Linear viscoelasticity of entangled wormlike micelles bridged by telechelic polymers : an experimental model for a double transient network
我们研究了一种新型瞬态网络的线性粘弹性:桥蠕虫状胶束,其结构最近已被表征[Ramos和Ligoure,(2007)]。这种复合材料是通过将遥爪共聚物(在每个末端具有疏水粘着剂的水溶性链)添加到缠结的蠕虫状胶束(WM)的溶液中而获得的。为了比较,裸WM和WM修饰的两亲性共聚物也进行了研究。虽然这些后者系统表现出几乎相同的单一理想麦克斯韦行为,但桥接WM的溶液可以描述为两种麦克斯韦流体组分的混合物,其特征在于两个显著不同的特征时间t_fast和t_slow,以及两个弹性模量G_fast和G_slow,其中G_fast >> G_slow。我们表明,慢模式是有关的粘弹性的纠缠WM的瞬态网络,和快速模式的遥爪活性链(即链,不形成循环,但桥两个胶束)的网络。的粘弹性与表面活性剂的浓度,φ,和胶粘剂与表面活性剂的摩尔比,β,的依赖关系进行了讨论。特别是,我们表明,G_fast是成比例的材料中的活性链的数量,φ β。简单的理论预期允许然后评估遥爪聚合物的桥/环比。
2007-02-05 cond-mat.soft
Topological changes at the jamming and gel transition of a reversible polymeric network
我们研究了遥爪聚合物的网络拓扑结构。遥爪聚合物充当节点之间的连接,节点由其遥爪端基的聚集体组成。我们的分析表明,度分布是双峰的,由两个泊松分布不同的平均度。每个节点的数量以及链路的分布取决于温度。通过比较模拟网络凝胶的本征值谱与重构网络的本征值谱,确定了每个温度下最可能的拓扑结构。
2009-03-13 cond-mat.soft
Network formation and gelation in Telechelic star polymers
我们研究了遥爪星形聚合物熔体的凝胶化和网络形成效率,其中聚合物臂的尖端是偶极子,而其余的单体是不带电的。我们的工作是由实验观察[A.Kulkarni et.al,Macromolecules,{ \bf 48},6580(2015)]激发的,其中聚-(L-丙交酯)(一种生物可降解聚合物)的遥爪星形聚合物的流变学研究显示,与不具有遥爪臂末端的相应星形聚合物相比,弹性性质急剧增加(高达$2000$倍)。与以前的研究相比,我们避免使用有效的吸引力的Lennard Jones电位或偶极电位来模拟遥爪相互作用。相反,我们使用明确的库仑正电荷和负电荷在我们的珠弹簧模型的星形聚合物的聚合物臂的尖端。通过我们的模拟,我们表明,偶极子在尖端的星臂聚集在一起,形成集群的偶极子。每个星团都有几颗恒星的贡献,而每颗恒星又贡献给几个星团。因此,整个聚合物熔体形成连接的网络。网络形成的趋势随着构成偶极的有效电荷的值的减小而减小:这可以通过选择不同的离聚物用于星形尖端来实验实现。我们系统地改变了偶极电荷的值,在尖端和长度的臂与偶极子的星臂的分数。在我们的计算中明确的电荷的选择,使我们能够更好地定量预测凝胶化的发生,此外,我们得到定性不同的结果偶极子内的偶极子簇的结构组织。
2016-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Telechelic star polymers as self-assembling units from the molecular to the macroscopic scaleBarbara Capone
通过多尺度分子模拟,我们表明,遥爪星型聚合物是一个简单的,强大的和可调的系统,分层自组装成软补丁颗粒,然后到目标的晶体结构。自聚集的片状行为可以完全由每个星的臂的数目和臂的自由端处的吸引单体单元的分数控制。这种自组装的软斑颗粒在增加密度时形成凝胶状分散网络和稳定的有序结构的同时,保持了颗粒尺寸、数量和每个颗粒的斑块排列等性质。特别是,我们证明了固有的柔性在软斑颗粒提出了一种新的机制,导致稳定的金刚石和简单的立方晶体在很宽的密度范围内,并为分子大小范围从约10纳米到微米尺度。
2012-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aggregation of theta-polymers in spherical confinement
我们研究了θ聚合物在球形约束下的聚集态转变。这使得系统的研究密度对聚集转变温度的影响,为多达24个单分散聚合物。我们的研究结果表明,在稀制度的解决方案,聚合物可以被认为是孤立的所有温度大于聚集温度,这是示出的密度的函数。由此产生的竞争之间的单聚合物的崩溃和聚集产生的孤立链近似的较低的温度范围。我们提供熵和能量参数来描述有限系统中单分散溶液的聚集转变的密度依赖性和有限尺寸效应。这使我们能够估计在一个球形空腔中的稀释系统的聚集转变温度,使用一些小的,充分稀释的聚合物系统的模拟。
2014-12-03 cond-mat.soft
From amorphous aggregates to polymer bundles: The role of stiffness on structural phases in polymer aggregation
我们研究了有限θ-聚合物体系的聚集转变依赖于弯曲刚度$κ$的帮助下,并行多正则模拟。为了区分无定形聚集体从聚合物束,我们引入了一个序参量,测量的相关性的终端到终端的矢量。借助这个序参量,我们构造了含$2$和$8$聚合物体系的通用$T$ - $κ$相图,并讨论了从无定形聚集体到束结构的发生相。对于一个中间的刚度范围内,我们发现多个聚集相,随着聚合物的数量增加而变化,并讨论了它们的性质与微正则分析的帮助。我们表明,刚度的半柔性θ聚合物是新兴的结构图案的区别参数。
2015-01-24 cond-mat.soft
Rheological Study of Transient Networks with Junctions of Limited Multiplicity II. Sol/Gel Transition and Rheology
基于瞬态网络理论,考虑了聚合物链之间通过网络连接的相互作用,研究了遥爪聚合物形成的瞬态凝胶的粘弹性和热力学性质。根据Scanlan和Case的判据,通过引入弹性有效链,将凝胶的整体信息纳入到理论中。我们还考虑了超桥的影响,其骨干是由几个链串联连接几个可断裂的结内。在溶胶/凝胶转变的临界浓度附近,超级桥沿着主链变得无限长,从而导致网络的短弛豫时间$τ$。结果表明,在凝胶点附近,$τ$与浓度偏差$Δ$成正比。由于平均场处理,平台模量$G_{\infty}$随着凝胶化点附近$Δ$的立方而增加,因此零剪切粘度随着$η_0\sim G_{\infty}τ\simΔ^4$而增加。动态剪切模量的麦克斯韦模型的描述,它表明,本模型可以解释的浓度依赖性的遥爪聚(环氧乙烷)的水溶液的动态模量。
2006-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aggregation of colloidal nanoparticles in polymer matrices
本文综述了我们最近对一种特殊类型纳米复合材料的结构和力学性能的一些研究。在二氧化硅-胶乳体系中,具有二氧化硅夹杂物的胶乳膜由两种组分的胶体溶液形成。在溶液干燥期间,可以通过溶液的物理化学性质来控制二氧化硅域的形成。可以生成嵌入聚合物基质中的定义明确的二氧化硅聚集体,并且所得纳米复合材料的机械性能已被证明与平均结构直接相关。
2005-10-19 cond-mat.soft
Aggregation of flexible polyelectrolytes: Phase diagram and dynamics
已知溶液中带相似电荷的聚合物(称为聚电解质)在带相反电荷的反离子存在下会形成聚集结构。了解平衡相和聚集过程的动力学对诸如此类聚合物的主链柔性和电荷密度的参数的依赖性对于深入了解涉及生物聚电解质(诸如蛋白质、DNA等)的各种生物过程是至关重要的。在这里,我们使用大规模粗粒度的分子动力学模拟,以获得相图的灵活的带电聚合物的聚集结构和表征的聚集体的形态以及聚集动力学,在三价抗衡离子的存在下。根据电荷密度观察到三个不同的相:无聚集,多个小聚集体与大聚集体共存的有限束相,以及完全相分离的相。我们表明,聚合物主链的灵活性导致带电聚合物之间的强纠缠,导致在聚集过程中的额外的时间尺度。聚集动力学的这种减慢导致指数,其表征聚集体数量随时间的幂律衰减,取决于聚合物的电荷密度。这些结果是相反的刚性聚电解质,强调骨干灵活性的作用。
2017-06-30 cond-mat.soft
Photoredox Processes in the Aggregation and Gelation of Electron-responsive Supramolecular Polymers Based on Viologens
紫精基双配位双吡啶基三唑双齿配体在钯离子存在下自组装成超分子聚合物,其结构由配位键的定向形成所施加。这些电子响应性超分子材料的光照射引发光诱导的电子转移,产生孤立的π-自由基和自由基的二聚体。光还原事件和相关的二聚化步骤触发发生在超分子网络内的大规模重组,产生聚集体或凝胶,这取决于照射条件(功率、持续时间)。详细的电化学,光谱电化学和光化学分析进行,以了解在这些光诱导的聚集和凝胶化的利害关系的机制。
2022-03-23 cond-mat.soft
Controlled self-aggregation of polymer-based nanoparticles employing shear flow and magnetic fields
具有磁性官能化端基的星形聚合物是一种新型的聚合物体系,其形态、自聚集和取向可以通过将这些大分子同时暴露于外部磁场和剪切力来容易地调节。我们的调查是基于一个专门的模拟技术,忠实地考虑到周围的流体动力学相互作用,牛顿溶剂。我们发现,磁场(包括强度和方向)和剪切速率的组合控制的平均磁簇的数量,这反过来又是主要负责的静态和动态行为。虽然有些性能类似于可比的非磁性星形聚合物,其他表现出新的现象,后者的例子包括超过临界剪切速率的集群的分裂和重组,和强烈的依赖性的效率与剪切速率被转换成全身旋转的方向上的磁场。
2019-04-02 cond-mat.soft
Modelling structural relaxation in polymeric glasses using the aggregation-fragmentation concept
导出了聚合物玻璃物理老化动力学的控制方程。无定形聚合物被视为一个整体的协同重排区域(CRR)。任何CRR都被认为是一串基本簇(EC)。字符串的分段可以在EC之间的任何边界处随机发生。两个字符串可以在任意时间聚合产生一个新的字符串。聚集和碎裂的过程被视为热激活的,和破碎的速率被假定为增长与温度比聚结更快。这意味着只有基本簇在玻璃化转变温度下是稳定的,而在此温度以下,含有几个EC的CRR也保持稳定。一个非线性微分方程的分布与不同数量的EC的CRR。通过对聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙酸乙烯酯的量热实验数据的拟合,找到了模型的可调参数。对于所有的材料,建立公平的协议之间的观察和数值模拟的结果。对于PVAc,通过量热试验中的数据匹配发现的松弛谱被成功地用于预测剪切松弛试验中的实验数据。
2000-05-12 cond-mat.soft
Aggregation of a macromolecule in a nano cube
我们将大分子模型化为无限长的高斯半柔性聚合物链,并利用立方晶格在纳米立方体中实现了该链的构象。一个修改后的版本的递归关系被用来计算巨正则配分函数的链调查不同的热动力学性质的纳米聚合物聚集体比相应的大分子的本体行为。我们的分析估计的大分子的结晶性质清楚地表明,纳米聚集体的聚合物链具有有趣的和独特的构象统计比其相应的散装状态,本报告中描述的方法可以很容易地扩展到调查的热力学的自避免聚合物链在纳米尺寸。
2020-10-20 cond-mat.soft
Aggregation Dynamics of Rigid Polyelectrolytes
已知当聚合物的电荷密度超过取决于抗衡离子的化合价的临界值时,带相似电荷的聚电解质彼此吸引并聚集成束。用大规模分子动力学模拟研究了这种刚性聚电解质的聚集动力学。我们发现,聚集体的形态取决于聚合物的电荷密度的值。对于接近临界值的值,聚集体的形状是圆柱形的,其高度等于单个碳链的长度。然而,对于较大的值的电荷,聚集体的线性范围增加,越来越多的聚合物aggregate.In这两种情况下,我们表明,随着时间的推移,聚集体的数量减少的幂律指数,是不是从数字上区分彼此,是独立的电荷密度的聚合物,价的抗衡离子,密度,和长度的的反式链。我们使用Smoluchowski凝聚方程与内核从分子动力学模拟确定的聚集动力学模型,并证明数值获得的指数值。我们的研究结果表明,一旦抗衡离子凝聚,有效的相互作用的短距离和聚合物电解质的聚集是扩散限制。
2015-10-06 cond-mat.soft
Structure and rheological properties of soft-hard nanocomposites: Influence of aggregation and interfacial modification
研究了硬质纳米填料颗粒对软质聚合物基体的增强作用。在本文的主体部分,采用小角中子散射(SANS)研究了SiO2填料在基体中的结构,并通过应力-应变等温线表征了复合材料的流变性能。我们的分析使我们能够量化基质中二氧化硅的聚集程度,将其作为pH(4-10)、二氧化硅体积分数(3-15%)和二氧化硅珠粒尺寸(平均半径78 A和96 A)的函数进行研究。流变性能的样品中表示的应变相关的增强因子,突出的贡献的填料。结合结构信息和增强因子的定量分析,可以推导出集料粒径和密实度(10%~ 40%)随体积分数和pH的变化关系。在第二个更探索性的研究中,SANS随后将聚合物链接枝到纳米二氧化硅珠上以用于未来的增强应用。使用氘化材料,通过对比度变化分别测量二氧化硅和聚合物的结构。发现在聚合过程中二氧化硅珠在溶液中的聚集减少,达到相当低的最终聚集数(小于10)。
2004-12-17 cond-mat.soft
Statistical Mechanics of Aggregation and Crystallization for Semiflexible Polymers
通过多正则计算机模拟,我们研究了相互作用半柔性聚合物聚集态的热力学性质。我们分析了一个介观珠棒模型,其中非键合单体通过Lennard-Jones力相互作用。聚集原来是一个过程,其中组分经历强烈的结构波动,类似于肽在耦合折叠结合团簇形成过程。与最近研究的相关蛋白质样疏水极性杂聚物模型相反,对于具有相同小弯曲刚度的均聚物,聚集和结晶是单独的过程。正如预期的那样,相当坚硬的半柔性聚合物形成了类似液晶的相。在类比的杂聚物的研究中,我们发现,一阶样的聚集过渡的配合物是伴随着强烈的系统尺寸依赖的分级表面效应。因此,聚合物聚集是一个熵减的相分离过程。
2011-07-01 cond-mat.soft q-bio.BM
Reaction-limited Colloidal Aggregation Induced by Salt and Inert Polymers
20 nm胶体SiO_2的盐诱导聚集后,光透过率随盐诱导聚集的增加而增加,其动力学形式为exp[-(t/t_0)^α],其中α= 2.6,t_0为反映胶体稳定性的经验时间常数。我们发现t_0与离子强度呈幂律关系,这可以用经典的DLVO理论来解释。中性聚合物聚乙二醇(PEG)加速聚集速率,并且具有较高分子量的那些更有效地诱导聚集,具有类似拉伸指数形式的动力学。目前的聚合物介导的相互作用的理论提供了一个合理的解释PEG的效果。拉伸指数动力学的光传输被发现是一致的集群大小的动态缩放模型的聚集。
2007-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and Aggregation of a Helix-Forming Polymer
我们研究了一个简单的聚合物模型的螺旋形成和聚集之间的竞争。我们提出了两个这样的聚合物的系统的模拟结果,检查平均力的潜力,分子间和分子内相互作用之间的平衡,和促进或破坏的二级结构所带来的两个分子的接近。特别是,我们证明了两个这样的分子之间的接近可以稳定二级结构。然而,对于这个模型,观察到的二级结构是不够稳定,以防止系统崩溃成一个非结构化的小球。
2007-02-15 cond-mat.soft q-bio.BM
Self-consistent field theoretic simulations of amphiphilic triblock copolymer solutions: Polymer concentration and chain length effects
采用自洽场晶格模型,研究了两亲性对称ABA三嵌段共聚物溶液中聚合物浓度$\barϕ_{P}$和链长$N$(保持疏水/亲水嵌段长度比不变)对胶束温度依赖性行为的影响.当链长增加时,在固定的$\barϕ_{P}$下,胶束在更高的温度下出现。胶团中粘附分子$\barϕ_\textrm{co}^\textrm{s}$的平均体积分数和胶团核心的晶格位数$N_\textrm{co}^\textrm{ls}$随温度的变化依赖于$N$和$\barϕ_{P}$,说明胶团的聚集依赖于$N$和$\barϕ_{P}$。当$\barϕ_{P}$增加时,在$C_V$的比热曲线上首先出现一个单胶束转变峰,然后在$C_V$的比热曲线上除了一个主峰外,还出现了一个由再胶束化引起的第二峰。对于长链,在中、高浓度区,比热峰的形状发生明显变化,峰的宽度有增大的趋势。最后用两亲性三嵌段共聚物的聚集方式解释了胶束的聚集行为。所得结果有助于理解胶束聚集过程。
2014-07-09 cond-mat.soft
Effects of polymer concentration and chain length on aggregation in physically associating polymer solutions
采用自洽场格子模型研究了缔合聚合物溶液中聚合物浓度和链长对聚集行为的影响。在不同链长的体系中,只观察到两种非均匀形态,即微涨落均匀(MFH)和胶束形态。上述两种不均匀形态首次出现的温度分别用T_MFH和T_m表示,取决于聚合物浓度和链长。临界MFH浓度的对数随链长的对数的变化符合斜率为-1的线性拟合关系。在此基础上,重点研究了在T_m时胶束核中粘着剂的平均体积分数(AVFSM)随聚合物浓度和链长的变化规律。通过计算发现,AVFSM的上述行为可以从链内和链间缔合的角度来解释。
2012-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
From particle condensation to polymer aggregation
我们在稀颗粒和聚合物系统中的液滴形成之间进行类比。我们的论点是基于从二维格子气到三维珠弹簧聚合物的研究中得到的有限尺寸标度结果。要设置的结果的角度来看,我们比较部分严格的理论标度律在固定温度下的过饱和气体中的正则凝聚,并得出相应的标度预测在固定密度的过冷气体。后者允许一个有效地采用并行multicanonical模拟,并达到以前无法访问的缩放制度。虽然对于极小的聚合物系统尺寸不能观察到渐近标度,但它们证明了对于颗粒冷凝也可观察到的中间标度制度。总之,我们从计算机模拟的广泛结果提供了明确的证据,在稀体系中的颗粒凝聚和聚合物聚集之间的密切相似。
2018-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation in Dilute Aqueous Solutions of Hydroxypropyl Cellulose with Salt Ions
本文通过光散射实验和引入界面能量密度的Cahn-Hilliard方程模拟,研究了含碱金属盐离子的羟丙基纤维素稀溶液热聚集行为,发现疏水作用增强会导致聚集体尺寸增大。
2025-04-07 cond-mat.soft
Control of silver-polymer aggregation mechanism by primary particle spatial correlations in dynamic fractal-like geometry
通过使硝酸银与抗坏血酸在含有低浓度的商业聚萘磺酸盐聚合物(Daxad 19)的水溶液中反应来制备银纳米晶体。通过调节反应温度,可以得到不同的结晶形态。通过原位和时间分辨的小角X射线散射测量研究了三种不同温度下纳米颗粒的形成机理。通过模拟在分形聚合物-Ag基体中与相互作用的球形粒子的散射强度,我们发现了约15-20 nm的初级粒子的成核、生长和组装的特征。我们观察到如何的时间演化的两个空间之间的相关性的初级粒子和动态分形几何的聚合物-银矩阵可以影响和确定的聚集机制和形态形成的纳米结构在溶液中。
2012-06-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Intra-chain organisation of hydrophobic residues controls inter-chain aggregation rates of amphiphilic polymers
通过疏水相互作用的作用的两亲物的聚集是软凝聚物质系统中的常见特征,并且在生物物理学的背景下是特别重要的,因为它是功能生物机器的产生以及蛋白质的病理错误组装状态的形成的基础。在这里,我们探讨的两亲性聚合物的聚集行为,使用晶格蒙特卡罗计算,并表明疏水残基的聚合物序列内的分布确定的设施,干/湿界面可以创建和这样的接口驱动的聚集过程。
2016-10-01 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Bridging-induced Aggregation in Neutral Polymers: Dynamics and Morphologies
通过分子动力学模拟,研究了吸引性拥挤剂介导的中性刚性及柔性聚合物链的聚集行为,发现聚集阈值与单链塌缩转变相关,且聚集形态依赖于聚合物柔性。
2025-04-01 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Curing-induced filler aggregation in epoxy-amine systems
Tokyo Metropolitan University(东京都立大学)
研究发现固化过程通过产生有效吸引力诱导填料聚集,其空间范围与粒子尺寸相关,为预测聚合物复合材料最终分散状态提供几何准则。
2026-03-02 cond-mat.soft
Beads on a string: Structure of bound aggregates of globular particles and long polymer chains
悬浮液的宏观性质,例如由球状颗粒组成的悬浮液(例如,胶体或大分子),可以通过控制颗粒的平衡聚集来调节。我们研究如何聚集-因此,宏观性能-可以控制在一个系统组成的球状颗粒和长,灵活的聚合物链,可逆地结合到另一个。我们基于一个最小的统计力学模型的一个单一的聚集体,其中的聚合物链被视为理想的或自避免的,此外,球状颗粒被采取相互作用,通过排除体积排斥。此外,每个球状颗粒被认为具有至多一个聚合物链段可以结合的一个单一位点。在这个模型的背景下,我们研究的统计平衡尺寸的聚集体,因此,这些聚集体的稀和半稀悬浮液的结构。我们将该模型应用于生物相关的聚集体,特别是那些由大分子蛋白聚糖球和长透明质酸聚合物链组成的聚集体。这些聚集体与软骨的材料性质和脑组织中神经元周网的结构-功能性质以及哺乳动物细胞的细胞周涂层特别相关。
2015-10-03 cond-mat.soft
Kinetic Arrest in Polyion-Induced Inhomogeneously-Charged Colloidal Particle Aggregation
吸附在带相反电荷的球形胶体颗粒上的聚合物链可以显著地改变颗粒-颗粒相互作用。对于足够量的添加的聚合物,原始的静电排斥甚至可以变成有效的吸引力,并且可以形成相对大的动力学稳定的聚集体,其显示出几个意想不到的和有趣的特性和一些有趣的生物技术含义。两个相反的粒子之间的吸引力的相互作用的贡献来自于在相反的带电粒子表面的聚离子的相关吸附,导致在一个非均匀的表面电荷分布。本文采用蒙特卡罗模拟研究了聚离子诱导的胶体复合物的聚集动力学。Velegol和P.K. Thwar,Langmuir,17,2001]。结果表明,在电荷异质性的存在下,聚集过程减慢,由于逐步增加的势垒高度聚集后。在此框架内,实验观察到的聚电解质-脂质体溶液中的簇相应被视为动力学被捕状态。
2008-05-26 cond-mat.soft
Effect of polymer concentration and length of hydrophobic end block on the unimer-micelle transition broadness in amphiphilic ABA symmetric triblock copolymer solutions
采用自洽场晶格模型研究了疏水端链段长度N_{st}和聚合物浓度\bar P对两亲性ABA对称三嵌段共聚物溶液相变宽度的影响.当系统冷却时,观察到胶束,即,发生均匀溶液(单聚体)-胶束转变。当N_{st}增加时,在固定\bar P_{}的情况下,胶束在较高的温度下形成,胶束聚集的温度依赖范围和单一胶束转变的比热峰半宽单调增加。与缔合聚合物相比,发现其转变宽度的大小是由疏水与亲水嵌段的比例决定的,而不是链长。当PDMATHABMN_{P}减小时,当N_{st}较大时,胶束聚集的温度依赖范围和比热峰的半宽先减小,然后基本保持不变。结果表明,转变宽度与非粘着剂和溶剂从胶束核中析出的相对大小的变化有关。
2013-09-24 cond-mat.soft
Aggregation dynamics of methacrylate binary and ternary biomimetic polymers in solution
使用详细的原子模拟,我们探索了仿生抗菌(AM)二元甲基丙烯酸酯共聚物形成的聚集体的构象景观,考察了疏水性和带电性官能团对聚合物聚集体形态的影响,以及极性官能团的引入对聚合物聚集体形态的影响,并通过考虑聚合物主链上的无规和嵌段序列,研究了组成官能团的序列对聚合物聚集体构象的影响,结果表明:嵌段二元共聚物形成大的球形聚集体,疏水基团被带电基团有效地屏蔽。相比之下,无规二元共聚物倾向于形成更多的具有暴露的疏水基团的斜纹状结构。二元聚合物的强聚集主要是由疏水基团之间的吸引相互作用驱动的。然而,用总体电荷中性的极性基团取代一些疏水基团会大大削弱聚集体,导致构象波动增加,形成松散堆积的开放聚集体,特别是在无规三元聚合物的情况下。相互作用能计算强烈表明,极性基团的作用是双重的:(1)降低疏水基团的可能的强局部浓度并沿聚合物主链涂抹疏水性以增加聚合物的溶解度(2)以通过与带电基团形成吸引性静电相互作用来补偿吸引性疏水相互作用的损失,并有助于聚集形成,尽管很弱。该研究阐明了在AM试剂在溶液相中相互作用的方式中包含极性基团的功能可调的作用,这可以最终决定它们在细菌和哺乳动物膜中的分配行为。
2020-02-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Bundle formation in parallel aligned polymers with competing interactions
在生物和软物质体系中,可以广泛观察到同电荷聚合物的聚集现象。在许多系统中,当不同物理来源(如电荷桥接、氢键或疏水相互作用)的短程吸引力克服较长程电荷排斥力时,形成束。在这封信中,我们提出了一个一般的机制,在这些系统中的束形成的平行排列的聚合物与这种类型的竞争相互作用的平移不变性的破坏。我们推导出一个标准的有限大小的束形成以及宏观相分离(形成无限束)。
2016-04-29 cond-mat.soft
Aggregation of amphiphilic polymers in the presence of adhesive small colloidal particles
研究了两亲聚合物与能够可逆地粘附在链上的小胶体的相互作用。溶液中的粘性小胶体能够动态地结合两个聚合物链段。这种关联导致聚合物网络构型的拓扑变化,例如成环和交联,尽管可逆的粘附允许胶体沿着链骨架滑动。以前的分析只考虑链网络中的静态拓扑。我们表明,滑动的自由度,确保了主导地位的小循环,在其他结构,从而产生了一个新的角度来分析这个问题。结果适用于胶体颗粒和星形聚合物之间的平衡分析,以及嵌段共聚物胶束。结果是相关的可逆吸附的二氧化硅颗粒到亲水性聚合物,用于在形成的过程中的类型SBA或MCM的介孔材料,交联的环糊精分子线程上的聚合物和形成的结构称为聚轮烷。胶体的电晕上的粘附,后者诱导胶束化和生长的更大的胶束的数量的胶体的增加,与实验数据一致。
2010-10-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Defects induced polymer aggregates: A theoretical study
.我们考虑三维模型的高斯聚合物链中存在的缺陷,以了解聚合物聚集体的形成,其中聚集体是由缺陷引起的。缺陷作为单体的吸引中心,并且它诱导链的单体在缺陷周围聚集。它已被证明使用的分析计算,形成的聚合物聚集体是有利的缺陷时,在所有可能的三维扩展。我们还计算了相关的其他热力学参数(即。e.单体的平均数和缺陷线周围的链的平均尺寸)来证明我们的发现。
2020-10-20 cond-mat.soft
Aggregation and structural phase transitions of semiflexible polymer bundles: a braided circuit topology approach
本文提出编织电路拓扑框架研究半柔性聚合物多链聚集体的拓扑与结构相变,并证明电路拓扑基序分数可作为检测结构重排的理想序参量。
2024-01-06 cond-mat.soft math.GT
Electrostatic Depletion Force in Complex Coacervates
本研究通过分子动力学模拟发现复合凝聚层中存在驱动客体大分子聚集的静电耗尽力,填补了高电荷拥挤液体分子物理的知识空白,为合成原始细胞与药物递送系统设计提供参考。
2025-08-02 cond-mat.soft
Inhibiting amyloid-like aggregation through bio-conjugation of proteins with polymer surfactant
防止蛋白质聚集并因此稳定蛋白质具有很大的生物学和生物技术意义。在这里,我们表明,抑制淀粉样聚集体是可能的化学计量共轭聚合物表面活性剂和牛血清白蛋白(BSA)选择作为模型蛋白。我们使用硫磺素-T的荧光光谱,动态光散射和FTIR光谱的聚合物表面活性剂改性和未改性(本地)BSA溶液中的聚集行为相结合的调查。BSA-聚合物表面活性剂缀合物在聚集条件下稳定长达5天,而天然BSA形成淀粉样蛋白纤维状结构。此外,使用热处理的100至200 μM天然BSA聚集体进行的基于DLS的微观流变学研究提供了在非常大的频率范围内(达到MHz)的平衡弹性和粘性模量的理解,这是使用本体流变学无法达到的。我们的研究结果表明,经过6天的聚集条件,弹性模量显示值在1.2至3.6帕之间,对应于105纳米的缠结长度(λ)。有趣的是,在塑料Eppendorf中将200 μM天然BSA溶液在65 ℃下加热2天,得到自立膜。这些薄膜表现出强ThT-荧光强度和一个主要的\b{eta} -片层二级结构的FTIR研究,这表明,自立的微观结构导致分级自组装的淀粉样蛋白原纤维。
2020-05-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Protein-Polymer Mixtures in the Colloid Limit: Aggregation, Sedimentation and Crystallization
虽然蛋白质被视为具有球对称相互作用的粒子,但实际情况要复杂得多。迈向更高复杂性的一个简单步骤是将蛋白质视为非球形颗粒,这就是我们在这里追求的方法。我们研究了增强型绿色荧光蛋白(eGFP)在加入非吸附性聚合物聚乙二醇(PEG)后的相行为。从小角度X射线散射,我们推断eGFP经历二聚化,并且我们将二聚体视为具有纵横比$L/D-1 = 1.05$的球形圆柱体。尽管复杂的性质的蛋白质,我们发现,相行为是类似的硬spherocylinders与理想的聚合物expletant,表现出聚集,并在一个小区域的相图,结晶。通过比较我们对聚集开始的测量与对硬胶体和理想聚合物的预测[S. V. Savenko和M. Dijkstra,J. Chem. Phys 124,234902(2006)和F. lo Verso等人,E73,061407(2006)]中,我们发现了良好的一致性,这表明eGFP蛋白与硬球柱和理想聚合物一致。
2021-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Scale-free cluster-cluster aggregation during polymer collapse
Amity Institute of Applied Sciences, Amity University Uttar Pradesh(阿米蒂应用科学学院,北方邦阿米蒂大学);Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, Université Grenoble Alpes, CNRS(跨学科物理实验室,格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心)
研究通过分子动力学模拟验证了聚合物坍缩过程中动态标度行为,发现无标度聚集体生长与弯曲刚度相关。
2026-03-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Lag Time in Nucleated Linear Self-Assembly
蛋白质聚集在生物学中非常重要,例如,淀粉样蛋白纤维性颤动在蜂窝尺度上发生的聚集过程在本质上必须是高度随机的,因为在蜂窝尺度上由于小的系统尺寸而产生的统计数字波动。我们用动力学蒙特卡罗方法研究了单体结构单元成核可逆自组装成聚合物聚集体的过程。动力学蒙特卡罗,本质上是随机的,使我们能够研究波动对聚合反应的影响。在这类问题中最重要的特征之一是自组装起飞之前存在一个滞后阶段,这是我们关注的重点。我们研究了相关的滞后时间作为系统大小和动力学途径的函数。我们发现,领先的顺序随机聚合开始之前的滞后时间的贡献是成反比的系统体积足够大的系统大小为所有九个反应途径测试。对这一点的修正取决于动力学途径。
2016-05-31 cond-mat.soft
Light-controlled aggregation and gelation of viologen-based coordination polymers
双配位的双(三唑-吡啶)紫精是自组装成配位聚合物的双齿配体。在这样的光响应材料中,光照射引发光诱导的电子转移以产生可以自缔合以形成π-二聚体的π-自由基。这导致了一系列事件:超分子尺度上的过程与宏观尺度上的机械和结构转变相关。通过调整照射功率和持续时间,我们证明了聚集体和凝胶的形成。使用显微镜,我们表明,聚集体是致密的多分散的微米大小的纺锤形颗粒,随着时间的推移而生长。使用显微镜和时间分辨微流变学,我们遵循凝胶化动力学,这导致凝胶的特征在于由几微米的相关长度和弱弹性模量。聚集体和凝胶状态的分析保证了一个逮捕相分离过程。
2021-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Polymer-Nanoparticle Complexes : from Dilute Solution to Solid State
我们报告的形成和结构特性的超胶束聚集体也称为静电复合物,由矿物纳米粒子和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。仔细研究的矿物颗粒是超细和带正电的羟基乙酸钇纳米颗粒。结合光、中子和X射线散射实验,我们表征了有机-无机复合物的尺寸和聚集数。我们已经发现,混合聚集体具有典型的尺寸在100 nm的范围内,并表现出显着的胶体稳定性相对于离子强度和浓度的变化。从溶液中浇铸厚度高达数百微米的固体膜,从而得到其中分散和固定纳米颗粒簇的本体聚合物基质。此外还发现,在薄膜浇铸过程中,络合物的结构几乎保持不变。
2006-07-07 cond-mat.soft
Repulsive interactions of eco-corona covered microplastic particles quantitatively follow modelling of polymer brushes
微塑料颗粒的环境归宿和毒性取决于其表面性质。在环境中,生物分子和天然有机物的吸附层形成所谓的生态冠。这种生态日冕如何改变颗粒的胶体相互作用的定量描述仍然缺失。在这里,我们用胶体探针-原子力显微镜证明,微塑料颗粒上生态电晕的形成在表面上引入了一层柔软的薄膜,从而改变了机械行为。我们测量单粒子粒子之间的相互作用,发现生态电晕形成后的长程排斥作用显着增加。这些力-距离特性很好地遵循Alexander和de Gennes的聚合物刷模型。我们进一步比较所获得的拟合参数,以已知的系统,如多层膜,并提出这些作为一个模型系统的生态冠。生态电晕的基础就像聚合物刷一样与周围环境相互作用,这可能有助于了解环境中微塑料的运输和聚集。
2021-11-16 cond-mat.soft
Aggregate Formation of Surface-Modified Nanoparticles in Solvents and Polymer Nanocomposites
提出了一种基于小角散射、反向蒙特卡罗模拟和聚集体识别算法相结合的新方法来表征纳米颗粒在溶剂和聚合物纳米复合材料中的悬浮液结构,允许详细研究不同纳米颗粒表面改性的影响。实验小-在与最低实验Q-矢量兼容的模拟盒中,使用多分散颗粒配置的模拟退火来再现角散射。然后,感兴趣的属性,如聚集态提取这些配置和平均。这种方法已被应用到硅烷表面改性的二氧化硅纳米粒子与不同的接枝基团,在溶剂中和铸造成聚合物matrix.It后表明,化学的硅烷功能,特别是单或三官能度可能与补丁的形成,影响在给定的介质中的分散状态,尽管不变的烷基链长度。我们的方法可以应用于研究任何分散或聚集状态的纳米粒子。关于纳米复合材料,该方法对新配方的设计具有潜在的影响,可以控制纳米颗粒分散的调节。
2020-07-30 cond-mat.soft
Reversible Ionic Aggregation Kinetics in Concentrated Electrolytes
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学工程与应用科学学院);Department of Materials, University of Oxford(牛津大学材料系)
本文提出了一种用于浓电解质中可逆离子聚集动力学的理论框架,通过求解开放/占据的结合位点宏观速率方程,揭示了电解质中离子结合在条件变化时的行为,展示了多时间尺度特性。
2026-05-01 cond-mat.soft
Effect of distribution of stickers along backbone on temperature-dependent structural properties in associative polymer solutions
采用自洽场格子模型研究了缔合聚合物溶液中粘着剂沿主链的分布对溶液结构性质的影响。只有两种不均匀的形态,即,微波动均匀(MFH)和胶束形态,观察。如果系统冷却,聚集体中的溶剂含量降低。随着骨架上粘着剂间距的增大,MFH形态的聚集温度依赖范围增大,均相溶液-MFH转变的比热峰半宽增大,峰的对称性降低。然而,随着间距的增加,上述三个相应的量与胶束的表现不同。它表明,所观察到的转变的广泛性质可以归因于结构的变化,伴随着聚合物的溶剂在聚集体中的替代,这是与实验结论一致。研究发现,不同的间距的贴纸上的两个转变的影响可以解释在链内和链间协会。
2012-10-05 cond-mat.soft
Nanoparticle aggregation controlled by desalting kinetics
我们报告的形成稳定的纳米粒子的聚合物簇通过静电络合。置于仔细检查下的纳米颗粒是由短聚(丙烯酸)部分包覆的纳米氧化铈(CeO 2),而聚合物是阳离子中性嵌段共聚物。使用不同的配制途径监测团簇形成,包括直接混合、透析、稀释和淬灭。在第一种方法中,通过混合聚合物和纳米颗粒的储备溶液获得杂化物。根据分子生物学开发的方法,透析和稀释基于受控的生物动力学。第四个过程包括快速稀释的盐分散体,因此它被认为是一个淬火的集群动力学。我们已经发现,控制静电簇形成动力学的一个关键参数是从溶液中除去盐的速率dIS/dt,其中IS表示离子强度。随着IS的降低,静电屏蔽的聚合物和纳米颗粒系统经历了一个突然的转变之间的非缔合和聚集状态。通过调节反应动力学,团簇的尺寸从100 nm变化到超过1微米。在低离子强度,集群被发现是动力学冻结。据建议,聚集的发病是由聚合物到颗粒表面上的解吸-吸附转变驱动的。
2010-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Controlling phase separation in microgel-polymeric micelle mixtures using variable quench rates
我们研究了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)微凝胶胶体和三嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)表面活性剂的混合物的温度依赖性相行为,它经历胶束化。这些系统中的甘精胰岛素是由温度升高引起的。在这里,我们改变的加热速率,并观察到的聚集机制的变化,从一个耗尽的微凝胶的胶束在低温下,在高温下的两个物种的协会。我们用它在一个微凝胶浓度下访问多个结构。发现胶束浓度高于7wt%的样品在低于33度的温度下,在微凝胶颗粒部分溶胀的条件下,分层成富含和贫含微凝胶颗粒的相。在快速加热下,完全分层被绕过,而是形成凝胶网络。因此,样品的温度历史允许在不同的最终结构之间进行动力学选择,所述最终结构可以是亚稳态的。
2021-04-08 cond-mat.soft
Phase Separation and Aggregation in Multiblock Chains
本研究针对亲水疏水嵌段构成的线性多嵌段链,通过直方图重加权巨正则蒙特卡罗模拟,发现特定链结构在合适温浓条件下可同时存在有限尺寸聚集与相分离,补充了多嵌段链相行为的认知。
2023-02-14 cond-mat.soft
Evidence of Overcharging in the Complexation between Oppositely Charged Polymers and Surfactants
本文报道了用小角中子散射研究荷电-中性嵌段共聚物与带相反电荷的表面活性剂之间的络合作用。研究了两种嵌段共聚物/表面活性剂体系,聚(丙烯酸)-b-聚(丙烯酰胺)与十二烷基三甲基溴化铵和聚(丙烯酸乙酯甲基硫酸三甲基铵)-b-聚(丙烯酰胺)与十二烷基硫酸钠。这两种体系在结构和分子量方面相似,但具有不同的静电荷。中子散射数据已被解释的模型,假设形成的混合聚合物-表面活性剂聚集体,也称为胶体复合物。这些复合物表现出核-壳微结构,其中核是由中性块包围的胶束的致密凝聚层微相。在这里,我们正在利用的事实,即在有限大小的聚集体的络合结果,阐明络合机制。为了定量分析的中子数据,我们开发了两种不同的方法来获得的表面活性剂胶束的数量,每个聚合物在混合聚集体和聚集数的分布。这些结果表明,胶体复合物的形成与过充电的预测是一致的。在这两种体系中,构建核-壳胶体所需的聚电解质的量总是超过补偿胶束电荷所需的数量。对于两个聚合物-表面活性剂系统的研究,过充电比为0.66和0.38。
2005-07-11 cond-mat.soft
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质(例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等)混合时,形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构,其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献,我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子(半径2纳米)和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统,并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验,我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论,如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
Interplay of Coil-Globule Transitions and Aggregation in Homopolymer Aqueous Solutions: Simulation and Topological Insights
Okayama University(冈山大学);University of Copenhagen(哥本哈根大学)
研究通过模拟和拓扑分析揭示了聚合物水溶液中螺杆-球形转变与聚集转变的温度依赖性集体行为。
2025-12-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
On the rheology of red blood cell suspensions with different amounts of dextran: separating the effect of aggregation and increase in viscosity of the suspending phase
我们研究了红细胞-葡聚糖悬浮液的剪切稀化。显微图像显示,在低聚合物浓度下,聚集随着浓度的增加而增加,直到其达到最大值,然后再次降低至不聚集。这种钟形依赖性也是从流变学测量中推导出来的,如果数据通过悬浮相的粘度正确地归一化,因为大量的聚合物吸附到细胞表面。我们发现,这种剪切速率依赖的钟形的最大值的位置随着悬浮相的粘度的增加而增加,这表明聚集和解聚的动态过程是通过流体动力学相互作用耦合的。这种流体动力学耦合可以被抑制,通过表征悬浮液的80%的红细胞压积产生良好的协议,从显微镜图像的结果。
2015-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Spatially Resolved Nucleated Polymerization: A Free-Boundary Model of Protein Aggregation in Concentrated Solutions
Examorphic, Inc.(Examorphic公司)
该研究提出一个自由边界模型,将蛋白质聚集的空间组织纳入动力学,通过水平集和通量条件描述生长与凝聚,计算碰撞效率,并在多体模拟中验证了聚集速率增强。
2026-09-24 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Connecting Irreversible to Reversible Aggregation: Time and Temperature
我们报告分子动力学模拟的凝胶形成的混合物的椭球斑片状颗粒具有不同的功能。我们表明,在这个模型中,不利于键环的形成,在不可逆聚集过程中经过的时间-导致形成一个扩展的网络-可以正式与可逆聚集的平衡温度。我们还表明,它是可能的,以开发一个参数自由的自组装动力学的描述,使可逆和不可逆的无环支化系统的聚集平衡聚合的理解水平相同。
2009-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft