Extension of a wormlike chain with variable persistence length in cylindrical tube confinement
本文研究了在圆柱管约束下具有不同持续长度的蠕虫链的伸展行为。本文在Odijk有限长链理论的基础上，发展了一个能描述弯曲刚度沿链变化的蠕虫状链的力学行为的理论。为了验证我们的模型，我们还进行了大量的基于广义珠模型（GBR）的布朗动力学模拟，这表明我们的理论与模拟结果是一致的。
2019-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spherical-harmonic Expansion of the Modified Diffusion Equation for Wormlike Chain in Curvilinear Coordinates
我们采用自洽场论研究蠕虫状高分子链，并考虑了高分子链段之间的Onsager排斥体积相互作用。高分子链的传播子是研究高分子构象的基本物理量之一，它满足蠕虫状链的修正扩散方程。蠕虫链的传播子不仅依赖于空间变量，而且依赖于方向。本文利用球谐级数分离传播子变量，将MDE简化为仅依赖于空间变量的耦合方程组。分别在柱坐标系和球坐标系下用球谐函数展开MDE。我们发现，无论是在柱坐标系下还是在球坐标系下，都有三种方法来设置方向。但为了计算方便，我们对这三种形式进行了比较，并选择了最简单的一种形式来简化MDE。我们得到了一组仅依赖于空间变量的耦合方程。
2020-06-20 cond-mat.soft
Tension dynamics and viscoelasticity of extensible wormlike chains
预应力半柔性生物聚合物的动态响应的特征在于张力的传播和松弛，这是由于刚性骨架的近不可伸展性而产生的。它与储存在热起伏中的轮廓长度的动力学相耦合，而且与拉伸应变的局部松弛相耦合。我们提出了一个系统的理论，但可扩展的蠕虫状链的张力动力学。我们的研究结果表明，即使是适度的预应力引起不同的罗斯一样的延伸率签名的高频粘弹性响应。
2009-07-09 cond-mat.soft
Exact Statistics of Helical Wormlike Chains with Twist-Bend Coupling
该研究推导了带扭转-弯曲耦合的螺旋蠕虫状链的精确格林函数，揭示其对持久长度、力伸曲线的重整化作用及主切向关联的振荡行为，为聚合物性质研究提供新框架。
2024-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A mesoscopic model for the rheology of dilute and semidilute solutions of wormlike micelles
引入“持久蠕虫”珠-簧模型，通过含流体动力学相互作用和可逆断裂/融合的布朗动力学模拟，研究蠕虫状胶束稀及半稀溶液的静态与动态性质，验证标度理论并揭示中频区独特流变特征。
2025-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Brownian dynamics algorithm for entangled wormlike threads
我们提出了一个混合布朗动力学/蒙特卡罗算法模拟高度纠缠的半柔性聚合物或细丝的解决方案。该算法结合了布朗动力学的时间步进的方法与一个有效的计划，拒绝移动，导致链交叉或排除体积重叠。该算法允许模拟无限薄，但uncrossable线程的限制，并适合于模拟实验中获得的条件下的解决方案的长肌动蛋白丝。
2006-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer chain stiffness versus excluded volume: A Monte Carlo study of the crossover towards the wormlike chain model
当聚合物链的局部固有刚度在很宽的范围内变化时，可以观察到从刚性棒状行为到（几乎）高斯无规线圈的交叉，以及在良好溶剂中朝向自避免行走的进一步交叉。利用剪枝-富集Rosenbluth方法（PERM）研究了自回避行走的最大步数为$N_b=50000$且柔性可变的情况，检验了Kratky-Porod模型的适用性.非指数衰减的键取向相关性$<\cos θ(s) >$为大的距离$s$沿链轮廓的证据，不考虑链刚度。对于瓶刷聚合物的另一方面，实验刚度是通过侧链的长度变化，它表明，这些圆柱形刷（具有灵活的骨干）不描述的Kratky-Porod蠕虫状链模型，因为它们的持久性长度（大致）成比例的横截面半径，对于所有的条件下的实际利益。
2010-10-04 cond-mat.soft
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
Elastic traits of the extensible discrete wormlike chain model
聚合物模型在阐明描述长分子物理学的基本特征方面发挥着特殊作用，并且对于解释其大小的测量至关重要。在这项工作中，可扩展的离散蠕虫状链聚合物的端到端的距离作为所施加的力的函数已计算的数值和解析，后者作为一个有效的近似。数值计算使用的传递矩阵的形式主义，以获得一个精确的计算的配分函数，而分析推导概括了简单的唯象公式，主要使用到现在。所得公式简单，可用于半柔性可伸展聚合物实验数据的拟合分析，所得弹性参数与前人测量值一致，且在较大的链伸展度范围内，其精度大大提高。
2023-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Effect of shear flow on Wormlike micelles
我们使用混合方法，结合多粒子碰撞动力学（MPCD）的溶剂粒子的分子动力学的平衡聚合物模拟剪切的平衡聚合物（或蠕虫状胶束）在介观长度尺度。MPCD方法结合了与聚合物链的流体动力学相互作用。我们成功地实现了模型平衡聚合物（或蠕虫状胶束）的方法，并观察到的顺序的Iso-Nem转变的聚合物体系的剪切速率的影响。此外，平衡聚合物的链的平均长度首先随着剪切速率的增加而增加，但随后在穿过特定的剪切速率值之后显示出其平均长度的减小，这表明当它们的有序度保持不变时，由于剪切应力而导致链的断裂。该模型和方法可进一步用于研究蠕虫状胶束中的剪切带或此类体系的其他有趣性质。
2018-09-14 cond-mat.soft
Single-molecule stretching experiments of flexible (wormlike) chain molecules in different ensembles: Theory and a potential application of finite chain length effects to nick-counting in DNA
我们提出了一种形式主义推导力的延伸和延伸力的关系，柔性链分子的径向分布函数的解析表达式，这提供了洞察控制的渐近行为和有限的链长校正的因素。特别是，我们应用这种形式主义，我们以前开发的插值公式的蠕虫状链端到端的距离分布。由此产生的表达式的渐近极限的无限链长是类似的质量的数值评估Marko的和Siggia的变分理论和更精确的插值公式。数值数据的比较表明，我们的有限链长修正的解析表达式是类似的质量。作为我们的研究结果的应用，我们讨论了推断的可能性，在单分子拉伸实验中的双链DNA分子中的切口的数量的变化，从伴随的有效链长的变化。
2020-09-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Breakdown of the Kratky-Porod Wormlike Chain Model for Semiflexible Polymers in Two Dimensions
通过对$d=2$维半柔性聚合物的大规模蒙特卡罗模拟，验证了Kratky-Porod模型的适用性。该模型被广泛用作描述刚性聚合物的构象和力-延伸曲线的“标准模型“。结果表明，半柔性聚合物在$d=2$中表现出从硬杆到自回避行走的交叉，中间高斯制度（暗示的Kratky-Porod模型）是完全不存在的。因此，后者也可以描述力与延伸曲线，只有当轮廓长度是只有几倍大于持久长度。生物聚合物在界面上的实验的后果进行了简要讨论。
2011-11-14 cond-mat.soft
Analytical modeling of micelle growth. 1. Chain-conformation free energy of binary mixed spherical, wormlike and lamellar micelles
假设条件：非离子表面活性剂巨蠕虫状胶束生长的定量分子热力学理论可以在一个广义模型的基础上发展起来，其中包括经典的“相分离”和“质量作用”模型作为特例。广义模型描述spherocylinacrylamide胶束，这是同时多组分和多分散的大小。理论：通过自由能泛函的解析最小化，我们推导出了两种不同链长的表面活性剂混合胶束的烃核中的链延伸和链端分布函数的显式表达式。调查结果：双组分胶束的烃核被分成两个区域，外部和内部，较短和较长链的末端位于其中。推导出的链构象自由能的解析表达式表明，不同链长表面活性剂的混合总是非理想的和协同的，即它导致胶束自由能的降低和胶束化和胶束增长的增强。推导出的表达式适用于具有不同头基（非离子型，离子型，两性离子型）的表面活性剂和不同形状（球形，蠕虫状，层状）的胶束。结果可以纳入一个定量理论的增长的巨型混合胶束的配方与实际应用中的洗涤剂。
2019-05-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Probing Polyelectrolyte Elasticity Using Radial Distribution Function
研究了静电相互作用对棒状极限下单链双链端距分布函数的影响。在何种程度上的径向分布函数的一个重复的蠕虫状链与调整持久性长度的影响。强有力的证据被发现的一个通用的定标公式连接的有效持久长度与其线性电荷密度和德拜屏蔽的自相互作用的一个。静电持久长度的另一种定义，提出了基于匹配的最大值的分布与一个有效的蠕虫状链，而不是传统的匹配的第一或第二时刻的分布。结果表明，这个定义提供了一个更准确的探针的亲和力的分布蠕虫状链，相比传统的定义。研究还发现，在确定其弹性性质时，弹性链段的长度可以作为一个关键参数。
2003-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical behavior of a wormlike chain with variable bending rigidity along the chain contour in free space
本文提出了一种有效地处理自由空间中非均相高分子链力学性质的理论，其核心问题是在沿链轮廓变化的持久长度（一种弯曲刚度的度量）条件下，求出扩散方程和取向-取向关联函数。此外，我们还给出了测量可变持续长度的具体实验方法来检验我们的理论。为了验证理论预测，我们还进行了大量的布朗动力学模拟的基础上的广义珠棒（GBR）模型，并表明我们的理论是与模拟结果吻合良好。作为应用，成功地分析了DNA链的力学行为的序列依赖性，给出了基本二核苷酸台阶的精确持续长度，并通过使用基本台阶设计其他DNA片段进行验证。
2019-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Correlation functions for strongly confined wormlike chains
本文使用平均场方法计算了约束在狭缝和圆柱体中蠕虫状链的横向与纵向相关函数，理论预测与蒙特卡洛模拟高度吻合，并提出利用可观测的纵向末端距推断不可观测横向统计特性的实验方法。
2023-09-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Scaling regimes for wormlike chains confined to cylindrical surfaces under tension
本文用平均场变分法计算了张力下局限于圆柱面的蠕虫状链的自由能，解析确定了由持久长度、Odijk偏转长度和Pincus长度划分的多种标度区间，并据此估算DNA从核小体解缠绕的力。
2023-11-25 cond-mat.soft
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
An exact density-functional closure for the two-dimensional discrete wormlike chain
University of Mascara（马斯卡拉大学）
通过精确闭包关系推导出离散蠕虫链模型在任意外力下的自由能泛函和热力学性质的完整自洽方程，无需额外近似。
2026-09-02 cond-mat.soft
A two species micro-macro model of wormlike micellar solutions and its maximum entropy closure approximations: An energetic variational approach
蠕虫状胶束是聚合物链的自组装体，可以可逆地断裂和重组。本文利用能量变分方法，导出了蠕虫状胶束溶液的微观-宏观双组分模型。该模型在统一的变分框架下，将聚合物链的断裂和结合过程纳入到经典的聚合物流体的微观-宏观哑铃模型中。我们还研究了不同的最大熵封闭近似的新模型的“变分，然后关闭”和“关闭，然后变分”的方法。通过在粗粒度水平施加适当的耗散，闭合模型，通过“闭合-然后-近似”得到，保留了原系统的机械和化学部分的晶体结构。数值算例表明，封闭模型能较好地描述剪切流场中蠕虫状胶束溶液的流变特性。
2021-04-29 cond-mat.soft cs.NA math.NA
Equilibrium Properties of A Monomer-Monomer Catalytic Reaction on A One-Dimensional Chain
本文研究了一维链上$A + B \to 0$催化反应的格子气模型的平衡性质。物质$A$和$B$的颗粒与它们的蒸气相热接触，用作储存器，即，它们可以吸附到空的晶格位置上，并且可以从晶格中解吸。如果吸附的$A$和$B$颗粒出现在相邻的晶格位置，则它们立即反应并且都脱附。对于这个模型的催化反应中的吸附控制的限制，我们推导出解析表达式的压力和目前的精确结果的平均密度的颗粒和压缩的吸附物作为两个物种的化学势的函数。
2003-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesoscale simulation of semiflexible chains. I. Endpoint distribution and chain dynamics
用数值模拟的方法研究了半柔性光纤的端点分布和动力学特性。简要介绍了柔性和半柔性聚合物的分析理论。特别是，一个封闭的表达式给出了蠕虫状链的弛豫谱，它决定了聚合物的扩散和流变。其次，建立了具有完全流体动力学相互作用的蠕虫状链的仿真模型，并给出了弯曲和扭转模量的关系式。引入两种方法将扭转刚度纳入模型。通过模拟热浴中的单链，并将链的端点分布与建立的Monte Carlo结果进行比较，验证了该模型的有效性。得出的结论是，扭转刚度导致一个稍短的有效持久长度为一个给定的弯曲刚度。为了进一步验证模拟模型，研究了固定持续长度和改变聚合物长度N的聚合物扩散。扩散常数显示交叉从劳斯爬行行为。由单体置换得到的末端弛豫时间与蠕虫链理论一致。还研究了链交叉的概率。这种可能性很低，不会影响目前的结果。
2013-06-06 cond-mat.soft
Radial Distribution Function of Rodlike Polyelectrolytes
本文研究了静电相互作用对棒状单分子链端到端距离分布函数的影响。研究了均匀带电蠕虫链静电持续长度概念在屏蔽和非屏蔽库仑相互作用下的有效性。我们发现，一个蠕虫链的分布函数往往显着不同的分布函数。
2002-08-06 cond-mat.soft
Molecular chains under tension: Thermal and mechanical activation of statistically interacting extension and contraction particles
这项工作介绍了一种方法的统计力学分析的聚合物链的张力控制下的光学或磁镊子在热平衡与嵌入流体介质。单体之间的单键或单体的整个基团对张力的响应由代表伸展或收缩量子的统计相互作用粒子的活化控制。这种分析方法能够描述自由连接或蠕虫状链的热不弯曲，线性或非线性轮廓弹性，以及包括协同效应的结构变换。这种方法的多功能性证明在应用程序中的双链DNA进行扭转不受约束的拉伸跨越三个制度的机械响应，包括过度拉伸过渡。三个政权的力延伸的特点，来自一个单一的自由能表达式，准确地匹配的经验证据。
2020-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear Layers and Plugs in the Capillary Flow of Wormlike Micellar Gels
本文利用光学相干断层扫描测速技术研究蠕虫状胶束凝胶的管流动力学，发现强壁面滑移的柱塞流和非抛物线速度剖面，并将其解释为粘弹性瞬态流动中的流动诱导非均匀性。
2024-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Reconfiguration, swelling and tagged monomer dynamics of a single polymer chain in Gaussian and non-Gaussian active baths
在这篇专题综述中，我们给出了一个概述的结构和动力学的一个单一的聚合物链在活性浴，高斯或非高斯。本文首先讨论了单柔性或半柔性线性高分子链在热噪声和有源噪声作用下的动力学行为。主动噪声具有高斯或非高斯分布，但具有记忆性，这说明了活性浴粒子的持续运动。这种有限的持久性使得链的重新配置动力学与纯热的情况相比变慢，并且链膨胀。主动噪声还导致标记的单体的超扩散或弹道运动。我们详细介绍了所有的计算，但主要集中在分析上的准确或几乎准确的结果的主题，从我们的小组在最近几年。此外，我们简要地提到其他团体的重要工作，包括我们的一些新的结果。本文最后指出了活性浴中聚合物链在生物学方面的意义及其未来的发展方向。
2022-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monolayers of Diblock Copolymer at the Air-Water Interface: The Attractive Monomer-Surface Case
本文从实验和理论两方面研究了聚苯乙烯-聚氧化乙烯共聚物（PS-PEO）在空气-水界面上的表面压力等温线。的SCMF（单链平均场）理论提供了一个非常好的协议与实验的整个范围内的表面密度，并表明，每个PEO单体在空气-水界面的吸附能约为一个$k_B T$。此外，链密度分布已经计算了各种表面密度，从稀到非常密集的。SCMF的方法已经补充了一个平均场的方法在低密度制度，其中的PEO链作为一个二维层。理论计算与实验结果一致。
1997-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monomer distributions and intra-chain collisions of a polymer confined to a channel
本文通过计算自回避聚合物单体的横截面位置分布，研究了自回避聚合物在通道中的构象。通过蒙特卡罗模拟的自回避，自由连接的链，我们确定如何为一个给定的单体的横截面分布取决于它在聚合物中的位置，以及如何强烈地影响这种分布的自回避。为此，我们分析了单体之间的链内碰撞的频率如何取决于它们在通道中的空间位置和它们在聚合物内的位置。我们发现，大多数碰撞发生在紧密相邻的单体之间。因此，碰撞概率仅微弱地依赖于单体的空间位置。我们的结果解释了为什么自回避对单体分布的影响比平均场论预测的要弱。我们讨论了我们的研究结果在纳米流体通道中的DNA构象的相关性。
2013-03-12 cond-mat.soft
Statistical properties of linear-hyperbranched graft copolymers prepared via "hypergrafting" of AB_m monomers from linear B-functional core chains: A Molecular Dynamics simulation
用粗粒化分子动力学模拟方法研究了$AB_m$（m = 2，3）单体与多官能度B_f型高分子链的反应（"超接枝"）.使用缓慢单体添加策略超接枝$AB_m$单体。完全树枝化，即，还模拟了完全支化的聚合物用于比较。与末端单体相比，用"超接枝"方法获得的分子的支化度DB关键地取决于单体连接到内部单体的速率。如果$AB_m$单体具有较低的反应性，则该比例更有利，因为游离单体随后有时间扩散到链内。还确定了双链性质，表明作为"超接枝"程序的结果的聚合物主链的拉伸比完全树枝化的链不那么明显。此外，我们分析了各种量与分子量M的标度为大M（M> 100）。Wiener指数以$M^2.3$计，其介于线性链（$M^3$）和完全支化的聚合物（$M^2 \ln(M)$）之间。聚合物的大小，其特征在于由回转半径$R_g$或流体动力学半径$R_h$，被发现的规模为$R_{g,h}~M^ν$与$ν~0.38$，其中位于扩散限制聚集的指数（$ν=0.4$）和平均场指数预测Konkolewicz和同事（$ν=0.33$）之间。
2015-11-06 cond-mat.soft
Simulations of living filaments
我们提出了一个混合的分子动力学/多粒子碰撞动力学模型来模拟一组自组装的半柔性纤维和自由单体。此外，我们引入了一个Monte-Carlo计划来处理单个单体的添加（聚合）或去除（解聚），满足适当的统计力学框架内的细致平衡条件。这种基于蠕虫状链的细丝模型旨在表示两端具有不同反应速率的平衡聚合物，例如在不存在ATP水解和其他蛋白质的情况下自组装的ADP-肌动蛋白细丝。我们报道了平衡轨道上的细丝长度分布和相应的动力学涨落。潜在的概括这种方法，包括不可逆的步骤，如ATP-肌动蛋白水解进行了讨论。
2012-02-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Adsorption of polydisperse polymer chains
多分散的理想聚合物链的吸附被证明是敏感的大N尾部的链的分布。当且仅当链数衰减比指数衰减慢，则存在类似于单分散无限链的吸附转变。如果该数字呈指数衰减，则吸附密度在作为平均链长的函数的温度下连续发散。在低覆盖率下，具有排斥性单体-单体相互作用的链表现出相同的定性行为
1999-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Simulation of Semiflexible Polyampholyte Brushes - The Effect of Charged Monomers Sequence
用分子动力学模拟研究了端接半柔性聚两性电解质链形成的平面刷，每条链含有等量的带正电荷和负电荷的单体。保持链的长度固定，依赖的平均刷厚度和平衡统计的刷构象上的接枝密度和盐浓度得到与各种序列的带电单体。当链的类似电荷的单体排列在较长的嵌段中时，平均刷厚度较小，并且刷性质对接枝密度和盐浓度的依赖性较强。对于这样长的带相似电荷的单体嵌段，锚定的链在低接枝密度下在接枝表面附近彼此结合，并且在高接枝密度下向接枝表面弯曲。
2009-03-15 cond-mat.soft
Elasticity of cross-linked semiflexible biopolymers under tension
针对交联生物高分子的力学性质，建立并分析了两条弱弯曲蠕虫状链在张力作用下的力学模型，链间键（交联键）以谐波弹簧表示.在此模型中，我们精确地计算了力-伸长曲线和微分刚度，并讨论了几种极限情况。交叉链接通过减少横向于力和对齐方向的热波动来有效地使链对弯曲。由于交叉连接而产生的额外对齐随着交叉连接的数量和强度的增加而增加，并且对于小的力f最为突出。对于大的f，额外的，交联诱导的延伸是次显性的，除了连接的链刚性和连续沿其轮廓的情况下。在这个组合的限制，我们恢复渐近的弹性弱弯曲蠕虫状链没有约束，加强了四个因素。对于少量或大量的交叉连接，差分刚度的增加可以高达100%。
2013-05-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polyelectrolyte chains in poor solvent. A variational description of necklace formation
我们研究了在不同溶剂条件下，使用变分技术的性质的双链。自由能和构象性质的一个链的研究最小化的自由能$F_N$，取决于$N(N-1)/2$审判概率，表征构象的链。高斯近似被认为是一个环的长度$2^4<N<2^{16}$和一个开放的链的长度$2^4<N<2^9$在穷人和θ溶剂条件下，包括单体之间的库仑排斥。在θ溶剂条件下的斑点大小进行测量，发现与缩放理论，包括电荷耗尽效应，预期的情况下的开链协议。在不良溶剂条件下，观察到由静电排斥驱动的小球不稳定性。我们还注意到单体-单体关联函数的不均匀行为，回忆在不良溶剂中形成的项链。一个整体的相图中的溶剂质量和反Bjerrum长度。
2001-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linking molecular timescales to linear viscoelastic response in dilute and semidilute unentangled wormlike micelle solutions
IITB-Monash Research Academy（IITB-蒙纳士研究学院）；Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校化学工程系）；Department of Chemical and Biological Engineering, Monash University（蒙纳士大学化学与生物工程系）；School of Chemistry, Monash University（蒙纳士大学化学学院）
研究通过多粒子mesoscopic布朗运动框架，揭示无缠结蠕虫状胶束溶液中分子时间尺度与线性粘弹性响应的关系，发现胶束动力学特征时间尺度及其影响因素。
2026-04-23 cond-mat.soft
Static Properties of a Simulated Supercooled Polymer Melt: Structure Factors, Monomer Distributions Relative to the Center of Mass, and Triple Correlation Functions
我们分析了非纠缠，过冷聚合物熔体的模拟珠弹簧模型的结构和构象特性。我们通过各种结构因素，不仅涉及单体，但也质心（CM）的模型探讨静态。我们发现，链的构象和CM-CM结构因子，这是最近提出的近似[Krakoviack等人，欧罗巴Lett. 58，53（2002）]，在冷却到模式耦合理论的临界玻璃化转变温度时基本上保持不变。然而，不同链上的单体之间的空间相关性取决于温度，尽管是平稳的。这意味着我们的模型的玻璃态行为不能从静态链内或CM-CM相关性。它必须与单体水平上的链间相关性有关。此外，我们还研究了链间关联函数对单体沿链骨架位置的依赖性。我们发现，这种网站的依赖性可以很好地占聚合物参考相互作用网站模型（PRISM）的基础上的理论。我们还分析了三重相关的熔体和链的三单体结构因子的装置。这些结构因素进行了比较与卷积近似，分解成两个单体的结构因素的产品。对于链，这种因子分解非常有效，表明链连接性在我们的模型中不会引入特殊的三重相关。对于熔体偏差更明显，特别是在波矢量接近静态结构因子的最大值。
2004-02-25 cond-mat.soft
Partitioning of a polymer chain between a confining cavity and a gel
电解质溶液中带电聚合物统计力学的格点场论方法[S.松切夫河D. Coalson和A. Duncan，Phys.Rev.E60，4257，（1999）]被应用于研究包含在球形空腔中但能够扩散到周围凝胶中的聚合物链。空腔和凝胶之间的聚合物链的分布由其分配系数来描述，该分配系数被计算为链中的单体的数量、单体电荷和溶液中的离子浓度的函数。
2007-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear elastodynamics and energy transport in biopolymers
我们提出了一个精确的分析的内在动力学的两种类型的生物聚合物，所描述的蠕虫状链（WLC）和蠕虫状杆链（WLRC）模型，分别。我们将每个模型映射到一个经典的场论，用于定义在由生物聚合物的轴形成的空间曲线上的适当的单位向量场。构象动力学和能量输运分别由含孤子的Landau-Lifshitz方程和非线性薛定谔方程描述。这使我们能够确定孤子代表的“保形”假设在生物聚合物。
2003-04-30 cond-mat.soft nlin.PS physics.bio-ph
How does a flexible chain of active particles swell?
通过解析理论和计算机模拟研究了由活性颗粒组成的柔性线性链的膨胀。三种不同的情况被认为是：一个自由的链，一个链局限于外部谐波陷阱，并在一端拖动链。首先，我们考虑一个理想链与谐波弹簧和没有排除体积之间的单体。聚合物的劳斯模型推广到自推进单体的情况下，并解析求解。溶胀，其特征在于链的空间延伸，与单体数的比例定义的弗洛里指数$ν$，这是$ν=1/2, 0, 1$在三种不同的情况。结果表明，活性并不改变Flory指数，但影响标度律的前因子。这可以通过将系统映射到具有更高有效温度的平衡链上来定量地理解，使得链在自推进强度的增加下膨胀。然后，我们使用计算机模拟来研究自回避对活性聚合物溶胀的影响。在三种不同的情况下，弗洛里指数现在是$ν= 3/4, 1/4, 1$，并且在自推进下再次不变。然而，链增长表现出非单调的自推进强度。
2015-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy of polydisperse chains: solution on the Bethe lattice
本文研究了格点上多分散链的熵。特别是，我们研究了一个模型的平衡聚合，其中的多分散性是由两个活动，内部和端点的链单体。我们解决了这个问题，正是在任意配位数的Bethe格，得到的熵作为一个函数的密度的单体和平均分子量的链的表达式。我们比较这个熵的单分散的情况下，并发现，由于多分散性的熵的过剩是相同的一维情况下获得的。最后，我们得到一个指数分布的分子量。
2008-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Stretching semiflexible filaments with quenched disorder
研究了受拉蠕虫链的弧长依赖自发曲率中的猝灭随机性效应。在二维弱弯曲近似下，我们得到了力-伸长曲线和横向涨落宽度的解析结果。我们比较淬火和退火无序，并得出结论，前者不能总是减少到一个简单的变化，在纯系统的刚度。我们还讨论了随机横向力对无自发曲率蠕虫链拉伸响应的影响。
2010-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio.BM
Mean Field and the Single Homopolymer
我们发展了一个基于单体巨正则系综的受限链分子的统计模型。分子受到外部化学势、主链相互作用和所有单体之间的吸引相互作用的影响。使用高斯变量的形式主义和平均场近似，我们解析地推导出一个最小的原则，从中我们可以获得相关的物理量，如单体密度，我们探索的限制，在该链受到严格的限制。通过数值实现的最小化过程中，我们展示了我们如何可以获得密度分布在三维任意电位，我们测试的理论的有效性的限制。
2008-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tensile elasticity of semiflexible polymers with hinge defects
近年来，人们已经清楚地认识到，为了解释在一些重要的生物聚合物中实验观察到的更复杂的行为，需要修改简单的均匀蠕虫状链模型。例如，短ds-DNA的大柔性归因于扭结或铰链缺陷。本文在弱弯曲近似下，解析计算了具有永久铰链缺陷的蠕虫链的力-伸长关系。缺陷的特征在于其弯曲能（在完全柔性的情况下，其可以为零）及其沿着聚合物轮廓的位置。除了链条的弯曲刚度，这些是描述我们模型的唯一参数。我们表明，铰链缺陷导致显着增加的预应力链的微分拉伸柔度。在小的力的限制，铰链缺陷显着增加熵弹性。我们的结果适用于任何一对半柔性段连接的铰链。因此，它们也可能与细胞骨架丝（F-肌动蛋白，微管）有关，其中可以将连接两条丝的交联视为铰链缺陷。
2017-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stiff polymer in monomer ensemble
我们利用以前开发的形式主义的单体合奏，包括角依赖性的聚合物链的片段，从而描述。特别是，我们展示了如何处理刚度时，聚合物链被限制在某些区域。我们从微分方程，积分方程，或连续和晶格模型的递归关系的角度研究刚度。精确的解析解，提出了两种情况下，而数值结果显示为第三种情况。
2002-01-18 cond-mat.soft
Equilibrium size of large ring molecules
用非格点模型研究了孤立环分子的平衡性质，模型中没有排斥体积，但动力学保持了拓扑类。使用一套有效的长距离移动，超过2000个单体的链进行了研究。尽管没有任何排除体积的相互作用，回转半径的缩放就像一个自我回避的步行，如前所述。然而，这种缩放仅见于大于500个单体的链。
1998-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer chain collapse induced by many-body dipole correlations
我们提出了一个简单的分析理论的柔性聚合物链溶解在一个良好的溶剂中，携带永久自由取向的偶极子的单体。我们考虑到偶极的相关性内的随机相近似（RPA），以及在内部聚合物体积相对于本体溶液的介电异质性。我们证明，偶极相关的单体可以考虑作为成对的，只有当聚合物链是在一个线圈构象。在这种情况下，偶极相关通过永久偶极的Keesom相互作用表现出来。另一方面，介电异质性效应（介电失配效应）导致聚合物线圈的单体之间的有效相互作用。这两种效应都可以通过对单体-单体体积相互作用的第二维里系数进行重正化来考虑。我们确定，在溶剂介电常数超过聚合物材料介电常数的情况下，介电失配效应与偶极吸引相互作用竞争，导致聚合物线圈膨胀。在相反的情况下，介电失配效应和偶极吸引相互作用导致聚合物线圈塌陷。我们用多体理论分析了单体偶极关联引起的线团-小球跃迁。我们表明，占偶极相关性高于成对的平滑这种纯静电驱动的线圈球过渡的聚合物链。
2017-03-16 cond-mat.soft
Dynamic structure factor of a stiff polymer in a glassy solution
我们提供了一个全面的概述目前的理论理解的动态结构因子的刚性聚合物在半稀溶液的蠕虫状链（WLC）模型的基础上。我们通过计算精确的数值系数和一个自由聚合物的动态均方位移（MSD）的表达式来扩展以前的工作，并比较各种常见的流体动力学相互作用近似，如果要从实验数据中提取模型参数的定量估计，则需要准确地处理这些近似。从而解决了最近关于动态结构因子初始斜率的争论。为了解释聚合物与周围（粘性）聚合物溶液的相互作用，我们分析了WLC模型的扩展，玻璃蠕虫状链（GWLC），它预测近幂律和对数长时间尾巴的动态结构因子。
2008-05-29 cond-mat.soft
Folding mechanism of a polymer chain with short-range attractions
我们研究了一个单一的，灵活的均聚物链的结晶使用过渡路径采样（TPS）。该链由N个相同的球形单体组成，根据朗之万动力学演化。当相邻单体通过谐波弹簧耦合时，非相邻单体通过硬核和短程吸引势相互作用。对于足够小的相互作用范围λ，系统经历从膨胀的无序相到紧凑的结晶态的一级冻结转变。使用一个新的射击移动量身定制的聚合物结合的committor分析，我们研究了过渡态合奏的N=128链和搜索可能的反应坐标的基础上的似然最大化。我们发现典型的过渡态是由一个晶核和一个或多个链段组成的，而且晶核中的粒子数并不适合作为反应坐标.然后，我们提出了一个改进的反应坐标，其中包括从势能和聚合物的整体结晶度的信息。
2015-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Self-avoiding walks on a bilayer Bethe lattice
我们提出并研究了一个双层高分子链模型。每个链被限制在一个层中，并且不同层中的第一相邻边缘上的聚合物键相互作用。我们还定义和评论结果的模型与第一相邻网站的不同层的单体之间的相互作用。模型的热力学性质的研究中的巨正则形式主义和两个层被认为是凯莱树。在树的核心区域，我们可以称之为双层Bethe晶格，我们发现一个非常丰富的相图中定义的参数空间的两个活动的单体和玻尔兹曼因子相关的键或单体之间的层间相互作用。除了临界面和共存面之外，还有三临界、双临界和临界端点线，以及高阶多临界点。
2014-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interchain monomer contact probability in two-dimensional polymer solutions
利用标准珠-弹簧模型的分子动力学模拟，研究了严格二维自避免聚合物链的密度交叉标度，重点研究了链内子链尺寸分布与接触指数相关的性质.无论密度足够长的链被发现由紧凑的包装的斑点的分形周长尺寸DP = 5/4。
2011-12-20 cond-mat.soft physics.comp-ph
Biased transport of elastic cytoskeletal filaments with alternating polarities by molecular motors
我们提出了一个简单的模型，肌动蛋白束的双向动力学与非进行性肌球蛋白电机的滑动检测交替极性。在该模型中，束被表示为一个弹性链的单体组成的正，负极性。束的运动是由下面的马达的拉力引起的，所述马达随机地附接到单体，并且根据单体的极性，在向右或向左的方向上拉动它们。我们证明了完全a-极性链由相同数量的单体组成的正负极性可以表现出有偏的双向运动与非零漂移。这种效应是由于肌球蛋白马达的作用而在链中产生的弹性张力。我们还表明，由于这种张力，附着的电机的概率大大降低，并成为强烈依赖于链的长度。这些令人惊讶的影响点的必要性，考虑弹性的细胞骨架在理论研究的合作动力学的分子马达。
2010-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Coarse-graining strategies in polymer solutions
我们回顾了一个粗粒化的策略（multiblob方法）的聚合物溶液中，单体组被映射到一个单一的原子（一个斑点）和有效的斑点-斑点相互作用，通过要求粗粒化的模型来重现一些粗粒化的零密度孤立链结构的功能。通过调整粗粒化的水平，即映射到单个斑点上的单体数量，该模型应该足以探索塌陷过渡以上的半稀态，因为在这种情况下，如果链足够长，单体密度非常小。这些想法的实现以前基于可转移性假设，其没有完全针对全单体结果进行测试（Pierleoni等人，J. Chem. Phys，127，171102（2007））。我们研究了过去提出的不同模型，并将其预测结果与聚合物体积分数Φ在0和8之间的链结构和热力学的全单体结果进行了比较。我们发现，可转移性假设有一个有限的预测能力，如果需要一个一致的模型。我们引入了一个新的四聚体模型参数化，以这样一种方式来重现不仅是零密度的分子内和分子间的两体概率，但也有一些分子内的三体和四体分布。我们发现，这种模型能正确地预测三链效应、结构和热力学，直到Φ~ 2，这个范围比以前用零密度势的简单模型得到的范围大得多。我们的研究结果表明，背后的多斑点的方法的想法的正确性，但也需要更多的工作来了解如何开发更有效的单体，这将使我们能够探索在更大的链体积分数的半稀释制度的模型。
2012-01-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
The chain sucker: translocation dynamics of a polymer chain into a long narrow channel driven by longitudinal flow
使用分析技术和Langevin动力学模拟，我们调查的动态聚合物易位到一个狭窄的通道的宽度$R$嵌入在两个维度，驱动力成比例的通道中的单体的数量。这样的设置模仿纳米/微流体中的典型实验情况。在易位过程中，如果通道中的单体可以足够快地呈现稳态运动，我们观察到易位时间$τ$与每个珠的驱动力$F$和每个链的单体数量$N$的比例关系$τ\sim N/F$。在较小的沟道宽度$R$的情况下，不能实现稳态运动，从而影响$τ$对$N$和$F$的非通用依赖性。从模拟中，我们还推导出等待时间分布在各种条件下的单段通过通道入口。对于不同链长但相同的驱动力，等待时间随位移坐标$s$的变化曲线的最大值位于相同的$s_{\mathrm{max}}$处，而随着驱动力或沟道宽度的增加，$s_{\mathrm{max}}$值减小。
2011-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
