Adsorption of a semiflexible polymer onto interfaces and surfaces
我们考虑了半柔性高分子链吸附到界面和表面上,通过使用微分方程的分布函数$G(R,L)$的端到端的距离$R$,这是与后者的矩扩展。我们提出的近似处理的结果,包括考虑到二阶和四阶矩的微分方程$G(R,L)$。半柔性聚合物吸附的基本特征是:{ \it i})存在一个新的局部长度尺度,导致吸附聚合物的单体密度呈双指数衰减; { \it ii})半柔性聚合物对界面和壁面的结合均弱于柔性聚合物。提出的近似理论仅限于弱吸附的制度,在小尺度上的聚合物的棒状行为的影响是弱的。
2001-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comparison of the Adsorption Transition for Grafted and Nongrafted Polymers
我们比较了热力学行为的一个有限的单一nongrafted聚合物附近的一个有吸引力的基板的聚合物接枝到该基板。在我们最近发现了一阶样签名的微正则熵在吸附过渡的nongrafted的情况下,并鉴于事实上,许多研究聚合物吸附在过去已经进行了接枝聚合物,问题出现了,在何种程度上,以何种方式接枝改变吸附过渡的性质?这个问题是解决在这里使用一个粗粒度的非晶格聚合物模型,不仅涵盖了吸附过渡,但也所有其他过渡附近的一个有吸引力的基板不同的强度经历一个单一的聚合物。由于接枝的影响,特别是对平移,但也对解吸附链的构象熵,吸附转变的影响最强。我们的结果是通过并行回火蒙特卡罗数据的正则和微正则分析相结合。
2011-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Polymer Adsorption on Fractal Walls
本文用重整化群方法研究了不同维数分形粗糙壁面上的聚合物吸附。对于确定性墙,得到了精确的结果。吸附过渡被发现是连续的低维$d_w$的吸附壁和相应的交叉指数$ϕ$单调增加与$d_w$,最终克服以前的边界。对于超过阈值$d_w^*$的$d_w$,$ϕ$变为1并且转变变为一阶。$d_w^*>d_{saw}$,本体中聚合物的分形维数。一个精确的数值方法来解决同样的问题,随机墙给出了同样的情况下的证据。
1999-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How the shift of the glass transition temperature of thin polymer films depends on the adsorption with the substrate
最近的实验已经证明,薄聚合物膜的玻璃化转变温度可以移动相比,相同的聚合物在本体,幅度和这种效果的符号取决于聚合物和基板之间的相互作用。最近已经提出了一个模型来解释这些影响在两个极限情况下:悬浮膜和强吸附膜。我们在这里扩展这个模型来描述这两种情况之间的交叉。我们在这里展示了如何通过调节吸附的强度,可以控制薄聚合物膜的玻璃化转变温度。特别是,我们表明,玻璃化转变温度的移位,指的是一个悬浮的膜,变化像$ε^{1/γ_2}$其中$ε$是每个单体的吸附能和$γ_2$是在2D渗流问题的聚集体的质量的临界指数。我们还表明,这种相互作用导致$T_g$的增加$ε$小到几个$0.01 T$,其中$T$是热能,并且这种增加饱和在对应于强相互作用的薄膜的顺序$0.5 T$的吸附能的值。
2003-01-08 cond-mat.stat-mech
Polymer adsorption on curved surface
采用定向自回避行走的格子模型,研究了二维六方格子上半柔性连续共聚物链在不可穿透曲面上的吸附性质。在合适的单体表面吸引力值下,共聚物链的行走方向远离表面,共聚物链被吸附在表面上。为了计算单体表面吸引力的精确值,采用生成函数法对定向行走模型进行了解析求解,讨论了共聚物链中的一类单体与表面有吸引力、排斥力和无相互作用时的结果。结果表明,吸附转变点与共聚物链的弯曲能无关。
2010-06-01 cond-mat.stat-mech
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 Adsorption and Collapse Transitions in a Linear Polymer Chain near an Attractive Wall
我们推导出定性相图的长柔性中性聚合物链浸泡在一个贫穷的溶剂附近的吸引表面使用唯象的论据。相边界的实际位置估计数值从系列扩展到19个网站的自吸引自避免行走在三维空间。在两个维度,我们计算分析相边界在某些情况下,部分定向模型。数值和分析结果都证实了所提出的定性相图。
2001-07-24 cond-mat.stat-mech
Adsorption transition of a self-avoiding polymer chain onto a rigid rod
本工作的主题是一个长的灵活的自避免聚合物链到一个刚性细棒的吸附转变。该杆由半径为R的圆柱体表示,该圆柱体具有对链单体的短程吸引表面势。一般的标度结果是通过使用重整化群的论点,结合现有的结果与弯曲边界的量子场论[McAvity and Osborn 1993 Nucl.Phys.B394,728]。相关的临界指数确定和估计使用几何参数。
2005-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Irreversibility and Polymer Adsorption
从稀聚合物溶液的物理吸附或化学吸附通常需要不可逆的聚合物表面键合。我们提出了一个理论的非平衡层的结果。虽然密度分布和环分布与平衡层相同,但最终层包括紧密结合的内部部分加上外部部分,其链仅进行fN表面接触,其中N是链长。接触分数f遵循一个宽分布P(f)~ f^{-4/5},与强物理吸附实验相当接近[H. M. Schneider等人,Langmuir v.12,p.994(1996)]。
2002-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorption of flexible polymer chains on a surface: Effects of different solvent conditions
通过大量的计算机模拟研究了经历连续吸附-脱附转变的高分子链。一个三维的自避免行走晶格模型的聚合物链接枝到一个表面上已经处理了不同的溶剂条件。我们使用了一种先进的接触密度链增长算法,其中接触的密度可以直接获得。从这个量,计算的序参量和它的四阶Binder累积量,以及相应的临界指数和吸附-脱附转变温度。由于具有给定数量的表面接触和单体-单体接触的配置的数量与温度和溶剂条件无关,因此可以容易地应用于获得不同溶剂参数值的结果,而不需要任何额外的模拟。类似于连续磁相变,有限尺寸缩放方法已被采用。通过适当考虑标度修正的影响,对长链高分子的临界性质和相图得到了较好的结果。该研究涵盖了所有的溶剂效应,从{ \it超自回避行走}的极限,其特征在于有效的单体-单体排斥,到能够形成紧凑的聚合物结构的不良溶剂条件。
2018-05-25 cond-mat.stat-mech
A solvable non-directed model of polymer adsorption
谨慎行走是不能走向已被占用的顶点的自回避行走。我们引入了一个新的模型,吸附谨慎行走的正方形晶格上,这开始于一个不可穿透的表面上,并产生逸度$a$沿表面的每一步。这些与其他精确求解的聚合物吸附模型不同,如Dyck路径,Motzkin路径和部分定向行走,因为它们不是平凡定向的-它们能够在所有晶格方向上步进。我们计算了该模型的生成函数,自由能和表面密度,并观察到一个一级吸附转变的临界值的表面相互作用。
2015-06-22 cond-mat.stat-mech math-ph math.CO
Polymer Adsorption on Disordered Substrate
我们分析了最近提出的吸附在无序基底上的高斯随机杂聚物的“模式匹配”相[S。Srebnik,A.K. Chakraborty和E.I. Shakhnovich,Phys. Rev. Lett. 77,3157(1996)]。通过将问题映射到高维随机介质中的定向均聚物问题,我们证明了模式匹配相是渐近弱不稳定的,系统的大尺度性质由吸附均聚物的性质给出.
1997-07-08 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Polymer Chain Adsorption on a Solid Surface: Scaling Arguments and Computer Simulations
我们研究了聚合物吸附的相变以及聚合物从稀溶液中结合在无结构固体表面上的基本动力学。重点放在规则的多嵌段共聚物的性能,其特征在于嵌段尺寸M和总长度N,以及在无规共聚物与淬灭组合物P的粘性和中性链段。大分子被建模为粗粒度珠弹簧链受到短程表面粘附势。相图,示出的变化的单链吸附的临界阈值的M和P的来自缩放的考虑与计算机实验的结果一致。使用尺度分析和数值数据从解决耦合主方程组的系统,我们表明,在临界状态下的相行为,吸附动力学可以充分预测和理解,与广泛的蒙特卡罗模拟的结果一致。导出了吸附片段的平均分数以及各种结构构建块(即,链连接过程中时间t的链、环、尾)与我们的数值实验非常一致,并提供了对聚合物吸附机理的深入了解。
2009-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boundary Condition of Polyelectrolyte Adsorption
在两种情况下,研究了短程相互作用荷电表面上双金属吸附边界条件的修正。对于短程吸引占主导地位的弱荷高斯型聚合物,其边界条件与中性聚合物吸附的边界条件相同。对于静电相互作用占主导地位的高电荷聚合物(压缩状态),需要修改表面单体密度和表面电荷密度之间的线性关系(静电边界条件)。
2005-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics of polymer adsorption to a flexible membrane
我们分析了接枝到有吸引力的柔性表面上的单个聚合物链的结构行为。我们的模型是由一个粗粒度的珠和弹簧聚合物和拴系膜。通过广泛的并行回火蒙特卡罗模拟,它表明,该系统表现出丰富的相行为,从高度有序,紧凑的扩展随机线圈结构和从解吸到完全吸附,甚至部分嵌入的构象。这些研究结果总结在伪相图中,指示作为外部参数温度和聚合物-膜相互作用强度的函数的主要类别的构象。通过与吸附到一个刚性的膜表面的比较,它表明,膜的灵活性引起定性的新的行为,如吸附构象的拉伸。
2011-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Adsorption of Externally Stretched Two-Dimensional Flexible and Semi-flexible Polymers near an Attractive Wall
我们研究分析模型的二维,部分定向,柔性或半柔性的聚合物,附着到一个有吸引力的墙,这是垂直于首选的方向。此外,聚合物通过外部施加的力拉伸。我们发现,墙壁上的聚合物有一个显着的效果。对于小于非顺序最近邻吸引力的壁吸引力,在壁处的单体分数为零,模型与没有壁的聚合物的模型相同。然而,对于大于,在壁处的单体的分数经历从在低温和小力下的1到在较高温度和力下的0的一级转变。我们提出了这种转变的相图。蒙特卡罗模拟证实了我们的结果。
2009-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of geometrical constraint on conformational properties and adsorption transition of a semiflexible polymer chain
本文分析了在良溶剂中正方形格子上的几何约束条件下线性半柔性共聚物链的平衡性质和吸附-脱附相变行为。一维阶梯形直线对链施加几何约束。采用完全有向自回避行走的格点模型对链进行建模,通过在链的每一个弯曲处引入能垒来说明链的半柔性。利用生成函数技术,得到了受约束共聚物链在本体中、受约束共聚物链与不可穿透平面相互作用、受约束共聚物链与约束本身相互作用和受约束共聚物链配分函数的一般表达式等情况下,共聚物链的配分函数的精确表达式。与平坦表面和几何约束(阶梯形线)相互作用。我们比较了线性半柔性均聚物链的本体性质和吸附-脱附转变行为的情况下,当链被约束。
2010-06-03 cond-mat.stat-mech
Systematic Microcanonical Analyses of Polymer Adsorption Transitions
在详细的微正则分析的状态密度得到广泛的multicanonical Monte Carlo计算机模拟,我们调查的热性能的构象转变吸附聚合物的经验附近有吸引力的基板。对于短链和强表面吸引力,微正则熵原来是一个凸函数的能量在过渡区,表明表面熵效应是相关的。虽然已知是一个连续过渡的热力学极限的无限长链,非接枝有限长度的聚合物的吸附过渡,从而表现出一个明确的签名的一阶样的过渡,与共存相的吸附和解吸的构象。微正则熵凸性的另一个显著结果是,随着能量的增加,跃迁伴随着微正则温度的降低。由于这是一个典型的物理效应,它可能不会被忽略在有限系统中的合作宏观状态转换的分析。
2010-02-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of crossover scaling for the adsorption transition of lattice polymers
最近,有人提出,在稀溶液中的一个单一的聚合物的吸附转变,在三维晶格行走建模,是不普遍的单体间的相互作用。还证实了关键临界指数$ϕ$(测量在吸附点与表面接触的增长)和$1/δ$(测量临界温度的有限尺寸偏移)是不同的。然而,应用标准尺度参数,这两个关键临界指数应该是相同的,从而指出这些标准尺度参数的潜在故障。这与在二维中研究得很好的情况相反,在二维中,有来自共形场论的精确结果:这些指数都被接受为$1/2$和普适的。我们使用的flatPERM算法来模拟自我避免的步行和步道上的六边形,正方形和简单的立方格子的长度$1024$调查这些索赔。行走可以被看作是一个排斥的单体间相互作用的痕迹,使我们能够探测吸附的普遍性。对于每个模型,我们分析了几个热力学性质,以产生不同的方法来估计的临界温度和关键指数。我们测试我们的方法的二维情况下,$ϕ$和$1/δ$值的传播表明,有一个系统误差,超过了通常报告的统计误差。我们进一步提出了一种方法,用于一致的估计的关键吸附指数,使$ϕ=1/δ=0.484(4)$在三个维度。我们的结论是,在三维这些临界指数确实不同于平均场值的$1/2$,但不能找到证据,他们彼此不同。重要的是,我们也没有发现任何非普遍性的聚合物吸附过渡的实质性证据。
2017-12-18 cond-mat.stat-mech
Adsorption Kinetics of a Single Polymer on a Solid Plane
我们研究分析和通过一个非格子珠弹簧动态蒙特卡罗模拟模型的单一大分子在无结构的平面基板上的强物理吸附制度的吸附动力学。一个“茎花”聚合物构象的基本概念,以及吸附过程中的“拉链”的相关机制被示出,导致一个福克-普朗克方程与反映边界条件的时间依赖性的概率分布函数(PDF)的吸附单体的数量。理论处理预测,吸附段的平均分数随时间增长的幂律与$(1+ν)^{-1}$的权力,其中$ν\approx 3/5$是弗洛里指数。预测训练长度的瞬时分布遵循指数关系。相应的PDF循环和尾巴也来自。完整的解决方案的时间依赖性的PDF的吸附单体的数量从一组离散的耦合微分方程数值计算,并示出与蒙特卡罗模拟结果完全一致。除了均聚物吸附,我们还研究了规则的多嵌段共聚物和无规共聚物,并证明它们的吸附动力学可以被认为是在相同的理论模型。
2008-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorbed and Grafted Polymers at Equilibrium
本章涉及与长链状大分子(聚合物)在固体表面上的吸附有关的各个方面。吸附机理的物理方面主要阐述在结晶平衡。这种吸附建模所需的基本功能进行了讨论。我们首先讨论了一个单一的和长的聚合物链的表面吸附。表面的相互作用是由一个具有长程吸引尾的势阱模拟的。提出了一个简单的平均场论描述,并用高分子“斑点”的概念来描述链在表面的构象。吸附层的厚度取决于几个聚合物和表面参数。本文还讨论了对平均场论的涨落修正.然后,我们审查吸附以及耗尽过程中的多链的情况下。在平均场论内计算了轮廓、表面张力的变化和聚合物表面过量。由于良好的溶剂中的波动的校正考虑使用缩放的概念。引入近似指数类比表面临界现象。两个表面之间的相互作用与吸附的聚合物层进行了讨论,并提到各种情况下,导致吸引力和排斥力的相互作用。聚电解质是由于其水溶性的实际重要性,我们给出了一个简短的总结,在这个迅速发展的领域的最新进展。接枝聚合物的行为,即,还综述了以一端锚定到固体基底上的聚合物。
2000-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact and Monte Carlo study of adsorption of a self-interacting polymer chain for a family of three-dimensional fractals
我们研究的自相互作用的线性聚合物位于分形容器,属于三维(3D)Sierpinski垫片(SG)的分形家庭的吸附问题。3d SG分形族的每个成员具有分形不可穿透的2d吸附表面(其实际上是2d SG分形),并且可以由整数$b$($2\le b\le\infty$)标记。通过应用严格和蒙特卡罗重整化群(MCRG)方法,我们计算的临界指数$ν$(与均方端到端的距离的聚合物)和$ϕ$(与吸附单体的数量),与$2\le b\le4$(严格)和$2\le b\le40$(蒙特卡罗)的分形序列。我们发现$ν$和$ϕ$都随着$b$的增加而单调下降(即随着容器分形维数$d_f$的增加),有趣的是,这两个函数,$ν(b)$和$ϕ(b)$,都与估计的欧几里德值相交。此外,我们建立的相图,为分形与$b=3$和$b=4$,这揭示了存在六个不同的阶段合并在一起的多临界点,其性质取决于在吸附表面附近的层中的单体能量的值。
2002-12-06 cond-mat.stat-mech
Adsorption of 2d polymers with two- and three-body self-interactions
利用广泛的蒙特卡罗模拟,我们研究了自回避尾迹在具有二体和三体在位单体-单体相互作用的三角晶格上的表面吸附。在二体、三体和表面相互作用强度的参数空间中,相图显示了四个相:溶胀(线圈)、小球、晶体和吸附。对于小的表面相互作用的值,我们确认存在的溶胀,小球,和晶体体相。对于足够大的值的表面相互作用,该系统是在吸附状态,和吸附过渡可以是连续的或不连续的,这取决于体相。因此,相图包含丰富的相结构,其具有在多临界线中相遇的过渡表面,所述多临界线连接在单个特殊的多临界点中。吸附相显示出两个不同的区域,具有不同的特性,由单层或双层吸附基态为主。有趣的是,我们发现这两个区域之间没有有限温度的相变,而是一个平滑的过渡。
2019-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polyelectrolyte Adsorption
带电聚合物链(聚电解质),因为它们吸附在一个平面表面上的问题是从理论上解决。我们回顾了基本的机制和理论基础的单表面上的吸附在两种情况下:吸附的一个单一的带电链,吸附从本体溶液中的$θ$溶剂条件。分别讨论了柔性和半刚性链的行为,并表示为聚合物和表面电荷,溶液的离子强度和聚合物本体浓度的函数。我们主要回顾了平均场的结果,并对涨落效应作了简要的评论。本文所提出的在平面上的吸附现象与胶体悬浮液的稳定化有关。在这方面,我们还提到了在存在摩擦力的情况下两个平面之间的板间力的计算。最后,我们评论的问题,电荷过补偿和它的含义,以多层交替的正,负聚电解质在平面表面和胶体颗粒的形成。
2000-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pinning and unbinding of (ideal) polymers from a wedge corner
一种聚合物由于与均匀的平面发生不利的相互作用而被排斥,但它仍然可能被钉在有吸引力的边缘和角落上。这是证明通过考虑一个二维的理想聚合物的一个有吸引力的排斥楔角的吸附。利用理想聚合物的统计力学和势场中粒子的量子问题之间的映射,分析了聚合物非束缚跃迁的奇异行为。的本地化长度的发散被发现是由一个指数,不断变化的角度(反射时)。这种吸附问题的离散(晶格)版本的数值处理证实了这种行为。
2017-12-23 cond-mat.stat-mech
Geometric view of the thermodynamics of adsorption at a line of three-phase contact
我们考虑三个流体相会议在一条线的共同接触和研究的线性过剩每单位长度的接触线(线性吸附Lambda_i)的流体的成分。在任何垂直于接触线的平面上,使一个线性吸附(比如λ_2)消失的那条线的任意位置的选择轨迹是一条矩形双曲线。当选择接触线通过两个相应的双曲线Lambda_2 = 0和Lambda_3 = 0的任何交点时,两个吸附Lambda_2和Lambda_3都消失。可能有两个或四个这样的真正的交叉点。要求并通过数值例子证实,包含组分1在吸附量Lambda_2和Lambda_3均为0的参考系中的吸附量Λ_{1(2,3)}的某个表达式与选择Lambda_2 = 0和Lambda_3 = 0的两个或四个交点中的哪一个作为接触线的位置无关。对于Lambda_{1(2,3)}本身来说,情况并非如此;虽然吸附和线张力一起满足吉布斯吸附方程的线性模拟,但在该关系中存在额外的、先前未预料到的项,这些项是线张力对接触线位置的任意选择的不变性所要求的。额外的条款的存在被确认和澄清的平均场密度泛函模型中的起源。附加项在润湿转变处消失,其中一个接触角变为0。
2004-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling Laws of Polyelectrolyte Adsorption
从理论上研究了带电聚合物(聚电解质)从半稀溶液到带电表面的吸附。我们得到简单的标度律(i)的量的聚合物吸附到表面,γ,和(ii)的吸附层的宽度D,作为函数的部分电荷每单体p和盐浓度c_b。对于低盐溶液中的强电荷聚电解质(p<1),Gamma和D标度均为p^{-1/2}。在富盐溶液中,D~c_b^{1/2}/p,而Gamma的标度行为取决于聚合物电荷的强度。对于弱聚电解质(p<<1),我们发现Gamma~p/c_b^{1/2},而对于强聚电解质Gamma~c_b^{1/2}/p.我们的结果与吸附实验和平均场方程的数值解符合得很好.
1997-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Irreversible Adsorption from Dilute Polymer Solutions
本文从理论上研究了聚合物在稀溶液中的不可逆吸附。由此产生的非平衡层的普遍特征进行了预测。两种情况下被认为是由当地的单体表面粘附率Q值区分:化学吸附(非常小的Q)和物理吸附(大Q)。层形成的早期阶段需要单链吸附。虽然单链物理吸附时间tau_ads通常是微秒,但对于N个单元的化学吸附链,我们发现实验可获得的时间tau_ads = Q^{-1} N^{3/5},范围从秒到小时。我们建立了3个化学吸附普适类,由临界接触指数确定:拉链,加速拉链和均匀崩溃。对于稀溶液,其机制是加速拉链:拉链从第一个附件向外传播,通过偶尔形成大环来加速,所述大环使进一步拉链成核。这导致在时间t之后循环长度s的瞬态分布ω \sim s^{-7/5}达到大小s_max \approx(Q t)^{5/3}。通过tau_ads,整个链被吸附。单链吸附事件的结果是一个单层的完全崩溃的链。由于只有几个空位可供吸附,晚到的链形成扩散的外层。在一个简单的图像中,我们发现化学吸附和物理吸附的最终环分布Ω(s)\sim s^{-11/5}和密度分布c(z)\sim z^{-4/3},其形式与平衡层的相同。然而,与平衡层相反,给定链的统计性质取决于其吸附时间;外层包含许多类别的链,每种链的特征在于吸附单体f的不同分数。与强物理吸附实验一致,我们发现f值遵循分布P(f)\sim f^{-4/5}。
2003-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of competitive counterion adsorption on flexible polyelectrolytes : Divalent salts
用吸附模型[M. Muthukumar,J. Chem. Phys. { \bf 120},9343(2004)],其将Bjerrum长度、盐浓度和局部介电异质性视为系统中的物理变量。有效电荷和聚合物尺寸的自洽计算表明,在竞争吸附中,二价抗衡离子取代了凝聚的一价抗衡离子。该理论进一步预测,在适度的物理条件下,聚合物电荷随着二价盐的增加而被补偿和逆转。因此,两个电极分别塌陷和重新隆起。较低的温度和较高程度的介电异质性增强了所有种类的离子的凝聚。作为库仑强度和盐浓度的函数计算的有效电荷的完整状态图表明:(a)过度充电需要最小库仑强度,和(b)由于静电屏蔽(低库仑强度)或负共离子凝聚(高库仑强度),盐的存在逐渐增加,使聚合物再充电。一个简单的离子桥理论也提出了预测的聚电解质的一阶崩溃。理论预测与实验和模拟的一般结果是一致的。
2008-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple and exactly solvable model for a semiflexible polymer chain interacting with a surface
我们使用定向行走的晶格模型来研究半柔性均聚物链在二维和三维中浸没在良溶剂中的构象以及吸附性质。为了解释链的刚度,我们为行走中的每个弯曲引入了能量势垒,并计算了作为该能量的函数的持续长度。对于吸附在一个不可穿透的表面垂直于首选的行走方向,我们已经解决了模型,并找到了临界值的表面吸引力的吸附在二维和三维。我们还列举了二维阶数N <= 30和三维阶数N <= 20的正方形和立方格上所有可能的行走,并使用比率法进行外推。用这种方法定位的过渡区与解析方法的结果非常吻合。
2002-07-31 cond-mat.stat-mech
Two-dimensional self-avoiding walks and polymer adsorption: Critical fugacity estimates
最近Beaton,de Gier和Guttmann证明了Batchelor和Yung的一个猜想:自回避行走与蜂窝晶格表面(交替)点相互作用的临界逸度为$1+\sqrt{2}$ .在该证明中使用的一个关键身份取决于存在一个parafermionic可观察的自避免行走与蜂窝晶格上的表面相互作用。尽管没有一个相应的观察SAW的正方形和三角形晶格,我们表明,在大晶格的限制,观察到的蜂窝状晶格的一些后果仍然存在,不管晶格。这允许准确估计的临界逸度的相应问题的正方形和三角形格子。我们认为边缘和网站加权,并取得了前所未有的精度的结果。我们还\emph{prove}了蜂窝格点边加权情形的相应结果。
2011-10-31 cond-mat.stat-mech math-ph math.CO
Overlap properties and adsorption transition of two Hamiltonian paths
我们考虑一个模型的两个(完全)紧凑的聚合物链,通过吸引力的相互作用耦合。这些紧凑的链表示的哈密顿路径(HP),和耦合有利于链之间存在的共同的债券。使用($n=0$组件)的自旋表示这些路径,我们表明存在一个相变强耦合(即在低温下)向"冻结“相,其中一个链完全吸附到其他。通过执行勒让德变换,我们得到重叠的概率分布。两个HP之间的共同键的分数,即它们的重叠$q$,具有下限($q_m$)和上限($q_M$)。这特别意味着重叠大于$q_M$的两个HP重合。这些结果可能对(生物)聚合物和优化问题感兴趣。
1998-12-03 cond-mat.stat-mech
Stretching an adsorbed polymer globule
利用分子动力学模拟,我们研究了吸附的均聚物在不良溶剂中的拉伸与一端举行的距离$z_e$从基板。我们测量链末端的垂直力$f$作为延伸$z_e$和基底相互作用能$w$的函数。力在大的延伸处达到平台值。在强吸附极限,我们表明,平台值线性增加$w$与理论模型的良好协议。在弱吸附极限下,形成具有层状结构的聚合物小球,并在拉伸时发生弹性变形。在这两种情况下,一个简单的理论模型使我们能够预测的必要力完全分离的聚合物和其临界延伸之间的关系。
2004-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion driven adsorption of colloidal rods onto a hard wall
在杆和小聚合物线圈的混合悬浮液中,杆吸附到与悬浮液接触的硬壁上。这种吸附是在低密度杆极限下研究的。它是由耗尽力驱动的,并且对于长杆比对于球体强得多。这是通过精确的,数值的,计算和近似理论。
1997-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polyelectrolytes in Solution and at Surfaces
本章讨论溶液和表面的带电聚合物(聚电解质)。聚电解质的行为与中性聚合物的行为明显不同。在本体溶液中,即不考虑表面效应,带电聚合物有两个独特的特征:第一,由于带电单体之间存在长程静电排斥,聚合物构象延伸得多,产生非常小的重叠浓度和高溶液粘度。第二,大量抗衡离子的存在增加了水溶液的渗透压,使得这种聚合物是水溶性的,这对许多应用是非常重要的。在表面上,单体-单体排斥和反离子自由度之间的相同相互作用导致许多特殊性质。特别地,吸附行为取决于本体中的聚合物和添加的盐的浓度。我们首先描述了单分子的吸附行为,并讨论了获得吸附层的必要条件和表征其宽度。根据弹性体的刚度,该层可以是平的和压缩的或盘绕的和延伸的。然后,我们进行和讨论的吸附聚电解质从半稀溶液。平均场论剖面的计算作为表面电荷密度(或表面电位),在系统中的盐的量和链上的电荷分数的函数。电荷反转的现象进行审查,并解释其相关的多层膜的形成。审查结束时,接枝聚电解质的行为的简短概述。
2001-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the universality class of the special adsorption point of two-dimensional lattice polymers
本文通过大规模Monte Carlo模拟研究方格上相互作用自回避迹的表面吸附,发现对角表面中存在表面附着球状相,导致特殊吸附点至少存在两个普适类。
2023-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer desorption under pulling: a novel dichotomic phase transition
我们表明,结构性能和相行为的自避免的聚合物链的粘合剂基板上,受到拉在链端,可以通过一个大正则包绕(GCE)的方法获得。我们推导出吸附聚合物的基本结构单元的平均长度的解析表达式,如循环和尾巴,在粘附力和分离力方面,并确定其概率分布的普适指数的值。最值得注意的是,迄今为止有争议的值的临界吸附指数$ϕ$被发现基本上取决于不同的循环之间的相互作用。链分离转变是一级的,尽管是二分的,即,不存在不同相态的共存。通过大量的蒙特卡罗模拟验证了这些新的理论预测和建议的相图的吸附-脱附转变下的外部拉力。
2008-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lamplighter model of a random copolymer adsorption on a line
我们提出了一个AB-二嵌段无规共聚物在一维无限大粘性基底上具有局部猝灭相互作用的有序自包装模型。假设A-A和B-B接触是有利的,而A-B不是。考虑到局部接触能最小化,选择新添加的单体的位置。该模型展示了自组织行为的非平凡依赖的总能量,$E$(不利的接触的数量),链单体的数量,$N$:$E\sim N^{3/4}$淬火随机等概率分布的A-和B-单体沿链。该模型通过映射到“点灯人”随机行走和扩散控制的$X+X\to 0$型化学反应与试剂的亚扩散运动。
2014-10-15 cond-mat.stat-mech
Random Sequential Adsorption of Objects of Decreasing Size
我们考虑随机顺序吸附的模型,沉积对象,以及那些已经在表面上,根据指定的时间依赖性,从一个较大的初始值到一个有限的值在大的时间限制的大小减少。分别对密度-密度关联函数和间隙-尺寸分布函数进行了二维圆盘沉积和一维片段沉积的蒙特卡罗模拟。分析的考虑补充一维情况下的数值结果。我们调查的相关孔-耗尽的关联函数附近的接触,并在本模型中,他们在接触消失-打开在有限的时间,以及其关闭和重新出现的对数发散的相关性在接触的大的时间限制。
2008-09-29 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
On the number of contacts of a floating polymer chain cross-linked with a surface adsorbed chain on fractal structures
我们研究的相互作用问题的线性聚合物链,浮动在分形容器,属于三维Sierpinski垫片(3D SG)家庭的分形,与表面吸附的线性聚合物链。3D SG分形家族的每个成员具有分形不可穿透的2D吸附表面,其表现为2D SG分形。两个聚合物系统是由两个相互交叉的自回避行走。通过应用蒙特卡罗重整化群(MCRG)方法,计算了具有$2\le b\le 40$的SG分形序列的临界指数$ϕ$,该指数与3D SG浮动聚合物链和2D SG吸附聚合物链的接触数有关.此外,我们还提出了$ϕ$的余维可加性(CA)参数公式,并将其预测结果与我们可靠的MCRG数据集进行了比较。我们发现,$ϕ$单调减少增加$b$,即随着容器分形维数的增加。最后,我们讨论了不同接触指数之间的关系,并分析了它们在分形-欧几里德交叉区域$b\to\infty$中的可能行为。
2007-02-05 cond-mat.stat-mech
Shearing-induced contact pattern formation in hydrogels sliding in polymer solution
在高分子浓溶液中,原位观察了旋转剪切过程中水凝胶与玻璃表面的接触。首次观察到与凝胶的旋转剪切同相旋转的动态接触图案。随着剪切时间的延长,接触斑图在圆周方向上呈现出周期性,并逐渐发展为精细的特征。在较高的滑动速度、聚合物浓度和正常压力下,图案出现得更快。此外,凝胶的柔软度也显著影响图案的特征。根据聚合物溶液在旋转软界面处的非线性流变性讨论了斑图形成。
2019-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming and percolation in generalized models of random sequential adsorption of linear $k$-mers on a square lattice
本文用MonteCarlo模拟方法研究了线性$k$ -聚体(占据$k$相邻位置的粒子)在正方晶格上随机顺序吸附(RSA)的两种广义模型的堵塞和逾渗.经典的随机顺序吸附(RSA)模型假设没有重叠的新进入的粒子与先前沉积的。第一个模型LK $_d$是RSA模型的广义变体,用于$k$ -聚体和具有缺陷的晶格。一些占据的$k$相邻位置被认为是绝缘的,而一些晶格位置被缺陷(杂质)占据。对于该模型,即使是小浓度的缺陷也可以抑制相对长的$k$ -聚体的渗滤。第二种模型是合作顺序吸附(CSA),其中,对于每个新的$k$ -聚体,只有有限数量的横向接触$z$与先前沉积的$k$ -聚体是允许的。沉积发生在当$z\leq (1-d)z_m$,其中$z_m=2(k+1)$是$k$ -mer的接触的最大数目,并且$d$是禁止NN接触的分数的情况下。仅在某个间隔$k_{min}\leq k\leq k_{max}$处观察到渗滤,其中值$k_{min}$和$k_{max}$取决于禁用接触$d$的分数。值$k_{max}$随着$d$的增加而减小。得到了$\log(k_{max})=a+bd$型的对数依赖性,其中$a=-4.03 \pm 0.22$,$b=4.93 \pm 0.57 $。
2015-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Theoretical study of the competition between folding and contact interactions on the properties of polymers using self-avoid random walk algorithm
本文通过自回避随机行走算法研究聚合物中接触与折叠相互作用的竞争,发现接触相互作用单独作用产生紧凑相,折叠相互作用产生扩展相,且二者同时存在时折叠相互作用占主导,系统最终呈现扩展相。
2023-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid structure in the immediate vicinity of an equilibrium three-phase contact line and assessment of disjoining pressure models using density functional theory
我们采用流体统计力学的方法,即密度泛函理论(DFT)和基本测量理论(FMT),研究了在长程分子间力存在下平衡三相接触线的纳米尺度行为。这使我们能够评估有效的哈密顿模型在接触线附近的预测质量。特别是,我们比较的结果平均场有效的哈密顿与分离的压力定义通过(I)的平面液体膜的吸附等温线,和(II)的法向力平衡在接触线。我们发现,使用(I)获得的高度分布显示出良好的协议与DFT-FMT平衡密度分布的吸附膜厚度的最大曲率和行为在大的膜高度。与此相反,我们观察到,虽然通过使用(II)得到的高度分布满足基本的总和规则,它显示出与DFT结果的吸附膜厚度的协议。验证了20、40和60度的接触角的结果。
2014-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Thermodynamic driving forces in contact electrification between polymeric materials
本研究通过全原子分子动力学模拟,基于水合离子自由能预测聚合物接触起电的电荷转移方向,证实热力学驱动的离子转移对其有重要影响,为接触起电机制提供了分子层面的新证据。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft