Ring polymers in crowded environment: conformational properties
我们分析了在d维结构障碍（杂质）的存在下，柔性环聚合物在溶液中的通用尺寸特性。当考虑凝胶、胶体溶液、细胞内和细胞外环境中的聚合物时，人们会遇到这种情况。考虑了扩展杂质在大距离r上按幂律\sim r^{-a}关联的特殊情况。应用直接聚合物重整化方案，对典型环状聚合物构象的平均回转半径$\langle R_{g\,{\rm ring}} \rangle$和生成半径$\langle R_{1/2\,{\rm ring}} \rangle$进行了估计，直至\varepsilon =4-d，δ=4-a展开的一级展开.我们的结果定量地揭示了在无序环境中闭环大分子的有效尺寸和各向异性的程度。特别地，当增加根据$\langle R^2_{g\,{\rm ring}} \rangle / \langle R^2_{g\,{\rm chain}} \rangle =\frac{1}{2} \left(1+\frac{13}{48}δ\right)$的无序强度时，相同分子量的环状和开放（线性）聚合物的尺寸比增加。
2014-08-20 cond-mat.soft
Polymer Translocation in Crowded Environments
我们研究了细胞质的拥挤性质对聚合物通过膜孔易位的影响。通过系统地处理由于拥挤的熵罚，我们表明，易位动力学显着改变，导致新的缩放行为的易位时间的链长。我们还观察到新的和定性不同的易位制度，这取决于拥挤的程度，跨膜化学势的不对称性，和聚合物的长度。
2007-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymers in crowded environment under stretching force: globule-coil transitions
我们研究灵活的聚合物大分子在拥挤（多孔）的环境中，建模为自吸引自避免行走（SASAW）的网站稀释的空间维度d=2，3的双折射晶格。分析了拉伸力对聚合物折叠和球状-卷曲转变性质的影响。应用修剪-富集Rosenbluth链增长方法（PERM），我们估算了聚合物塌缩构型和伸展构型之间的转变温度T_Θ，并绘制了不同温度和拉伸力下的球状-卷曲共存相图。过渡到一个完全拉伸的状态，所造成的施加力，以及进行了讨论。
2009-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Tracer diffusion in crowded solutions of sticky polymers
在软物质物理学和生物学中，强受限几何结构和拥挤环境中的大分子扩散在很大程度上仍然是一个开放的课题。在本文中，我们采用大规模的朗之万动力学模拟研究如何扩散的示踪剂的影响的排斥体积和弱吸引的人群示踪剂相互作用的联合行动。我们考虑两种示踪剂，由Weeks-Chandler-Andersen（WCA）排斥势描述的标准硬核粒子和核心软化（CS）粒子，其模型例如，球状蛋白质、带电胶体和被聚合物刷覆盖的纳米颗粒。这些系统的特点是存在两个长度尺度的相互作用，可以显示水一样的异常，在其扩散，源于不同的长度尺度之间的固有竞争。在这里，我们报告了一个全面的研究，这两个示踪剂物种的扩散和结构在拥挤的环境中淬火配置的聚合物在增加密度。我们详细分析了示踪剂-聚合物的亲和力和系统密度如何影响运输相比，出现特定的静态空间相关性。特别是，我们发现，虽然几乎没有任何差异出现在WCA和CS颗粒的扩散性能，倾向于发展结构秩序大拥挤强烈受挫CS颗粒。令人惊讶的是，对于拥挤矩阵的足够大的亲和力，WCA示踪剂的扩散系数显示出非单调的趋势，因为它们的密度增加时，相比于零亲和力的情况。这种类似水的异常甚至比CS粒子观察到的还要大，并且似乎植根于排斥体积和亲和力效应之间的类似竞争。
2020-08-24 cond-mat.soft
Alignment of colloidal rods in crowded environments
了解胶体棒在聚合物溶液中的流体动力学排列是制造结构有序材料的关键。如何聚合物拥挤影响悬浮胶体棒的流动诱导对齐仍然不清楚，当棒和聚合物共享相似的长度尺度。我们解决这个问题，通过分析拥挤的聚合物溶液中悬浮的胶体棒的对齐，并与拥挤的情况下，由额外的胶体棒在纯溶剂中提供比较。我们发现，聚合物动力学支配的剪切诱导的排列的胶体棒悬浮在聚合物溶液中的发病，和棒的排列的控制参数是Weissenberg数，量化的弹性响应的聚合物施加流。此外，我们发现，随着剪切速率的增加，胶体排列遵循一个普遍的趋势，是独立的周围拥挤的环境。我们的研究结果表明，在聚合物溶液中的胶体棒对齐可以预测的基础上的临界剪切速率，聚合物线圈变形的流动，帮助各向异性材料的合成和设计。
2022-05-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Breaking the Reptation Trap: Escape Dynamics of Semi-Flexible Polymers in Crowded Networks
本研究打破经典爬行理论认知，发现半柔性聚合物被困于短寿命动力学笼中，提出转动扩散新标度律并量化缠结，为拥挤系统宏观行为研究提供新原理。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of a polymer in an active and crowded environment
我们研究了一个理想的聚合物链在拥挤的，粘弹性介质中的动力学，并在积极的力量的存在。计算了质心和单个单体的运动。在时间尺度上，相当于持续时间的积极力量，单体可以移动superdiffusively，而在更大的时间尺度subdiffusively行为发生。这种subdiffusion之间的差异，在没有积极的力量是量化的。我们表明，聚合物溶胀响应于活跃的过程，并确定这种溶胀如何取决于环境的粘弹性。我们的研究结果相比，最近的实验中的运动在细菌中的染色体位点。
2015-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
On the Validity of Effective Potentials in Crowded Solutions of Linear and Ring Polymers with Reversible Bonds
我们进行模拟计算两个聚合物与可逆键的质心之间的有效势。我们调查的影响的拓扑结构的未键合的前体（线性或环）和特定序列的反应基团（从纯粹的随机周期性），建立两者都有很强的影响的有效电位。当两种聚合物的反应位点是化学正交的，使得只有分子内键是可能的时，相互作用变得越排斥，序列越接近周期性。相反的效果被发现，如果两种聚合物具有相同类型的反应位点和分子间键可以形成。我们测试的有效性潜力的解决方案，从高稀释远远高于重叠浓度，通过比较模拟的有效流体与那些真正的所有单体系统。非常好的协议被发现为可逆的线性聚合物，这表明，不像在其非键合对应物的多体效应是轻微的，甚至远高于重叠浓度。可逆环的协议是不太令人满意的，在高浓度的真实系统不显示有效势预测的聚类行为。对于环/线性混合物中的偏自相关，也得到了类似的结果。最后，我们调查的可能性，创建一个凝胶的两个相互渗透的可逆网络。为了这个目的，我们模拟了一个50/50的双组分混合物的可逆聚合物与正交化学的反应位点，使分子间的键只形成在聚合物的相同组件。正如理论相图和有效流体模拟所预测的那样，在所有单体混合物中的两个网络不相互渗透，而是观察到相分离（分层）。
2021-12-24 cond-mat.soft
Facilitation of polymer looping and giant polymer diffusivity in crowded solutions of active particles
本文采用朗之万动力学方法研究了二维体系中聚合物链在自推进粒子浴中的动力学行为。具体来说，我们分析了聚合物的循环性能与SPP活动，并研究如何存在的活性颗粒改变链构象统计。我们发现，SPP倾向于延长灵活的聚合物链，而他们，而紧刚性半柔性聚合物，与以前的结果一致。在这里，我们表明，较大的活动的SPP产生较高的有效温度的浴，从而促进循环动力学的被动聚合物链。我们显式计算循环概率和循环时间在很宽的范围内的模型参数。我们还分析了运动的单体示踪剂颗粒和聚合物的质量中心的存在下的活性颗粒的时间平均均方位移，揭示了一个巨大的扩散性增强的聚合物链通过SPP池。我们的研究结果是适用于合理化的尺寸和循环动力学的生物聚合物在不断波动，经常积极驱动的条件下，生物细胞或悬浮液的活性胶体颗粒或细菌细胞。
2015-07-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Controlling polymer translocation with crowded medium and polymer length asymmetry
本文通过 Langevin 动力学模拟研究自由、单侧和双侧拥挤环境中的聚合物孔道易位，揭示链长不对称、拥挤尺寸与填充分数对易位概率和方向的调控机制。
2024-02-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Activity Induced Diffusion Recovery in Crowded Colloidal Suspension
本研究通过实验和模拟证明，活性酶分子产生的力能增强拥挤胶体悬浮液中颗粒的扩散，使系统从亚扩散转变为正常扩散，揭示了酶活性对周围环境的动力学影响。
2023-05-09 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
Translational and rotational dynamics of a self-propelled Janus probe in crowded environments
我们计算调查的动态自推进Janus探头在拥挤的环境中。拥挤是由粘弹性聚合物或非粘弹性断开单体的存在引起的。我们的模拟结果表明，平移，以及旋转均方位移，有一个独特的三步增长固定值的自推进力，并稳步增加与自推进，无论性质的拥挤。另一方面，在没有拥挤的情况下，Janus探测器的旋转动力学与自推进力无关。取代排斥聚合物与粘性的，平移和旋转均方位移的Janus探针显示急剧下降。由于Janus粒子的不同面与环境的相互作用不同，我们表明自推进的方向也会影响其动力学。固定的自推进的自推进探针的长时间平移和旋转扩散率的比率，当绘制对拥挤的面积分数，通过一个最小值，并在较高的面积分数合并到其值的情况下的拥挤。这指向在拥挤器的中间区域分数处的自推进探头的平移和旋转动力学的解耦。然而，这种旋转-旋转解耦对于无源探头是不存在的。
2020-08-05 cond-mat.soft
Dynamical and conformational behavior of a polymer in a crowded solution
The University of Western Ontario（韦仕兰大学）
本研究通过朗之万动力学与格子玻尔兹曼分子动力学模拟，揭示了拥挤溶液中胶体尺寸比、体积分数对聚合物构象紧缩及扩散行为的调控机制，识别出三种动力学区域及流体动力学相互作用的关键影响。
2026-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Universal Particle Kinetic Distribution in Crowded Environments
本文提出用修正的Nakagami-$m$函数描述拥挤异质环境中粒子沉积时的速度概率分布，并通过Lagrangian模拟和文献实验数据验证其普适性。
2020-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformational landscape of long semiflexible linear and ring polymers near attractive surfaces
本文利用粗粒化模拟考察吸引壁附近拥挤半柔性聚合物的平衡构象，揭示长度、弯曲刚度、拥挤剂密度及线性/环形拓扑对吸附构象图景的影响。
2023-04-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Characterizing anomalous diffusion in crowded polymer solutions and gels over five decades in time with variable-lengthscale fluorescence correlation spectroscopy
大分子在细胞和复杂流体中的扩散常常被发现偏离简单的Fickian扩散。对这种行为的一种解释是分子拥挤使扩散异常，其中颗粒的均方位移按$\langle r^2 \rangle \propto t^α$与$α< 1$的比例缩放。不幸的是，方法，如荧光相关光谱（FCS）或荧光恢复后光漂白（FRAP）探针扩散仅在一个狭窄的范围内的长度尺度，不能直接测试的均方位移（MSD）对时间的依赖性。在这里，我们表明，可变长度尺度FCS（VLS-FCS），其中的体积的观察是不同的几个数量级，结合数值反演程序的相关数据，允许检索MSD长达五十年的时间，桥接扩散实验之间的差距在不同的长度尺度。此外，我们表明，VLS-FCS提供了一种方法来评估是否与扩散相关的传播是高斯或非高斯。我们使用VLS-FCS调查两个系统中的异常扩散已被报道。在致密交联琼脂糖凝胶的情况下，测量的MSD证实，小珠的扩散在短的长度尺度下是异常的，在$\approx 1~μ$ m附近交叉到简单扩散，与笼状扩散过程一致。另一方面，对于挤满了边缘纠缠的葡聚糖分子的解决方案，我们发现了一个明显的差异之间的MSD，发现是线性的，和传播在短的长度尺度，发现是非高斯。这些相互矛盾的特征让人想起在几个生物系统中观察到的“反常的，但布朗”扩散，以及最近提出的“扩散扩散率”模型。
2016-03-31 cond-mat.soft physics.bio-ph
Polymer Crowding and Shape Distributions in Polymer-Nanoparticle Mixtures
大分子拥挤可以影响聚合物的形状，这对于理解聚合物溶液的热力学稳定性以及限制下的生物聚合物（蛋白质、RNA、DNA）的结构和功能是重要的。我们探索纳米粒子拥挤的影响，通过蒙特卡罗模拟和自由体积理论的粗粒度模型的聚合物-纳米粒子混合物的聚合物形状。利用随机游走的几何形状，我们将聚合物线圈建模为有效的可穿透椭球，其形状根据回转张量的特征值的概率分布而波动。占的熵成本的纳米粒子穿透一个更大的聚合物线圈，我们计算拥挤引起的形状分布，回转半径，和非球面性的理想聚合物在θ溶剂中的移位。随着纳米粒子拥挤的增加，我们发现聚合物变得更加紧凑（更小，更球形），与自由体积理论的预测一致。我们的方法可以很容易地扩展到良好的溶剂中的非理想聚合物，并用于在拥挤的环境中的生物聚合物的构象模型。
2014-10-24 cond-mat.soft
Unexpected swelling of stiff DNA in a polydisperse crowded environment
我们研究的构象的DNA样的刚性链，其特征在于轮廓长度（$L$）和持久性长度（$l_p$），在各种拥挤的环境中含有单分散的软球（SS）和spherocylinocyanate（SC）颗粒，SS和SC的混合物，和模仿$E. coli.$细胞质中的蛋白质的组合物的环境。刚性链，其大小适度增加，在SS crowders高达$ϕ\approx 0.1$，是相当紧凑的低体积分数（$ϕ\leq 0.2$）在单分散SC颗粒比在含有SS颗粒的介质。在相同的$ϕ$下，SS和SC拥挤剂的1：1混合物比纯SS或SC拥挤剂诱导更大的链压缩，其效果是高度非加和的。我们还发现了一个违反直觉的结果，即多分散拥挤环境，模仿细胞裂解物的组成，溶胀DNA样聚合物，这与相同环境中柔性聚合物的尺寸减小形成鲜明对比。捕获的刚性链在一个波动的管状环境中所创造的大型拥挤解释了急剧增加的大小和持久性长度的刚性链。在模拟细胞环境的多分散介质中，通过$L/l_p$测定DNA（或相关RNA）的大小。在低的$L/l_p$下，聚合物的尺寸不受影响，而在中等值的$L/l_p$下，聚合物的尺寸急剧膨胀。我们使用这些结果来提供见解最近的实验拥挤效应的RNA，也使可检验的预测。
2015-08-13 cond-mat.soft q-bio.BM
Effects of Precursor Topology and Synthesis under Crowding Conditions on the Structure of Single-Chain Polymer Nanoparticles
通过分子动力学模拟，我们调查的单链纳米粒子的形成，通过分子内交联的聚合物链，在其前体的存在下，作为纯粹的空间拥挤在浓溶液中。在线性前体的情况下，所得SCNP的结构受进行合成的密度的影响很小。拥挤有显着的影响，如果使用环前体：更高的浓度导致形成SCNP与更紧凑和球形形态。这种SCNP在溶胀状态（高稀释度）下保留由拥挤溶液中的环前体所采用的褶皱球状构象。将线性和环状前体的浓度增加至高达$30 \%$导致相应SCNP的更快形成。
2017-08-02 cond-mat.soft
Universality in conformations and transverse fluctuations of a semi-flexible polymer in a crowded environment
本文研究二维和三维拥挤环境中半柔性溶胀链的构象与横向涨落，扩展普适标度关系并证明主曲线坍缩，发现拥挤粒子对标度关系影响很弱。
2022-12-26 cond-mat.soft
Crowded Solutions of Single-Chain Nanoparticles under Shear Flow
单链纳米颗粒（SCNP）是通过单一聚合物链的纯分子内交联获得的超软物体。通过实施流体动力学相互作用的计算机模拟，我们调查的剪切流的影响，第一次在半稀释液的SCNP的结构和动力学性质。我们描述了几个构象和动力学观测剪切速率和浓度的依赖关系，得到一组幂律标度律。的浓度有一个非常不同的影响剪切速率的依赖性的前可观的SCNPs比简单的线性链。而对于后者的缩放行为是轻微地依赖于浓度，两个明显不同的缩放制度被发现的SCNP的重叠浓度以下和以上。在固定的剪切速率下，SCNP和线性链对拥挤的反应也非常不同。然而，在中等和高Weissenberg数的线性链溶胀，SCNP表现出复杂的非单调行为。这些发现与防止SCNP环串联的拓扑相互作用内在相关，导致比线性链更少的相互渗透。
2019-10-04 cond-mat.soft
Universal size properties of "star-ring" polymer structure in disordered environment
我们考虑在存在结构不均匀性的良溶剂中，由连接到$f_1$支化星状结构的环状聚合物组成的复杂聚合物体系。我们假设，结构缺陷相关的大距离$x$根据幂律$~x^{-a}$。应用直接聚合物重整化方法，我们评估的通用尺寸特性，如旋转半径的比率的星环和星拓扑结构，并比较在复杂的结构和孤立的聚合物的相同的总分子量的有效尺寸的单个分支。无序对这些量的非平凡的影响进行了分析。
2018-01-29 cond-mat.soft
One size fits all: equilibrating chemically different polymer liquids through universal long-wavelength description
聚合物的介观行为常被普遍规律所描述。这种物理性质促使我们提出了一个新的建模概念，分组聚合物到一个共同的长波长表示类。在同一类中，不同材料的样品可以从这种表示中生成，编码在单个库系统中。我们专注于均聚物熔体，根据不变的聚合度分组。它们用珠弹簧模型描述，改变链刚度和密度以模拟化学多样性。在一个类似于重整化群的样式中，库样本提供了一个通用的基于blob的描述，分层地反向映射以创建其他类成员的配置。因此，具有实验相关的不变聚合度的大系统（到目前为止只能在非常粗粒度的水平上访问）可以在显微镜下描述。平衡验证比较构象和熔体结构与较小规模的常规模拟。
2016-10-24 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
Influence of non-universal effects on dynamical scaling in driven polymer translocation
我们使用分子动力学（MD）模拟和理论模型的基础上的非平衡张力传播的{ \it顺}侧子链上的驱动聚合物易位的动力学研究。我们提出的理论和数值证据表明，在实验和模拟中观察到的非普遍行为是由于有限的链长效应，持续远远超出相关的实验和模拟制度。特别是，我们认为孔聚合物的相互作用的影响，并表明，他们给一个主要的贡献的非普遍的影响。此外，我们提出了几个数量的理论和MD模拟之间的比较，在相关的参数制度显示出非常好的协议。最后，我们讨论了现有理论的潜在局限性。
2012-11-29 cond-mat.soft
Universal scaling of conformations of tangentially driven ring polymers
Istituto Applicazioni Calcolo, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（计算应用研究所，意大利国家研究委员会）；Institute for Advanced Simulation, Forschungszentrum Jülich（先进模拟研究所，于利希研究中心）
研究切向驱动环形聚合物构象，通过布朗动力学模拟，用与活性相关的弗洛里指数普遍表征其标度性质，高活性下有效持久长度可表征活性柔性环构象。
2026-07-13 cond-mat.soft
Resonant Untrapping of Active Polymers in Breathing Lattices
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）；Department of Physics, Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院物理系）
该研究揭示拥挤环境中活性聚合物可自捕获，呼吸晶格的波动可共振加速其逃逸，环境波动速率与螺旋弛豫速率匹配时扩散提升两个数量级，该机制可调控构象屏障的输运。
2026-08-19 cond-mat.soft
A Universal Nucleation Mechanism for Solvent Cast Polymer Film Rupture
结果表明，溶剂浇铸聚合物涂层中的内应力对膜中孔洞的成核起着关键作用。成核是重要的，因为同时清楚的是，对于远高于100 nm的技术相关厚度范围，非均质成核是唯一相关的破裂机制。最显著的特征是，与人们普遍认为的相反，空穴的数量密度与薄膜厚度不是代数关系，而是指数关系。
2001-05-03 cond-mat.soft
Universal shape characteristics for the mesoscopic star-shaped polymer via dissipative particle dynamics simulations
在本文中，我们研究了星形聚合物在不同的溶剂质量的形状特征，使用介观水平的建模。用耗散粒子动力学方法对相同分子量的均相星形聚合物和四种不同的非均相星形聚合物进行了模拟。我们分析了在坏的，好的和$θ$溶剂制度的回转半径和非球面性。详细的解释之间的相互作用的基础上的自由能和分析的非球面性的个别分支的贡献和熵的解释的增加，在$θ$溶剂制度的非球面性提供。
2017-12-24 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
Non-universal tracer diffusion in crowded media of non-inert obstacles
我们研究了示踪粒子的扩散，它在连续空间中移动之间的晶格排除体积，不动的非惰性障碍物。特别是，我们分析了示踪剂-障碍物相互作用的强度和拥挤的体积占用率如何改变示踪剂的扩散运动。从细节的示踪剂扩散模式之间的捕获状态绑定到障碍物和散装扩散的分区，我们研究的示踪剂在拥挤的晶格中的本地化程度。我们研究了示踪剂扩散的性质，在合奏和时间平均均方位移，捕获时间分布，时间平均均方位移的幅度变化，和扩散示踪剂的非高斯参数。我们得出结论，示踪剂障碍物的吸附和绑定触发瞬态异常扩散。从一个非常狭窄的传播记录个人的时间平均轨迹，我们排除连续型随机游走过程作为基础的物理模型的示踪剂扩散在我们的系统。对于中等示踪剂拥挤的吸引力的运动被发现是完全遍历的，而在更强的吸引力强度的合奏和时间平均均方位移之间的瞬态差距发生。我们还把我们的研究结果的角度来看，从实验的单粒子跟踪和模拟的标记示踪剂在密集拥挤的悬浮液中的扩散的结果。我们的研究结果对在活细胞和其他结构液体内高度拥挤的环境中化学成分的扩散，运输和传播具有影响。
2014-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal time and length scales of polar active polymer melts
该研究通过多尺度分析对比极稀与极密条件下极性活性聚合物的构象与动力学，揭示了两类体系共有的普适特征长度与时间标度，证明其熔体动力学仅由自推进强度而非缠结控制。
2024-04-12 cond-mat.soft
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
Universal Ratios of Characteristic Lengths in Semidilute Polymer Solutions
我们使用文献中的实验和模拟数据来推断半稀释聚合物溶液的五个特征长度，表示为$ξ_s$、$ξ_f$、$ξ_Π$、$ξ_ϕ$和$ξ_D$。其中的前两个定义在从溶液中的散射方面，第三个定义在渗透压方面，第四个由空间单体浓度分布，最后由合作扩散。在给定的解中，这五个长度中的任何一个的比值都是普适常数。因此，知道这些常数就可以用溶液的一个测量性质来推断其他性质。我们计算这些比率，并估计其不确定性的解决方案在θ以及良好的溶剂条件。通过使用从计算机模拟推断的孤立的聚合物的散射特性的分析得到加强。
2002-05-14 cond-mat.soft
Flexibility Controls Active-Filament Transport in Crowded Landscapes
Institute for Theoretical Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）
通过布朗动力学模拟，研究活性聚合物在有序和无序障碍物阵列中的输运，发现柔性在中等时优化无序环境中的扩散，而半柔性细丝在密集有序阵列中因定向运动增强迁移率，并识别出三种输运机制。
2026-06-24 cond-mat.soft
Kremer-Grest models for universal properties of specific common polymer species
Kremer-Grest（KG）珠弹簧模型是通用聚合物性质的分子动力学模拟中的近似标准。它的流行归功于它的计算效率，而不是它代表特定聚合物物种和条件的能力。在这里，我们研究如何适应模型，以匹配广泛的化学聚合物物种的普遍属性。为此，我们改变了一个单一的参数，最初介绍了Faller和Müller-Plathe，链刚度。实例包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、顺式聚异戊二烯、聚二甲基硅氧烷、聚环氧乙烷和苯乙烯-丁二烯橡胶。我们这样做是通过匹配的数量的库恩段每链和库恩段的数量每立方库恩体积的聚合物物种和Kremer-Grest模型。我们还推导出将KG模型单位转换回物理单位的映射关系，特别是我们获得了KG模型的纠缠时间作为允许时间映射的刚度的函数。为了测试这些关系，我们产生大的平衡以及纠缠的聚合物熔体，并测量纠缠模量使用静态连续路径分析的纠缠熔体结构，以及通过模拟的阶跃应变变形的模型熔体。我们的模型聚合物熔体得到的模量与实验预期的模量是很好的协议。
2018-08-10 cond-mat.soft
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
Universal scattering behavior of co-assembled nanoparticle-polymer clusters
用小角中子散射研究了由7 nm无机纳米粒子组成的水溶性团簇。团簇的内部结构因子的推导和表现出普遍的行为证明了在中间波矢的相关洞。反向Monte-Carlo计算进行调整的数据，并提供了一个准确的描述团簇的颗粒间的距离和体积分数。还研究了影响微观结构的其他参数，包括纳米颗粒吸附层的性质和厚度。
2009-02-23 cond-mat.soft
Universal size ratios of Gaussian polymers with complex architecture: Radius of gyration vs hydrodynamic radius
本研究致力于更深入地了解支化聚合物的复杂结构对其在溶剂中行为的影响。大分子的折叠动力学和聚合物流体的流体动力学强烈依赖于单个大分子的尺寸和形状度量，而这些尺寸和形状度量又由它们的拓扑结构决定。为此，我们采用基于路径积分方法的分析理论和分子动力学模拟相结合的方法，研究了含有$f^c$线性支链和$f^r$闭环接枝到中心核的复杂高斯聚合物的结构性质。使用理论，我们确定的尺寸措施，如回转半径$R_g$和流体动力学半径$R_H$，并获得估计的尺寸比$R_g /R_H$与它的依赖性的功能$f=f^c+f^r$的接枝聚合物。特别是，我们得到的定量估计的紧凑化（尺寸措施的减少）的这种复杂的聚合物结构与闭环$f^r$的数量增加相比，线性或星形的分子相同的总分子量。数值模拟证实了理论预测，即随着$f$的增加，$R_g /R_H$向1减小。这些研究结果提供了定性的描述复杂的聚合物与不同的臂结构的$θ$解决方案。
2020-07-15 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
Universal scaling of the diffusivity of dendrimers in a semidilute solution of linear polymers
通过布朗动力学模拟揭示半稀线性聚合物溶液中低代数树枝状大分子的普适静态与扩散标度，并提出考虑其随浓度收缩的新长时间扩散标度律。
2024-01-10 cond-mat.soft
Migration and separation of polymers in non-uniform active baths
该研究针对非均匀活性浴中的理想Rouse链，通过粗粒化推导质心演化规律，发现其会依参数定域于不同活性区域，且非均匀活性浴可高效分离不同长度或连接性的聚合物。
2024-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal Scaling of Freezing Morphodynamics in Polymer Solution Droplets
Auburn University（奥本大学）
研究发现聚合物溶液滴的冻结动力学由Capillary-Lewis数控制，揭示了溶质再分布与界面变形的关联，适用于从稀释到纠缠状态的广泛范围。
2026-04-15 cond-mat.soft
Universal shape characteristics for the mesoscopic polymer chain via dissipative particle dynamics
在本文中，我们研究的形状特征的高分子链在良溶剂中使用介观水平的建模。耗散粒子动力学模拟在$3D$空间中进行，在一定范围的链长$N$。首先检查端到端距离和回转半径的标度律，发现对于$N\geq 10$保持，从而产生对于Flory指数$ν$的合理精确值。在相同的链长区间内，链的非球面性、长轴性、尺寸比等形状特征与$N$无关。它们的平均值被认为是同意相当不错的各自的理论结果和晶格蒙特卡罗模拟。宽的概率分布的形状特征被发现类似的形式的格子蒙特卡罗模拟的结果。通过这些分布的解析拟合，找到形状特征的最可能值以补充它们的平均值。
2016-06-28 cond-mat.soft
Universal 2D Soft Nano-Scale Mosaic Structure Theory for Polymers and Colloids
链-颗粒团簇从冻结玻璃态到熔融态运动的基本概念是由8级二维界面激发（IE）环流形成的二维软纳米镶嵌结构，由小到大的逆级联结构和沿局部一个方向的级联重排结构。IE具有额外的排斥能和额外的空位体积。瞬时同步极化电子电荷耦合对在两个相邻链粒子界面上平行输运，并具有反平行离域，从而导致了瞬时同步极化电子电荷耦合对在两个相邻链粒子界面上的平行输运。这种结构符合de Gennes的镶嵌结构图，由此可以直接推导出玻璃化转变温度、熔融温度、自由体积分数、临界缠结链长和晶格断裂活化能。这也是随机系统中的最大序势结构。
2011-05-25 cond-mat.soft
On the swelling properties of pom-pom polymers in dilute solutions. Part 1: symmetric case
我们考虑一类多支化聚合物大分子的最简单的代表，称为pom-pom结构。该分子由主链直链组成，其末端为两个分支点，官能度（侧链数）分别为$f_1$和$f_2$。在对称的情况下，考虑在本研究中，有$f_1=f_2=f$与链的总数$F=2f+1$。而pom-pom分子的熔体的流变行为进行了深入研究，到目前为止，我们把我们的注意力转向构象性质的这种聚合物在稀溶液的制度。普适性的概念，起源于临界现象和聚合物的标度性质，在这项研究中使用。为了能够比较直接聚合物重整化方法与通过耗散粒子动力学模拟获得的结果，我们集中在形状特征的通用比率上。通过这种方式，能量和长度尺度的差异被消除，并且通用比率仅取决于空间尺寸、溶剂质量和分子支化的类型。对整个分子和其单个分支都评估了这样的通用比率。对于某些形状属性，理论和模拟是非常一致的，对于其他我们发现的区间$F$，两者都同意相当不错。理论和模拟方法相结合，提供了彻底的定量描述的特殊性的溶胀效应和空间延伸的pom-pom分子，并与已知的结果进行比较，为更简单的分子拓扑结构。
2020-12-01 cond-mat.soft
Universality of the Directed Polymer Model
定向聚合物模型和类似的KPZ方程的普遍性是由使用非高斯随机概率分布在二维，三维和四维的数值模拟支持。结果表明，虽然在非高斯情况下，能量指数的\emph{finite size}估计值低于普适值，但这些估计值\emph{increase}随系统规模的变化而变化，且越低于普适值，其增长率越高.结果解释在优化过程中的方差减少的效率。
2000-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Probability of loops formation in star polymers in long range correlated disorder
我们分析的统计循环形成$f$支化的星形聚合物在环境中的结构缺陷，相关的大距离$r$根据幂律$\sim r^{-a}$。应用直接聚合物重整化方法，我们发现了一组普适指数的值，控制着大分子中各种类型的环的概率的缩放。
2017-04-19 cond-mat.soft
Power-law molecular-weight distributions dictate universal behaviors in highly polydisperse polymer solutions
Komaba Institute for Science, Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo（东京大学综合文化研究科理科系驹场研究所）；Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科物理学系）；Center for Complex Systems Biology, Universal Biology Institute, The University of Tokyo（东京大学生物物理研究所复杂系统生物学中心）
研究发现，幂律分子量分布指数a控制聚合物溶液的集体行为，揭示了多分散系统中粘度、重叠浓度和纠缠浓度的显著变化。
2026-01-08 cond-mat.soft
Investigation of tracer diffusion in crowded cylindrical channel
基于粗粒化模型，我们进行了分子动力学模拟，以分析一个小的示踪剂颗粒内的圆柱形通道，其内壁覆盖着随机接枝短聚合物链的扩散。我们观察到一个有趣的瞬态亚扩散行为沿圆柱轴在高吸引力之间的示踪剂和链，然而，长时间的扩散总是正常的。这个过程被发现是增强的情况下，我们的接枝链，即亚扩散行为设置在较早的时间，并跨越一个较长的时间段，然后才成为扩散。即使接枝链被替换为背景中的排斥性的、非连接的粒子的冰冻海洋，也可以观察到瞬态亚扩散。中间subdiffusive行为只消失时，接枝链被替换为一个移动的背景海相互排斥的粒子。总的来说，示踪剂沿圆柱轴向的长时间扩散系数随体系体积分数的增加、示踪剂与背景之间的吸引力的增加以及背景冻结的增加而减小。我们相信，这里提出的简单模型可能是有用的核孔复合物内的大分子扩散过程的定性理解。
2012-07-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal frequency-dependent ac conductivity of conducting polymer networks
基于电荷流可访问的传导路径的长度的分布方面的模型再现了在聚合物网络中观察到的普遍的幂律色散交流电导率，并且通常在无序物质中。在某些情况下观察到的大于1的幂指数在该模型中是物理上可接受的。一个饱和的高频区也预测，与实验结果一致。无序介质中的交流电导率不存在普适的分数幂律（寻找唯一的公共临界指数也是徒劳的），但存在定性的普适行为。
2008-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
DNA thermal denaturation by polymer field theory approach: effects of the environment
我们分析了环境（溶剂质量，存在的扩展结构-拥挤的环境）的影响，可能会影响变性和有界DNA状态之间的过渡顺序，并导致DNA链的构象特性的标度律的变化。我们发现，所研究的效果显着影响的强度的一阶过渡。为此，我们重新考虑波兰-Scheraga模型和应用聚合物场论计算熵指数与变性环分布。对于$d = 3$的情况下，相应的发散$ε= 4-d$扩展评估通过恢复其收敛通过remation技术。对于空间维度$d = 2$，从将聚合物模型映射到二维随机晶格上推导出指数，即，在存在量子引力的情况下。我们还表明，一阶跃的存在下，进一步加强了扩展的不可渗透的区域在溶剂中，限制了大分子配置的数量。
2021-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal catastrophe time distributions of dynamically unstable polymers
在多种生物聚合物中观察到了动态不稳定性--准一维细丝的生长、突变和收缩。科学家们长期以来一直认为，生长的灾难性停止和随后的解聚是由聚合物顶端的水解和聚合的相互作用引起的。在这里，我们表明，对于广泛的一类突变模型，预期的灾难时间分布是指数。我们发现，分布形状是不敏感的噪声，但从一个有限的池耗尽单体可以显着改变分布形状，通过降低聚合速率。我们推导出一种形式，这种有限池灾难的时间分布，并表明，有限池的影响可以是重要的，即使当耗尽的单体并没有大大改变聚合速率。
2022-02-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
