解释了一个理论的基础上缩放参数和摩擦力和熵力之间的平衡。动力学的早期阶段是特别丰富的，其特征是三个共存的阶段。
2014-07-26 cond-mat.soft
Blockwise friction heterogeneity redistributes stretching in a 2D Gaussian polymer under Batchelor-Kraichnan random flow
Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
本研究通过二维高斯Rouse链模型，发现仅分块摩擦异质性即可在Batchelor-Kraichnan随机流中重新分布聚合物变形，高摩擦块更伸展，且效应不依赖全局弛豫时间尺度。
2026-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Characteristic time and length scales in melts of Kremer-Grest bead-spring polymers with wormlike bending stiffness
Kremer-Grest（KG）模型是研究一般聚合物性质的标准。在这里，对于不同的链刚度，我们平衡了KG熔体达到和超过每条链的$200$缠结。我们提出的方法估计修正不可压缩性的影响，估计的纠缠长度校正链刚度，估计珠摩擦和库恩时间考虑到纠缠的影响。这些是实现具有不同刚度的KG聚合物模型的理论、实验和模拟之间定量、准确且无参数比较的关键参数。我们证明了这一点的均方单体位移在中度到高度纠缠的熔体以及剪切松弛模量为unentangled熔体，这被发现是在良好的协议与聚合物动力学的标准理论的预测。
2019-12-11 cond-mat.soft
Molecular mechanisms of self-mated hydrogel friction
本文结合介观模拟与实验，揭示自配水凝胶低载荷摩擦的速度依赖性源于近表面聚合物链在剪切下的重新取向与拉伸，并定量解释了摩擦系数随速度变化的幂律关系。
2022-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of bidisperse self-assembled monolayer structure on the slip boundary condition of thin polymer films
烷基硅烷自组装单分子膜（SAMs）由于其易于制备和疏水性而经常被用作模型基底。我们已经观察到，这些原子级光滑的单分子膜也提供了一个滑移边界条件的去湿膜组成的未纠缠的聚合物。该滑移长度是给定液体和不同固体之间摩擦的间接量度，是可切换的并且可以增加[Fetzer等人，物理修订版信函2005; Bäumchen等人，J. Phys.：Cond.马太福音2012]，例如，如果烷基链长度从18个变为12个主链碳。通常，边界条件的这种变化以量化的方式受到影响，使用一个或另一个烷基链长度，从而获得一个或另一个滑移长度。在这里，我们提出的结果中，这种SAM结构是以连续的方式改变。我们制备的自组装膜含有双分散的混合自组装膜的烷基硅烷，作为控制参数的组合物。我们发现，所有的混合自组装膜，我们调查显示出增强的滑移边界条件相比，单组分自组装膜。使用光学和原子力显微镜访问的滑移边界条件，我们描述了这些观测的背景下，X射线反射率测量。的滑移长度，变化超过近两个数量级，相同的聚合物熔体化学上类似的自组装膜被发现与暴露的烷基链的密度。我们的研究结果表明，一个良好的特点固/液对的重要性，下降到埃的水平，当讨论液体和固体之间的摩擦。
2016-11-30 cond-mat.soft
Humidity-induced glass transition of a polyelectrolyte brush creates switchable friction in air
研究聚电解质刷在空气中因湿度诱导玻璃化转变实现可切换摩擦，发现临界湿度后摩擦骤降两个数量级，为蒸汽刺激表面致动提供新机制。
2023-10-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Effect of Volume and Temperature on the Global and Segmental Dynamics in Polypropylene Glycol and 1,4-polyisoprene
发表的介电弛豫测量聚丙二醇和1，4-聚异戊二烯进行了分析，以确定热能和体积上的正常模式弛豫时间的温度依赖性的相对效果，并比较这对温度依赖性的局部段弛豫时间的影响。我们发现，对于这两种聚合物在温度远高于Tg，这两种松弛模式更多地由热能比由体积，虽然后者的贡献是不可忽略的。这样的结果是一致的聚合物粘弹性模型，如劳斯和管模型的假设基础上，摩擦系数在大的长度尺度上的运动，可以确定与当地的节段摩擦系数。我们还表明，弛豫数据的节段和正常模式下，当表示为温度和体积的乘积的函数时，后者提高到一个功率。这种标度形式来自于分子间势的反幂形式。这两种聚合物的体积指数的值指示相对“软”势。
2004-04-07 cond-mat.soft
Internal friction and mode relaxation in a simple chain model
我们考虑平衡松弛性质的端到端的距离和主成分在一个一维的聚合物链模型与非线性相互作用的珠。虽然对于单阱势，这些属性类似于劳斯链，对于双阱相互作用势，模拟内部摩擦，它们在中间时间和中间温度下与谐波链的属性有很大不同。一维模型中的这种最小描述模拟了在更复杂的聚合物系统中发现的弛豫特性。因此，端到端距离的弛豫时间可以在中间温度下增长几个数量级。的主要成分（其方向被证明是一致的谐波链的正常模式，无论相互作用的潜力是假设）不仅显示较大的弛豫时间，而且subdiffusivescaling。
2009-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Drag reduction by polymer additives from turbulent spectra
本文推广了G. Gioia，P. Chakraborty和N. Goldenfeld（GCG）（G. Gioia和P.Chakraborty，Phys.Rev.Lett. 96，044502（2006），N. Goldenfeld，Phys. Rev. Lett. 96，044503（2006））到通过聚合物添加剂降低阻力的情况。
2010-11-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Unifying model of driven polymer translocation
我们提出了一个布朗动力学模型驱动的聚合物易位，其中所产生的非平衡记忆效应沿顺式侧子链的张力传播（TP）被纳入作为一个时间依赖性的摩擦。为了解决有效摩擦，我们开发了有限链长TP形式主义，扩展了Sakaue的工作[Sakaue，PRE 76，021803（2007）]。该模型，数值求解，产生的结果与分子动力学模拟在很宽的参数范围内的协议。我们的研究结果表明，沿顺式侧子链的非平衡TP占主导地位的动力学驱动易位。此外，该模型解释了在实验和模拟中观察到的有限链长和孔-聚合物相互作用的综合效应的易位时间w.r.t的不同缩放。
2012-04-18 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
The relationship between induced fluid structure and boundary slip in nanoscale polymer films
采用分子动力学模拟研究了聚合物熔体与弱吸引光滑表面界面滑移的分子机理。与我们以前的研究剪切稀化流体的滑移流，它表明，滑移长度通过一个局部最小值在低剪切速率，然后迅速增加，在较高的剪切速率。我们发现，在足够高的剪切速率下，滑移流在原子级平坦的晶体表面是各向异性的。数值计算表明，液固界面处的摩擦系数（粘度与滑移长度之比）随滑移速度的变化经历了从一个定值到幂律衰减的过渡过程。过渡的特征速度与平衡时固体壁附近的第一流体层中的流体单体的扩散速度很好地相关。我们还表明，在线性政权，摩擦系数是由一个单一的变量，这是一个产品的表面诱导峰的结构因子和相邻流体层的接触密度的大小的函数很好地描述。摩擦系数和诱导流体结构之间的普遍关系适用于界面的许多材料参数：流体密度、链长、壁-流体相互作用能、壁密度、晶格类型和取向、热壁或固体壁。
2010-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disentangling the roles of roughness, friction and adhesion in discontinuous shear thickening by means of thermo-responsive particles
胶体或颗粒状颗粒的稠密悬浮液可以显示出明显的非牛顿行为，例如不连续剪切增稠（DST）和剪切堵塞（SJ）。颗粒表面粗糙度和粘附力的重要贡献证实了应力激活接触可以在这些现象中发挥关键作用。通过采用由响应性聚合物涂覆的微粒系统，允许摩擦、粘附和表面粗糙度作为温度的函数被选择性地和独立地调谐，我们提供了一种解开这些贡献的方法。我们发现，DST发生在较低的剪切速率时，颗粒之间的摩擦力和粘附力在高温下增强。此外，温度响应性聚合物在低温下提供润滑性，这可以掩盖表面粗糙度。通过侧向力显微镜，揭示了流变学相关的接触条件的性质，阐明了单颗粒性能和宏观流变学之间的联系。剪切过程中的原位温度调节允许修改接触条件，并根据需要打开和关闭DST。这些发现加强了我们对影响DST的微观参数的理解，并为智能非牛顿流体的设计确定了新的途径。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformations of glassy polymers in very low temperature regime within cylindrical micropores
采用一个考虑剪切变稀行为的过渡态-速率-状态模型，研究了在极低温度范围内受限于微观区域的玻璃态聚合物的变形动力学，即材料在高剪切速率下粘度随剪切速率的增加而减小。初步结果表明，可能有几乎无摩擦场的变形速率由于几乎消失的剪切应力在微孔在非常低的温度制度受到一些表面条件：相对较大的粗糙度（相比宏观域）内的微孔和滑移。随着孔径的减小，表面积与体积比增加，因此，表面粗糙度将极大地影响微孔中的变形动力学。利用边界微扰法，在假定圆柱形截面上有小的波状粗糙度分布的情况下，得到了一类与温度和激活能有关的低温变形动力学场。玻璃状物质的临界变形动力学取决于温度、活化能、活化体积、取向依赖性，并且与（参考）剪切速率、滑移长度、波动粗糙度的振幅和取向成比例。
2009-04-09 cond-mat.soft
Pore-size dependence and slow relaxation of hydrogel friction on smooth surfaces
水凝胶由交联聚合物基质组成，该基质吸收了体积分数可超过90%的溶剂，例如水。它们在许多科学和工程应用中非常重要，因为它们具有可调的理化性质，生物相容性和超低摩擦力。它们的多相结构导致了复杂的界面流变学，但对水凝胶摩擦的详细的微观理解仍在出现。使用定制的摩擦计，在这里，我们确定三个不同的制度的摩擦行为的聚丙烯酸（PAA），聚丙烯酰胺（PAAm），琼脂糖水凝胶球光滑表面上。我们发现，在低速下，摩擦力是由流体动力学流动通过多孔水凝胶网络，并成反比的特征孔径。在高速下，遵循弹性流体动力学理论，在凝胶和表面之间形成介观润滑液膜。在这些状态之间，摩擦力减小一个数量级，并在几分钟内显示缓慢松弛。我们的研究结果可以解释为界面剪切变稀的聚合物的弛豫时间增加，由于限制的纠缠。这种转变可以通过改变溶剂盐浓度、溶剂粘度和界面处的滑动几何形状来调节。
2020-03-28 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Optimizing end-labeled free-solution electrophoresis by increasing the hydrodynamic friction of the drag-tag
我们研究了不同长度的聚电解质的电泳分离通过末端标记的自由溶液电泳（ELFSE）。一个粗粒度的分子动力学模拟模型，使用完整的静电相互作用和介观格子玻尔兹曼流体占流体动力学相互作用，是用来表征不同的标签类型的阻力系数：线性和支化的聚合物标签，以及瞬时结合胶束。它具体示出的标签的阻力系数是由其流体动力学的大小，并且每个标签单体的阻力是最大的线性标签。然而，向线性标记物添加侧链提供了增加流体动力学尺寸的可能性，并因此增加了标记物效率，而不必增加标记物的线性长度，从而简化了合成。第三类标签的调查，瞬时结合胶束，似乎非常有前途的ELFSE中的使用，因为它们提供了一个显着更高的流体动力学阻力比其他标签类型。理论预测的结果进行了比较，我们研究如何使用巧妙设计的拖曳标签的ELFSE方法的效率可以提高。
2009-02-11 cond-mat.soft
Shear rate threshold for the boundary slip in dense polymer films
用分子动力学模拟研究了聚合物薄膜中滑移长度与剪切速率的关系。聚合物熔体由线性柔性链的珠-弹簧模型描述。我们发现，在低剪切速率的速度剖面获得一个显着的曲率附近的壁和负滑移长度的绝对值近似等于粘性界面层的厚度。在较高的剪切速率下，速度分布变为线性，滑移长度作为剪切速率的函数迅速增加。从无滑移到稳态滑移流的逐渐过渡与从第一正常模式的时间自相关函数的衰减评估的壁附近的聚合物链的更快松弛相关联。我们还表明，在高熔体密度的聚合物熔体和固体壁之间的界面处的摩擦系数遵循幂律衰减作为滑移速度的函数。在大的滑移速度下，摩擦系数由结构因子中的表面诱导峰、温度和固体壁附近的第一流体层的接触密度的乘积确定。
2009-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slip boundary conditions for shear flow of polymer melts past atomically flat surfaces
采用分子动力学模拟研究了原子级光滑热表面间聚合物薄膜中滑移长度的动态行为。对于弱的壁面流体相互作用，剪切速率的滑移长度的依赖性获得一个明显的局部最小值，然后在较高的剪切速率快速增长。随着流体密度的增加，局部最小值的位置被移动到较低的剪切速率。我们发现，剪切粘度的滑移长度，它定义了在液体/固体界面处的摩擦系数的比率，经历了从一个几乎恒定的值的幂律衰减作为滑移速度的函数的过渡。在较宽的剪切速率和流体密度范围内，摩擦系数由结构因子中的表面诱导峰值与固壁附近第一流体层的接触密度的乘积决定。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rotational dynamics of entangled polymers
综述和推广了聚合物转动动力学的一些最新结果。在这里，我们专注于松弛的聚合物，无论是灵活的或半灵活的，最初包裹在一个刚性杆。我们还研究了稳定的聚合物旋转所产生的恒定扭矩的棒。摩擦力和熵力的相互作用导致了复杂的动力学行为，其特征在于非平凡的普适指数。结果是基于广泛的模拟聚合物进行劳斯动力学和分析方法，使用力平衡和缩放参数。分析结果与模拟结果基本一致，表明简化方法可以正确地捕捉旋转聚合物的复杂动力学行为。
2014-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Understanding Segmental Dynamics in Polymer Electrolytes: A Computer Study
通过分析简正模，研究了聚氧化乙烯（PEO）在纯聚合物和聚合物电解质（PEO/LiBF $_4$）中的链段动力学。我们验证了劳斯理论的适用性，特别是对于聚合物电解质的动态异质性，所产生的阳离子-聚合物相互作用，改变沿链的流动性不均匀。我们发现，这两个系统的劳斯模式是正交的，尽管存在的非指数松弛的模式和违反高斯自相似的链。在聚合物电解质中的链段动力学的减速是合理的，由数量级增加的摩擦系数的那些单体，这是由阳离子结合。在一般情况下，对于电解质的劳斯预测的动态段（自由和/或绑定）同意，除了很短的时间。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nanotribology of biopolymer brushes in aqueous solution using dissipative particle dynamics simulations: an application to PEG covered liposomes in theta solvent
我们进行的调查剪切聚合物链接枝在平坦的表面上覆盖聚乙二醇刷作为一个案例研究的有效的药物输送机制，在生物相关的情况下，例如，作为载体的局部治疗疾病的人类血管模型脂质体。对于这些应用，需要特定的流变性质，例如在高剪切速率下的低粘度以改善脂质体的运输。因此，对不同长度和剪切速率的聚合物刷进行了非平衡DPD模拟，得到了θ溶剂条件下体系的平均粘度和摩擦系数随剪切速率和聚合度的变化，发现在大剪切速率下聚合物刷经历剪切变稀，粘度和摩擦系数在θ溶剂中的高剪切速率下服从标度律，而与刷的聚合度无关。这些结果证实了最近的缩放预测和再现非常好的趋势，在高剪切的红细胞在脂质体含有介质中的粘度测量。
2013-10-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Wall slip of complex fluids: interfacial friction or slip length?
利用动态表面力仪，我们证明了用于描述简单液体边界流动的滑移长度的概念，是不适合粘弹性液体。相反，适当的描述在于原来的Navier的部分滑移边界条件，制定的界面摩擦系数。我们建立了一个精确的解析表达式，以提取的界面摩擦系数从一个球体和一个平面之间的振荡排水力，适用于动态SFA或原子力显微镜非接触测量。我们用这个模型来研究粘弹性聚合物溶液的边界摩擦超过5个十年的膜厚度和一个十年的频率。正确使用的原始Navier的条件准确地描述了复杂的流体动力的规模高达几十微米，一个简单的“牛顿”的摩擦系数，不依赖于频率，并密切反映了动态的界面耗尽层在溶液/固体界面。
2018-05-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
