Statistical Mechanics of Semiflexible Bundles of Wormlike Polymer Chains
我们证明了一个半柔性束的蠕虫状链表现出状态依赖的弯曲刚度,从根本上改变其缩放行为相对于标准的蠕虫状链。我们探讨了蠕虫状束在隔离,交联网络,和在溶液中的平衡构象和力学行为。
2007-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic curvature of enclosed semiflexible polymers
研究了半柔性聚合物在典型尺寸为$a$的紧致域中的构象状态,在随机曲率满足白噪声涨落定理的假设下,将其作为Frenet方程定义的路径的随机实现.这种方法使我们能够推导出的赫尔曼-乌尔曼方程,在那里我们利用多极分解,使我们能够表明,位置概率密度函数是很好地描述了电报员的方程时,$2a/\ell_{p}>1$,其中$\ell_{p}$是持久性长度。我们还开发了一个Monte Carlo算法用于计算机模拟,以研究在一个紧凑的域中的构象状态。此外,半柔性聚合物封闭在一个正方形域的侧$a$的情况下,作为一个明确的例子制定的理论和算法。在这种情况下,我们表明存在类似于Spakowitz和Wang [Phys. Rev. Lett. { \bf 91},2(2003)],其中在这种情况下,临界持续长度是$\ell^{*}_{p}\simeq a/8$,使得均方端到端距离对于值$\ell_{p}>\ell^{*}_{p}$表现出振荡行为,而对于$\ell_{p}<\ell^{*}_{p}$,其表现为单调增加。
2018-12-08 cond-mat.soft
Free energy of a folded semiflexible polymer confined to a nanochannel of various geometries
利用蒙特卡罗模拟研究了长通道内折叠半柔性聚合物的构象性质。我们测量构象自由能相对于聚合物的端到端距离的变化,并从这些功能中,我们提取的发夹折叠的自由能,以及所产生的熵力沿通道重叠的聚合物的部分之间的相互作用。我们考虑缩放的自由能相对于不同的持久性长度的聚合物,以及在圆柱形,矩形和三角形通道的限制的通道尺寸。我们专注于聚合物的行为在经典的Odijk和回折Odijk制度。我们发现熵力的缩放接近预测的缩放参数,在第二维里水平上处理偏转段之间的相互作用。此外,测得的发夹折叠自由能是一致的,直接从最近的圆柱形通道的理论计算。它也是一致的,从测量的聚合物的全球持久性长度在最近的模拟研究中的反折Odijk政权的值。
2018-05-31 cond-mat.soft
Different pathways in mechanical unfolding/folding cycle of a single semiflexible polymer
采用Langevin动力学方法研究了机械外场作用下半柔性聚合物的构象变化动力学。结果发现,半柔性聚合物在机械折叠/展开循环中即使在缓慢的操作下也表现出大的滞后,而在柔性聚合物中,滞后在足够慢的操作下几乎消失。这表明,半柔性聚合物的结构转变的基本特征应至少在二维相空间上解释。这种大滞后的外观进行了讨论,在加载和卸载过程中的不同途径。通过使用一个最小的两个变量模型,磁滞回线描述在两个稳定状态之间的过渡的不同途径。
2005-11-02 cond-mat.soft
Tension dynamics in semiflexible polymers. Part II: Scaling solutions and applications
在这篇文章的第一部分中,我们对弱弯曲半柔性聚合物的动力学进行了系统的粗粒度描述。在这里,我们讨论了所建立的确定性偏积分-微分方程的解析解的骨干张力的时空松弛。对于原型实验的情况下,如突然应用或释放一个强大的外部拉力,它表明,拉伸动力学反映了自仿射构象波动谱在各种中间渐近幂律。详细和明确的分析预测的张力传播和放松和相应的结果,为共同的可观的,如端到端的距离,得到。
2006-09-25 cond-mat.soft
Wall-anchored semiflexible polymer under large amplitude oscillatory shear flow
半柔性聚合物的一端拴在一个不可穿透的墙壁,并暴露于振荡剪切流的性能进行了研究的细观模拟。一个聚合物,限制在两个维度,描述了一个线性珠弹簧链,和流体相互作用纳入布朗多粒子碰撞动力学方法。在小应变下,聚合物遵循所施加的流场。然而,在高应变,我们发现一个强烈的非线性响应,主要的构象变化。聚合物沿流动方向拉伸,并在流动时表现出U形构象。由于在半空间中的限制,在随时间变化的聚合物性质的频率加倍出现沿垂直于壁的方向。
2021-12-11 cond-mat.soft
Semiflexible polymer enclosed in a 3D compact domain
使用[Rev. E 100,012503(2019)]中开发的随机曲率方法,在每当$3\ell/\ell_ {p}> 1$时的状态下,研究了封闭在体积$V:=\ell^{3}$中的半柔性聚合物的构象状态作为路径的随机实现,其中$\ell_{p}$是持久长度。半柔性聚合物封闭在立方体和球体的情况下被认为是。在这些情况下,我们探讨了Spakowitz-Wang型聚合物的形状转变,其中临界持续长度在均方端到端距离的水平上区分振荡相和单调相。这种形状的转变提供了一个普遍的签名的一个半柔性聚合物的行为限制在一个紧凑的域的证据。
2021-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice models of directed and semiflexible polymers in anisotropic environment
我们研究了聚合物在平行取向的扩展柱状缺陷存在下的构象性质。考虑了两类大分子:沿外部拉伸场方向择优取向的所谓部分定向聚合物和半柔性聚合物。我们在格子模型的框架内工作:部分定向自回避行走(PDSAW)和有偏自回避行走(BSAW)。我们的PDSAW的数值分析表明,拉伸场和各向异性之间的竞争所造成的扩展缺陷的存在导致系统中存在的三个特征的长度尺度。在每一个固定的浓度的混乱,我们发现了一个过渡点,扩展缺陷的影响是完全平衡的拉伸场。在各向异性环境中的数值模拟揭示了聚合物刚度的增加。特别是,半柔性聚合物的持久长度增加的存在下的障碍。
2015-07-23 cond-mat.soft
Semiflexible polymers under external fields confined to two dimensions
通过分子动力学模拟研究了二维半柔性聚合物的非平衡结构和动力学性质。三种不同的情况被认为是:力的延伸关系的拴系聚合物,最初拉伸的半柔性聚合物的松弛,和剪切流动下的半柔性聚合物。我们发现定量协议与理论预测的力-延伸关系和熵收缩聚合物的时间依赖性。剪切流动下的半柔性聚合物在大的剪切速率下表现出显着的构象变化,其中刚性较低的聚合物被流动延伸,而刚性较高的聚合物被收缩。此外,聚合物通过流动排列,从而二维半柔性聚合物的行为类似于三维柔性聚合物。在高剪切速率下,翻滚时间显示幂律依赖性,其指数与三维系统中的柔性聚合物的指数相当。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effect of internal and global modes on the radial distribution function of confined semiflexible polymers
在当代纳米器件中利用由纳米尺度和微米尺度限制对热波动生物聚合物的构象自由度施加的约束来专门拉长和操纵单链。因此,对受限聚合物链的统计构象的透彻的理论理解和量化是聚合物物理学中的一个中心问题。本文给出了简谐约束半柔性聚合物在弱弯曲极限下径向分布函数的解析计算。特别强调了全球模式的适当处理,即链在通道内执行全球运动的可能性。我们发现,这些全球模式的效果显着影响链统计的情况下,弱和中间限制。将我们的分析模型与蒙特卡罗模拟的数值数据进行比较,我们发现在很宽的参数范围内具有很好的一致性。
2010-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
A semiflexible polymer chain under geometrical restrictions: Only bulk behaviour and no surface adsorption
本文分析了在良溶剂条件下,线性半柔性均聚物链在两种几何约束下的二维构象行为。约束是阶梯形的不可穿透曲面。不可穿透的表面是二维空间中的线。无限长的聚合物链被限制在这两个(A和B)表面之间。当链与一个或两个约束有吸引力相互作用时,利用完全定向自回避行走的格模型计算了配分函数的精确表达式.已经发现,在所提出的模型下,链仅显示出批量行为。换句话说,由于对链的行走施加的限制,链不可能吸附。
2014-07-11 cond-mat.soft
Buckling, Fluctuations and Collapse in Semiflexible Polyelectrolytes
我们提出了一个系统的统计力学分析的构象性质的刚性链与链内的吸引力,是由于反相关性。我们表明,平均场解对应于一个欧拉样屈曲不稳定性。的构象波动上的屈曲不稳定性的影响进行了调查,首先,定性地,在谐波("半经典“)理论,然后,系统地,在1/d-扩展,其中d表示嵌入空间的维数。在“半经典”近似下,我们预测波动的影响是将有效持续长度重新归一化为较小的值,但不改变平均场的性质(即,屈曲)行为。然而,基于1/d膨胀,我们得出结论,热波动是导致屈曲行为转变为聚合物坍塌的原因。构建的相图中,一系列的崩溃过渡终止于屈曲不稳定性,发生在一个地方,随着裸的持久性长度的聚合物链的大小,以及与吸引力的潜力的强度和范围而变化。
1999-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depinning of semiflexible polymers in (1+1) dimensions
我们提出了一个简单的模型的锚定半柔性聚合物从一个固定的平面基板(1+1)维的脱钉的理论分析。我们考虑一个聚合物的钉扎位点沿其轮廓的离散序列。利用构象分布函数在刚性极限下的标度性质,应用准一维体系相变的项链模型,得到了一个由持续长度、钉扎间距、表征键的微观有效长度和键能组成的熔化判据.这种方法和其他类似的方法的局限性也进行了讨论。在力诱导解绑的情况下,它表明,弯曲刚度有利于通过“单臂效应”的解绑。
2002-11-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of Semiflexible Polymers: Theory and Experiment
我们回顾了大分子网络的物理性质,包括半柔性聚合物,如肌动蛋白。我们首先给出了理论分析的构象统计和力学响应的单丝。实验相关的数量,如端到端的分布函数和力的延伸关系进行了讨论。结果被用来分析的弹性模量的纠缠解决方案,这样的对象。我们还讨论了短时间和长时间(终端政权)的动态和比较我们的结果与最近的动态光散射和粘弹性测量。此外,我们还分析了交联网络随机模型中的弹性跃迁。
1998-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Intrinsic Curvature on Semiflexible Polymers
近年来,人们发现许多重要的生物高分子都具有内禀曲率。例如,动物细胞中的微管蛋白原丝、细菌中的FtsZ丝和双链DNA。我们研究如何影响这些聚合物的固有曲率的构象统计。本文给出了二维和三维切-切空间关联函数C(r)= t(s)·t(s + r)的精确结果。与预期相反,C(r)不显示任何振荡行为,而是指数衰减,并且对于短聚合物,有效持续长度具有很强的长度依赖性。我们还计算了端到端距离R的分布函数P(R),并展示了如何使用环路形成概率从WLC中提取弯曲链。
2009-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Semiflexible Ring Polymers on Active Motor Beds: Nonequilibrium Dynamics and Conformations
Indian Institute of Science Education and Research Mohali(印度科学教育研究所穆扎法尔加尔分校);Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad(塔塔基础研究院海得拉巴分院)
通过粗粒化朗之万模拟,研究半柔性环状聚合物在活性马达基底上的非平衡动力学,揭示活性、持续性和刚度依赖的旋转与构象行为。
2026-06-09 cond-mat.soft
Conformational Mechanics of Polymer Adsorption Transitions at Attractive Substrates
利用多正则计算机模拟研究了半柔性非格点均聚物模型在吸引衬底附近的构象相。在我们的聚合物-基质模型中,非键合的单体对以及单体和基质通过吸引力范德华力相互作用。为了表征该混合系统的构象相,我们分析了能量和结构量的热波动,以及足够的对接参数。引入与表面吸引力强度有关的溶剂参数,构造并讨论了溶解度-温度相图。除了吸附和解吸的构象的主要阶段,我们确定了其他几个相变,如能量占主导地位的结晶低温结构和球状熵占主导地位的构象之间的冻结过渡。
2009-07-17 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Metastable Intermediates in the Condensation of Semiflexible Polymers
受早期布朗动力学(BD)模拟单一刚性聚合物在不良溶剂中坍塌的结果的启发[B。Schnurr,F. C. MacKintosh,和D. R. M.威廉姆斯,欧洲物理。Lett. 51(3),279(2000)],我们计算了模拟所建议的中间(球拍)态的构象能。在没有热波动的情况下(在零温度下),这些中间体的退火形状在一定范围内是明确定义的,其主要结构元素由欧拉弹性体的特定情况给出。在适当的单位,一个图表出现,显示所有国家的相对稳定性,环面和球拍。我们的结论是,在显着的对比柔性聚合物的崩溃,半柔性或刚性聚合物的缩合一般通过级联通过亚稳中间体,球拍,向基态,环面或环,如在动力学模拟中看到的。
2002-03-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Two-dimensional active polar semiflexible polymer under shear flow
Istituto Applicazioni Calcolo, CNR(意大利国家研究委员会计算应用研究所);Institute for Advanced Simulation, Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心先进模拟研究所)
研究二维半柔性主动极性聚合物在剪切流下的非平衡结构与动力学特性,发现其构型变化、对齐和翻转运动受半柔性影响,活动性显著影响流变性质,甚至在弱流中呈现负粘度。
2026-04-07 cond-mat.soft physics.comp-ph
A generalized theory of semiflexible polymers
DNA在短于持久长度的长度尺度上的弯曲在遗传信息从DNA到细胞功能的翻译中起着不可或缺的作用。这些生物系统的定量实验研究导致了新的兴趣,在聚合物力学相关的描述构象自由能的DNA弯曲诱导蛋白质-DNA复合物。最近的实验结果从DNA环化的研究投下了怀疑的适用性的规范半柔性聚合物理论,蠕虫状链(WLC)模型,DNA弯曲的生物长度尺度。本文发展了一类广义半柔性聚合物模型的链统计理论。我们的重点是这些模型的理论发展和实验观测值的计算。为了说明我们的方法,我们专注于一个特定的玩具模型的DNA弯曲。我们表明,WLC模型一般描述的长尺度链统计的半柔性聚合物,预测的重整化群。特别是,我们表明,无论是WLC或我们的新模型充分描述力延伸,解决方案散射,和长轮廓长度环化实验,无论DNA弯曲弹性的细节。相反,对短尺度链行为敏感的实验原则上可以揭示出与WLC模型中假设的线性弹性行为的巨大偏离。我们明确地证明了这一点,表明我们的玩具模型可以重现Cloutier和Widom观察到的异常大的短轮廓长度环化J因子。最后,我们讨论了这些模型的DNA链统计在未来的实验中的适用性。
2005-08-05 cond-mat.soft
Effect of Geometrical Constraint on Conformational Properties of a Polymer Chain
本文分析了在良溶剂条件下,几何约束对受限于两个约束之间的无限长线性半柔性高分子链的二维构象性质的影响。约束条件是两个不可穿透的阶梯形曲面,对于二维空间,曲面是一维直线。通过引入链中每一圈所需弯曲能的Boltzmann权重来解释链的半柔性,并通过使用链的自避免行走模型来解释链的良好溶剂条件。我们已经计算出精确的临界值的步骤逸度聚合所需的一个无限长的聚合物链之间的约束约束限制为不同的值之间的分离的约束定向版本的模型。我们还计算了可能的最大值,最小值的持久长度为这样的链和最大值的弯曲能量所需的链中的每一个转折之间的限制分离的几个值。
2010-10-14 cond-mat.soft
Statistical properties of a tangentially driven active filament
活性聚合物在许多生物系统中起着核心作用,从细菌鞭毛到细胞骨架。半柔性活性丝的极小模型已被用于研究活性系统中的许多有趣现象,如活性向列体中的缺陷动力学、运动分析中的成簇和成线以及真核细胞中染色质的构象特性。本文将半柔性聚合物映射为精确可解的活性Rouse链,从而可以解析计算具有任意刚性的活性聚合物的构型和动力学性质.
2019-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Active Dynamics of Linear Chains and Rings in Porous Media
本文通过计算模拟研究了多孔介质中由主动布朗单体构成的线性链和环的动力学,揭示了活性与拓扑的相互作用如何调控其构象变化、迁移、收缩、溶胀及捕获与逃逸行为。
2023-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent conformational properties of end-tailored transversely propelling polymers
我们研究了一个单一的活性半柔性聚合物的动力学和构象,其单体经历的推进力垂直于当地的切线,与端珠是不同的内部珠(“端定制”)。使用Langevin模拟,我们证明,除了侧向运动,端珠和聚合物主链之间的相对推进强度显着改变的聚合物的构象特性作为弯曲刚度,端剪裁和推进力的函数。预期地,对于较慢的端部,聚合物弯曲远离移动方向,而较快的端部导致相反的弯曲,在两种情况下,与直纤维相比,稍微降低了质心速度。有趣的是,对于更快的末端珠,有一个丰富的动态形态图:聚合物末端可以折叠在一起形成2D环或发夹状构象,由于它们的形状不对称而旋转,并且在完全推进期间围绕相当直的状态的周期性拍打运动也是可能的。我们合理化的模拟使用缩放和运动学参数,并提出了构象的状态图。侧向推进的纤维包括一个相当未开发的和多功能的自螺旋桨类,他们的研究将打开新的方式设计,例如软机器人中的运动致动器或混合器。
2022-02-17 cond-mat.soft
Stabilization of helical macromolecular phases by confined bending
通过广泛的复制交换模拟的通用粗粒度模型的螺旋聚合物,我们系统地研究了所有可能的螺旋相的柔性和半柔性的弹性聚合物与自相互作用下的扭转障碍的影响下的结构转变。竞争相互作用导致各种构象相,包括无序的螺旋排列,单螺旋和有序的三级螺旋束。最值得注意的是,我们发现,弯曲约束需要一个明确的分离和稳定的螺旋相。这有助于理解为什么半柔性聚合物如双链DNA倾向于形成明显的螺旋结构,而蛋白质通常在其三级结构中表现出丰富的螺旋结构,如螺旋束。
2015-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase diagram of a semiflexible magnetic polymer in three dimensions
Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Univ. Montpellier, CNRS(夏尔·库仑实验室(L2C),蒙彼利埃大学,法国国家科学研究中心)
本研究通过蒙特卡洛模拟和变分方法,揭示了半柔性磁性聚合物中刚度与磁自由度耦合导致的丰富相图,包括一级相变和有序晶体相。
2026-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics of Active Polar Ring Polymers
研究了孤立的半柔性活性极环聚合物的构象和动力学性质。环被建模为连续高斯聚合物暴露于切向主动力。线性非厄米运动运动方程的本征函数展开的解析解表明,环的构象是独立的活动。相反,活动强烈影响内环动力学和产量的特征时间制度,这是不存在的被动环。在中间的时间尺度上,柔性环表现出活动增强的扩散制度,而半柔性环表现出弹道运动。此外,第二个活跃的时间制度出现在较长的时间尺度上,环显示蛇形运动,这是让人想起坦克踩踏旋转动力学剪切流,占主导地位的模式与最长的弛豫时间。
2022-06-21 cond-mat.soft
Tension-induced binding of semiflexible biopolymers
我们从理论上研究了聚合物张力对可逆结合交联的集体行为的影响。为了这个目的,我们采用了两个弱弯曲蠕虫状链平行排列的张力,与一系列的链间结合位点的轮廓定期间隔的模型。可逆的交联连接在由化学势控制的亲和力的位点处附着和分离。在平均场方法中,我们计算了系统的自由能,并发现了一个自由能垒的出现,它控制着可逆的(非)约束。张力影响链的构象熵,其与交联的结合能竞争。这种竞争引起的结合位点的分数突然增加的张力增加。我们表明,这种转变是有关的交叉之间的弱和强本地化的定向聚合物在钉扎电位。到强结合状态的交叉可以被解释为交联聚合物的力硬化的机制-超过单个蠕虫状链的弹性。
2014-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The elasticity of semiflexible polymers with reversible spontaneous curvature in two dimensions
Kyungpook National University(庆北国立大学)
本文构建二维两态修正蠕虫状链模型,研究具有可逆自发曲率的半柔性聚合物弹性,发现拉伸或弯曲会诱导弹性转变,两种系综弹性响应存在差异,弯曲态刚度更高时拉伸或出现重入转变。
2026-09-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
The conformational evolution of elongated polymer solutions tailors the polarization of light-emission from organic nanofibers
聚合物纤维目前被用于非常重要的技术中。它们的创新性能主要由聚合物大分子在外部机械力或静电力诱导的伸长下的行为决定,表征纤维拉伸过程。虽然在强拉伸条件下生产的聚合物纤维中观察到增强的物理性能,但对聚合物分子的工艺诱导的纳米级组织的研究不可用,并且大多数纤维性能仍然是在经验基础上获得的。在这里,我们揭示了电纺纳米纤维中半柔性聚合物的取向特性,这使得活性纤维的偏振特性得到精细控制。在静电伸长的半稀释液的解决方案的聚合物链的构象演化的建模和模拟表明,分子几乎完全拉伸从喷射开始不到1毫米内,增加在喷射中心的聚合物轴向取向。通过偏振近场光学显微镜对单个纤维的局部二向色性的纳米尺度映射首次揭示了分子顺序的内部空间变化的存在,即存在具有轴向排列的分子的芯和具有几乎径向取向的分子的鞘。这些结果允许操纵和定制重要和特定的光纤特性,如这里所示的发射光的偏振。
2014-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact of Local Stiffness on Entropy Driven Microscopic Dynamics of Polythiophene
我们利用中子自旋回波光谱的高时间和空间分辨率来研究溶液中半柔性共轭聚合物链的大尺度动力学。我们获得了早期预测的单链玻璃态的第一个实验证明。我们使用了一个通用的方法,以及既定的Zimm模型的柔性聚合物来描述局部刚性聚噻吩链的弛豫模式谱。Zimm模式的分析证实了珠的存在与一个有限的长度,对应于一个减少数量的半柔性链的节段模式。无论温度和共轭聚合物的分子量,我们见证了一个普遍的行为的本地链刚度和珠长度的不变性。我们的实验结果表明,在所观察到的聚噻吩的热致变色行为中,π-电子共轭长度的变化(以及因此共轭主链平面到非平面的构象转变)可能是次要的作用,但相反,指出了链动力学在这种现象中的主要作用。
2020-05-21 cond-mat.soft
Conformation and dynamics of wet tangentially-driven active filaments
本文通过多粒子碰撞动力学模拟研究湿切向驱动活性聚合物,发现流体动力学相互作用导致构象收缩并显著增强取向和平动动力学,尤其影响高活性半柔性链。
2024-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Free energy of a folded polymer under cylindrical confinement
本文用蒙特卡罗方法模拟了长圆柱管中折叠聚合物的构象自由能。聚合物被建模为硬球链。其构象自由能$F$作为聚合物的端到端距离$λ$的函数进行测量。在柔性线性聚合物的情况下,$F(λ)$是折叠状态下的线性函数,对于直径为$D$的管和长度为$N$的聚合物,其梯度与$f\equiv |dF/dλ| \sim N^0 D^{-1.20\pm 0.01}$成比例。这接近于从简单标度参数获得的预测$f \sim N^0 D^{-1}$。这种差异部分是由于与de-Gennes blob模型相关的有限尺寸效应。对于三臂星形聚合物的单臂的折叠,观察到类似的差异。我们还研究了在经典的Odijk制度的持久性长度$P$的半柔性聚合物的回折。在重叠制度,衍生规模$f \sim N^0 D^{-1.72\pm 0.02} P^{-0.35\pm 0.01}$,这是接近的预测$f \sim N^0 D^{-5/3} P^{-1/3}$从一个缩放参数,处理偏转段之间的相互作用,在第二维里水平。此外,测量的自由能成本形成一个发夹弯是定量一致的最近的理论计算。最后,我们研究了由两个发夹组成的S-环的存在下,有限半柔性链的$F(λ)$的标度。虽然预测的自由能梯度的缩放与单个发夹相同,但我们观察到$f \sim D^{-1.91\pm 0.03} P^{-0.36\pm 0.01}$的缩放。因此,这个测量和预测的缩放之间的定…
2017-11-17 cond-mat.soft
Hydrodynamics of polymers in an active bath
溶液中的活性聚合物的构象和动力学性质由活性的性质决定,并且具有自推进的活性布朗粒子型单体的聚合物的行为与具有由色噪声力外部驱动的单体的聚合物的行为定性地不同。我们目前的模拟和理论结果的聚合物溶液中存在的外部有源噪声。在模拟中,半柔性珠弹簧链被认为是,在分析计算中,连续线性蠕虫状链。考虑到独立的单体/网站的速度,与方向变化的扩散方式的活动。在模拟中,流体动力学相互作用(HI)考虑的Rotne-Prager-Yamakawa张量,或通过实施的活性聚合物的多粒子碰撞动力学方法的流体。为了得到解析解,采用了预平均的Oseen张量。活性过程意味着通过聚合物弛豫时间对HI的稳态性质的依赖性。随着活性的增加,HI导致柔性聚合物的溶胀增强,并且其构象性质与在HI或自由排水聚合物存在下具有自推进单体的聚合物的构象性质有很大不同。聚合物均方位移被HI增强。在很宽的时间尺度范围内,流体动力学导致一个subdiffusive制度的网站均方位移的灵活的活性聚合物,指数为(5/7),大于劳斯(1/2)和Zimm(2/3)模型的被动聚合物。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Data-driven identification and analysis of the glass transition in polymer melts
Max Planck Institute for Polymer Research(马克斯·普朗克聚合物研究所)
提出一种结合主成分分析和聚类的数据驱动方法,利用分子动力学模拟的高分辨率细节和单链结构信息,从短时轨迹中精确识别弱半柔性链聚合物熔体的玻璃化转变温度,并揭示链行为在转变前后的变化。
2023-08-01 cond-mat.soft cs.LG
How Spatially Modulated Activity Reshapes Active Polymer Conformations
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2), Forschungszentrum Jülich(亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所(IET-2),于利希研究中心);Department of Physics and Astronomy, University of Padova(帕多瓦大学物理与天文学系);INFN, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所,帕多瓦分部)
研究空间调制活动如何通过改变聚合物构象来控制其形态,揭示了不同活动模式对聚合物构象的影响。
2026-09-17 cond-mat.soft
Entropic force of cone-tethered polymers interacting with a planar surface
计算机模拟用于表征一种或多种聚合物的熵力,所述聚合物被拴系到与附近的硬平面相互作用的硬锥形物体的尖端。修剪丰富的罗森布鲁斯方法(PERM)的蒙特卡罗模拟被用来计算的变化的构象自由能,$F$,硬球聚合物相对于锥尖到表面的距离,$h$,从其中的变化的熵力,$f\equiv |dF/dh|$,与$h$被确定。我们考虑以下情况:(1)单个自由连接的拴系链,(2)单个半柔性拴系链,(3)多个等长的自由连接的链,每个链都拴在锥尖上。模拟结果用于测试Maghrebi等人(EPL,96,66002(2011); Phys.Rev.E86,061801(2012))的预测的有效性,所述预测为$f\propto (γ_\infty-γ_0) h^{-1}$,其中$γ_0$和$γ_\infty$分别是用于$h=0$和$h=\infty$的栓系聚合物的配分函数的通用标度指数。测得的功能$f(h)$一般是一致的预测,与理论中采用的近似所产生的小的定量差异。在多个拴系聚合物的情况下,每个聚合物的熵力大致恒定,这与预测定性不一致。
2022-08-01 cond-mat.soft
Active Polar Ring Polymer in Shear Flow -- An Analytical Study
本文通过本征函数展开解析求解剪切流下含切向主动力的半柔性极性环聚合物,揭示其稳态同于被动环,但活性频率与剪切共同决定坦克履带式、弛豫主导及翻滚动力学转变。
2024-07-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph