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
The impact of magnetic field on the conformations of supracolloidal polymer-like structures with super-paramagnetic monomers
我们研究了磁性超交点聚合物-磁性细丝（MF）-与超顺磁性单体，有和没有范德华力（VdW）之间的吸引力的性质。我们采用分子动力学（MD）模拟来阐明的影响的交联机制的结构和磁响应的MF施加均匀的外部磁场。我们考虑两种模型：普通交联，其产生柔性主链;和约束交联，其提供显著的抗弯曲刚度。我们发现，对于普通交联，即使是轻微增加的中央吸引力导致倒塌MF构象。随着磁场强度的增加，最初呈现球形对称的结构演变成圆柱对称的结构。普通交联也允许构象双稳态。相反，具有约束交联的MF倾向于在现场散开。在这两种交联的情况下，中央吸引力是能够阻碍低场磁响应的MF，虽然简单交联的MF的双稳态也体现在高场区域。
2020-03-09 cond-mat.soft physics.comp-ph
Relating monomer to centre-of-mass distribution functions in polymer solutions
可测量的单体-单体结构因子和稀或半稀聚合物溶液的质量中心（CM）结构因子之间的关系是从"聚合物参考相互作用位点模型“（PRISM）形式主义内的Ornstein-Zernike关系导出的，通过考虑每个聚合物的CM作为辅助位点并且忽略后者与相邻聚合物的CM和单体之间的直接相关性。的预测同意与Monte Carlo数据的自避免行走聚合物，是相当准确的预测比简单的因式分解近似。
2002-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
The coil-globule transition of polymers of long rigid monomers connected by flexible spacers
提出了一个简单的高分子刚性长链段模型，该刚性长链段通过排斥体积排斥和短程吸引相互作用。该模型聚合物的线团-小球转变是强烈的一级转变，小球是结晶的，与小球共存的线团是溶胀的。在低阶截断维里膨胀示出提供一个非常差的近似的自由能，所以细胞理论被用来计算小球的自由能。
1997-07-28 cond-mat.soft
Revisiting the semi-flexible entangled chains of polymer in the carbyne model
对蒙特卡罗碳炔模型进行了修正，研究了半柔性缠结高分子链的玻璃化转变。在考虑硬势的情况下，采用Metropolis算法对单体间的随机轰击进行了监测，而单体的迁移率则受其质量、散射率和温度的影响。我们的模型是能够表明，玻璃化转变温度降低，减少膜厚度和形成的临界空隙在较薄的聚合物有助于玻璃化转变，这是比本体聚合物容易得多。
2018-07-02 cond-mat.soft physics.comp-ph
Generalized Langevin equation for a tagged monomer in a Gaussian semiflexible polymer
本研究推导了高斯半柔性聚合物中标记单体的广义朗之万方程，通过记忆核分析弯曲刚度对非马尔可夫扩散的影响，并计算均方位移，结果与已知极限一致且覆盖全时间尺度。
2024-07-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase Diagram of Flexible Polymers with Quenched Disordered Charged Monomers
最近的进展，广义Entrance模拟和微正则分析允许调查的结构转变的聚合物模型在很宽的范围内的局部弯曲和扭转强度。有理由认为，静电相互作用在稳定和介导聚合物的结构转变中起着重要作用。我们提出了一个珠弹簧聚合物模型与随机分布的带电单体通过屏蔽库仑势相互作用。结合能量相关的单体更新方法和能量交换Wang-Landau（REWL）方法，构建了作为温度（$T$）和带电单体浓度（$η$）函数的超相图.在整个浓度范围内，线圈-小球和小球-固体的转变分别是二阶和一阶的。然而，在$η=80\%$的浓度阈值以上，静电排斥阻碍了固体和液体球的形成，并且双折射和熵相互作用之间的相互作用导致液体珍珠项链和固体螺旋结构的形成。概率分布，$P(E,T)$，表明在高$η$，珍珠项链液相冻结成一个稳定的固体螺旋状结构，具有比在低$η$冻结球转变的自由能垒高。
2022-03-06 cond-mat.soft
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
Quasi-periodic and fractal polymers: Energy structure and carrier transfer
我们以B-DNA为原型系统，研究了由$N$单体构成的具有固定边界的非周期聚合物的能量结构和额外电子或空穴的相干转移。我们使用紧束缚线模型，其中一个位点是单体（例如，在DNA中，一个碱基对）。我们考虑准周期（Fibonacci，Thue-Morse，Double-Period，Rudin-Shapiro）和分形（Cantor Set，Asymmetric Cantor Set）聚合物由相同的单体（I聚合物）或由不同的单体（D聚合物）组成。对于所有类型的聚合物，我们计算了HOMO和LUMO本征谱，HOMO-LUMO能隙和态密度。我们检查平均随时间的概率，以找到在每个单体的载流子，载流子转移的频率含量（傅立叶光谱，每个单体的加权平均频率，聚合物的总加权平均频率），和纯平均转移速率$k$。我们的研究结果表明，有一个对应的结构复杂度和传输性能。I聚合物比D聚合物更有利于电荷转移。我们比较了准周期和分形序列的$k(N)$与周期序列（包括均聚物）以及随机混洗序列。最后，我们讨论了我们的相干纯平均转移率在DNA中的电荷转移率的实验结果方面。
2019-03-11 cond-mat.soft
Structure of one-component polymer brushes: Groundstate considerations
提出了一种描述单组分聚合物刷横向结构的粗粒度模型。在这个模型中，一个单一的聚合物链被描述为只有两个坐标，即接枝单体的位置，和非接枝端的单体。由于其简单性，可以分析大量结构单元的横向排列，每个单元包含数百个聚合物。我们在这里考虑相应的低能量配置。只要接枝密度足够大，即使接枝单体无规分布，后者也都是六方有序的。
2014-02-18 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
Uni-Macro-FRPN: Full-Resolution and Cross-Scale Learning for Polymers
South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology（华南软物质科学与技术高等研究院， emergent soft matter 学院，华南理工大学）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional and Intelligent Hybrid Materials and Devices, South China University of Technology（广东省功能性与智能型杂化材料器件重点实验室，华南理工大学）
提出Uni-Macro-FRPN全分辨率聚合物网络，联合建模原子级单体特征与链拓扑，在BCDB分类任务达86.4%准确率，超越单体中心方法，推动聚合物多尺度表示学习。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
polyRETRO: a Language Model Approach to predict Polymerization Class and Monomer(s) for a Target Polymer
School of Materials Science and Engineering, College of Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院工程学院材料科学与工程学院）
polyRETRO通过语言模型预测聚合物的聚合类别和单体，为连接计算设计与实验合成提供新方法。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Coil-Globule transition in self-avoiding active polymers
我们进行数值模拟的一个积极的完全灵活的自避免聚合物作为一个功能的嵌入溶剂的质量描述在一个有效的单体-单体相互作用。具体来说，通过提取不同条件下的活性聚合物的Flory指数，我们能够确定不同强度的作用力下的线圈-小球转变的位置。值得注意的是，我们发现，一个简单的重新调整的温度是能够定性捕获的$Θ$ -点的聚合物的活性波动的振幅的依赖性。我们讨论了这种映射的限制，并建议，单体之间的负主动压力，不像一个已经被发现在悬浮液中的活性硬球，也可能存在于活性聚合物。
2020-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Anisotropy of the monomer random walk in a polymer melt: local-order and connectivity effects
由于局部有序性和键连接性，聚合物熔体中键合单体的无规行走是各向异性的。我们研究这两种效果的分子动力学模拟熔体的完全灵活的线性链范围从二聚体（$M=2$）纠缠的聚合物（$M=200$）。相应的原子液体也被认为是参考系。为了解开的局部几何形状和债券安排的影响，并揭示它们之间的相互作用，我们定义了适当的措施，强调无论是前者或后者方面的各向异性。连接性各向异性，作为测量的初始键的取向和随后的单体位移的方向之间的相关性，显示出轻微的增强，由于在时间短于结构弛豫时间的局部秩序。在中间时间-当单体位移与键长相当时-出现明显的峰，然后缓慢衰减为$t^{-1/2}$，当位移大到约5个键长时，即约4个单体直径或3个库恩长度时，可忽略不计。局部几何各向异性，作为测量的Voronoi细胞的特征轴的初始取向和随后的单体动力学之间的相关性，在较短的时间比结构弛豫时间的笼形与拮抗干扰的连通性的影响。因此，在较长的时间，连接有利于持久的局部几何各向异性消失时，单体位移超过键长。我们的研究结果强烈表明，仅考虑当地的秩序是不够的，以了解微观起源的被困单体在笼子里的邻居的晃动幅度。
2016-05-05 cond-mat.soft
Generalized Entropy Theory of Glass Formation in Polymer Melts with Specific Interactions
化学结构长期以来一直被认为对聚合物玻璃的形成有很大的影响，但是预测化学结构如何决定玻璃形成聚合物性质的一般分子理论发展缓慢。虽然广义熵理论（GET）解释了各种分子细节对聚合物玻璃形成的影响，但GET的应用迄今为止仅限于使用最简单的聚合物模型，其中物质的单体内的所有联合原子基团与共同的单体平均范德华能相互作用。然而，充满活力的不均匀性是普遍存在的单体中的真正的聚合物，它们的影响聚合物玻璃的形成仍有待于理论研究。本文使用的GET的扩展，探讨单体内的能量不均匀性的影响后的聚合物玻璃形成的性质。本论文的重点是建立一般趋势的玻璃形成的特征性质的变化，如等压脆性参数$m_P$和玻璃化转变温度$T_g$，与分子的细节，如特定的相互作用和链刚度。我们的计算证实，以前使用的模型与单体平均的相互作用正确地捕捉一般趋势的变化$m_P$和$T_g$与各种分子参数。更重要的是，调整单体内的能量不均匀性单独显示为定制玻璃形成聚合物的性质提供了有效的机制。沿等脆性和iso- $T_g$线的聚合物性能的变化被示出为重要的设计工具，用于表现出特定的相互作用和链刚度的综合影响。
2015-03-21 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
Chain-Assisted Charge Transport in Semicrystalline Conjugated Polymers
典型半结晶聚合物半导体（P3 HT）中的电荷载流子输运对于基础理解和应用都很重要。在由于自组织点缺陷而具有增强的结构无序的样品中，迁移率显示丰富的行为作为电场（F）和温度（T）的函数。在低T下，迁移率随着所施加的场而增加，但是在进一步增加T时，场依赖性变得更浅。最终，在所考虑的最高T处，斜率改变符号，并且迁移率随后随场减小。这一现象可以解释与我们的模型之间的竞争的结果链内传导样运输（增加F减慢）和链间激活的运输（这是更快地在更高的F）。前者在高T下控制，其中链间跳跃严格限于相邻链上的最近邻单体。相反，在低T下，允许到远距离站点的链间跳，并控制移动性与场的正相关。
2016-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Friction between Ring Polymer Brushes
使用广泛的粗粒分子动力学模拟和缩放参数的熔体密度滑动通过彼此的环形聚合物刷之间的摩擦进行了研究，并将结果进行了比较，线性聚合物刷之间的摩擦。我们表明，对于跨越三十年的速度范围内，环聚合物刷测得的摩擦力是一半的情况下，线性刷相应的摩擦。在线性力状态下，与线性刷相比，两个环刷的弱交叉也导致相对刷的单体之间的二元碰撞的数量较低。在高速下，其中两个相对的刷之间的叉指状层的厚度在单体尺寸的量级上，而不管刷的拓扑结构，环聚合物的拉伸片段采取双链构象。因此，双链区段的单体与相对的环刷的单体碰撞较少，即使对于环和线性刷双层，相似数量的单体占据交叉指状层。从我们的模拟得到的数值数据是一致的，所提出的标度分析。环刷中观察到的构象依赖性摩擦减少在非平衡体系统中可能具有重要的后果。
2015-01-07 cond-mat.soft
Entropy-driven phase behavior of associative polymer networks
该研究通过模拟证明，由两种交替吸引单体形成的缔合聚合物网络，其熵驱动的网络形成一级相变对热涨落、无序和聚合物架构变化具有稳健性，表明其普遍性。
2023-08-07 cond-mat.soft
Bridge Hopping on Conducting Polymers in Solution
溶液中导电聚合物的构象波动可以使沿着主链彼此远离的单体接近。电子可以通过这样形成的“桥”在这些单体之间跳跃。我们展示了这是如何导致（i）金属聚合物的塌陷过渡，以及（ii）观察到的受体分子在半导体聚合物中猝灭荧光的显着效率。
2000-10-06 cond-mat.soft
Open and anisotropic soft regions in a model polymer glass
用分子动力学模拟研究了模型聚合物玻璃的振动动力学。重点是“软”单体与高参与的低频振动模式有助于玻璃的热力学异常。为了更好地证明它们的作用，将单体定性为软的阈值变得严格，允许使用具有有限尺寸的系统。一个显着的趋势，软单体形成准本地集群涉及多达15个单体的证据。每条链贡献至多约三个单体的簇，并且单个簇涉及属于约2-3条链的单体。具有属于单链的单体的簇是罕见的。团簇的分形维数$d_f < 2$揭示了团簇的开放性和脆弱性。软团簇的惯性张量证明了它们的形状各向异性和两个最大本征值的显著线性相关。由于系统的尺寸有限，不能排除有限尺寸效应以及结果对所采用的聚合物长度的依赖性。
2021-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Effect of different monomer precursors with identical functionality on the properties of the polymer network
聚合物网络的热机械性能取决于单体前体的官能度--这是材料科学中经常利用的一种关联。我们使用分子模拟从化学上不同的单体具有相同的功能，并显示这种网络具有几个通用的图论性质，以及近通用的杨氏模量产生的空间网络。的玻璃化温度被证明是普遍的，只有到一定的密度的网络，测量的键转换。后一种观察结果是由以下事实解释的：单体的卷曲倾向增强了拓扑孔的形成，当拓扑孔在网络中积累时，相当于限制网络流动性的膨胀细胞复合物。这种高阶渗流发生后，凝胶化，并示出与脆性的发病，如所示的玻璃化转变温度的突然增加。这种现象可能预示着高分子材料中一种新型的相变。
2021-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monomer Fluctuations and the Distribution of Residual Bond Orientations in Polymer Networks
在目前的工作中，四个系列的模拟进行了分析：纠缠模型网络的a）单分散或b）多分散的重量分布之间的交联，c）非纠缠幻影模型网络和d）非纠缠模型网络与排除体积相互作用。本文将前人关于模型网络平均剩余键取向的研究工作推广到描述本研究纠缠网络中剩余键取向的分布。该模型可以用来描述无缠结和无排斥体积网络中的单体涨落、平均RBO以及RBO的分布。如果通过不完全屏蔽的排除体积的影响来校正模型，则可以描述具有排除体积但没有纠缠的网络中的磁共振波动。它表明，管模型的参数可以确定从聚合物网络中的单体波动和从RBO。RBO $\propto N^{-1/2}$的缩放在单分散和多分散缠结网络中观察到，而对于所有的网络没有缠结的RBO $\propto N^{-1}$被发现。RBO缠结样品的分布可以通过假设管长度的正态分布来描述，该分布被管曲率的局部波动加宽。这两个观测值，单体波动和RBO，都与网络的滑动链接或滑动管模型[2]一致，而不同意不允许单体沿着限制管滑动的网络模型。
2021-03-30 cond-mat.soft
Elastic Lennard-Jones Polymers Meet Clusters -- Differences and Similarities
我们研究了弹性柔性非晶格聚合物的固-固和固-液转变与Lennard-Jones单体-单体相互作用和非谐弹簧通过复杂的变种的多规范蒙特卡罗方法。我们发现，低温行为强烈和非单调依赖于系统的大小，并表现出广泛的相似性，未绑定的原子团簇。特别强调的是致力于二十面体和非二十面体低能量聚合物形态的分类。
2010-07-22 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Globule-like conformation and enhanced diffusion of active polymers
我们研究了由活性单体组成的聚合物的动力学和构象。通过布朗动力学模拟，我们表明，当每个单体的自推进的方向是对齐的骨干，聚合物经历了一个线圈到球状的过渡，突出的回转半径的标度指数的显着变化。同时，对于足够长的聚合物或大的自推进量，聚合物的质心的扩散系数变得基本上与聚合物尺寸无关。当单体的自推进不一定与聚合物的主链相切时，这些效应降低。我们的研究结果，合理化的最小随机模型，活性控制的聚合物，并可能为新一代的聚合物为基础的药物载体开辟了新的途径。
2018-05-28 cond-mat.soft
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
Periodic polymers with increasing repetition unit: Energy structure and carrier transfer
我们研究了能量结构和额外的电子或空穴沿着由$N$单体制成的周期性聚合物的转移，其中重复单元由$P$单体制成，使用紧束缚线模型，其中一个位点是单体（例如，在DNA中，一种碱基对），甚至对于$P$，并处理两类这样的聚合物：由相同的单体（GC. GGCC...等）并由不同的单体（GA...，GGAA...等等）。我们计算了HOMO和LUMO本征谱、态密度和HOMO-LUMO能隙，发现随着$P$的增加，这些范畴具有一些极限性质。我们进一步研究了平均随时间的概率的属性，以找到每个单体的载体。我们引入每个单体的加权平均频率和整个聚合物的总加权平均频率，作为整体转移频率含量的度量。我们研究纯平均转移率。通过适当的序列选择，这些速率可以增加许多数量级。通常，均聚物显示出最有效的电荷转移。最后，我们比较了纯平均传输速率与实验传输速率通过时间分辨光谱。
2018-08-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
An integral equation approach to effective interactions between polymers in solution
我们使用的线程模型的线性链的相互作用单体，和“聚合物参考相互作用网站模型”（PRISM）形式主义，以确定单体-单体对关联函数$h_{mm}(r)$稀释和半稀释的聚合物溶液，在一个范围内的温度从非常高（其中链的行为作为自我避免散步）低于$θ$温度，其中相分离套。一个反演程序，基于HNC积分方程，用于提取不同链上的“平均”单体之间的有效对势。$h_{mm}(r)$、$h_{cc}(r)$ [聚合物质量中心（c.m.）之间的成对关联函数]、然后使用分子内形状因子测定$h_{cc}(r)$，随后提取有效c.m.- C.M.对电位$v_{cc}(r)$通过类似的反演程序。$v_{cc}(r)$取决于温度和聚合物浓度，预测的变化与最近的模拟数据是合理的协议，除了在非常高的温度，并低于$θ$温度。
2003-12-16 cond-mat.soft
Driven translocation of a polymer: role of pore friction and crowding
通过考虑单体-孔摩擦以及在膜的{ \it反式}侧上单体的“拥挤”来研究大分子通过纳米孔的力驱动的移位，所述单体的“拥挤”抵消了作用于孔中的驱动力。推导并数值求解了易位动力学的控制微分代数方程组。对该溶液的分析表明，单体在反式侧的拥挤几乎不影响动力学，但单体-孔摩擦可以大大减缓移位过程。此外，移位指数$α$的移位时间对链长的标度律，$τ\propto N^α$，变得更小时，单体孔摩擦系数增加。这对于相对较强的力是最明显的。我们的研究结果可以解释各种各样的$α$值，发现在实验和计算机模拟。
2014-10-03 cond-mat.soft
Projection of strong coupling interaction with thermal bath in a polymer
我们调查的随机聚合物图片的修改，通过系统和外部环境之间的边界的转变。一个传统的珠和弹簧模型作为粗粒化模型给出的朗之万方程的所有单体受到白噪声。然而，随机运动，只有一个标记的单体被观察到发生在有色噪声的存在下。观察中的质的变化是由观察者决定的边界移动引起的。朗之万动力学分析解释的有色噪声的出现的聚合物的弹性力，导致额外的热量在标记的单体观察。区别于基于尺度分离的粗粒化，根据涨落定理和随机聚合物热力学，还讨论了可比内部自由度的投影。
2021-06-24 cond-mat.soft
Simulating flexible polymers in a potential of randomly distributed hard disks
我们进行平衡的计算机模拟的二维钉扎柔性聚合物暴露在一个淬火无序潜力组成的硬盘。我们特别感兴趣的是高密度的无序状态，在这种状态下，腔和通道等细微结构起着核心作用。我们应用了Garel和Orland [J. Phys. A 23，L 621（1990）]提出的非晶格生长算法，其中通过逐个单体地生长每个聚合物来并行构造聚合物的分布。此外，我们使用了多重蒙特卡罗方法，以交叉检查的增长算法的结果。我们测量端到端分布和切线-切线相关性。我们还研究了均方端到端距离的标度行为依赖于单体数。虽然在低密度的情况下的潜力的影响仅仅是边缘的，它占主导地位的高密度的聚合物的构型性质。
2012-05-18 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
End-monomer dynamics in semiflexible polymers
在文献中的实验争议的刺激下，我们研究了半柔性聚合物的末端单体动力学通过布朗流体动力学模拟和动态平均场论。在过去几年中，对双链DNA扩散过程中末端单体动力学的精确实验观察给出了相互矛盾的结果：一项研究表明，在中间时间，均方位移（MSD）r^2（t）~ t^（1/2）出现了意想不到的Rouse样标度，对应于长度尺度大于持续长度但小于螺旋尺寸的波动;另一项研究声称，在相同的时间范围内，更传统的齐姆标度r^2（t）~ t^（2/3）。我们发现了一个新的中间动力学区域，其中末端单体MSD的有效局部指数alpha（t）= d log r^2（t）/ d log t，对于足够长的链，下降到Zimm值2/3以下。与Zimm预测的偏差随着链长的增加而增加，尽管它没有达到1/2的Rouse极限。这种中间状态的定性特征，特别是α（t）随链和持久性长度的变化，可以通过启发式缩放参数来再现。异常低的值的有效指数α的解释流体动力学效应有关的缓慢交叉的长度尺度上的动态小于持久性长度的动态更大的长度尺度。
2009-06-20 cond-mat.soft
Locally tuned hydrodynamics of active polymer chains
本研究通过介观模拟探究活性聚合物链的流体动力学特性，发现刚性链中活性单体位置影响极小，头部活性单体使主链伸直、尾部导致蜷缩，且可通过局部反作用力调谐流场，其流场受链内力传播强烈影响。
2025-08-26 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Random, blocky and alternating ordering in supramolecular polymers of chemically bidisperse monomers
作为理解分子或化学多分散性在自组装中的作用的第一步，我们提出了一个粗粒度的模型，该模型描述了在含有两个自组装物种的溶液中自发形成的准线性聚合物。我们的理论框架是基于一个两个组件的自组装伊辛模型，其中的双分散性参数化的结合自由能的强度，取决于参与配对相互作用的单体物种。取决于所涉及的结合自由能的相对值，形成包括两种组分的组装体的不同形态，表现出顺磁性、铁磁性或反铁磁性类顺序，即，组件中两种组分的随机、块状或交替排序。分析模型的情况下，铁磁有序，这是最实际的兴趣，我们发现，从最小的组装条件的过渡到那些特征在于强聚合可以描述的临界浓度，取决于两个物种的浓度比。有趣的是，组装体中单体的分布与原始分布不同，即，加入系统的两种组分的浓度比。具有较小结合自由能的单体在短组装体中更丰富，并且具有较大结合亲和力的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集成单独的超分子聚合物物种，并且在该意义上相分离。我们发现强烈的偏离预期的增长规律的超分子聚合物，即使是适度的第二个组件，只要它是化学上足够不同的主要。
2012-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Magnetic Susceptibility Due to Disorder-Induced Neutral Solitons in Interacting Polymer Chains
研究了聚合物材料中由无序引起的中性孤子的磁响应。我们占链间的相互作用，如果足够强，导致键序相，其中的中性孤子绑定成对。我们分析计算相应的对大小分布。由于孤子的自旋具有依赖于距离的反铁磁耦合，这使得我们能够计算有序相的磁化率。在低温下，结果偏离了通常的居里行为，其方式取决于无序和链间相互作用的相对强度。我们比较我们的结果所观察到的磁化率的反式聚乙炔，我们建议新的实验延伸到较低的温度。
1999-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer ejection from strong spherical confinement
我们研究了一个最初强烈限制的灵活的聚合物从一个球形衣壳通过纳米级孔喷射。我们使用分子动力学的空前高的初始单体密度。我们表明，一个单独的单体喷射的时间与喷射单体的数量呈指数增长。通过测量在孔的力，我们表明这种依赖性是一个后果的聚合物的过剩自由能，由于限制增长指数与最初的衣壳内的单体的数量。这种增长与Flory-Huggins理论中大浓度下混合能的发散密切相关。我们表明，驱动喷射的衣壳内的压力占主导地位的过程，其特征在于由喷射时间与不同聚合物的长度线性增长。等待时间曲线将表明，由计算机模拟得到的聚合物的超线性依赖性是由于聚合物的尾部最终从衣壳上缩回而产生的有限尺寸效应。
2015-12-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
On the Adsorption of Two-State Polymers
蒙特卡罗（MC）模拟产生的证据表明，退火的共聚物，将两个相互转化的单体，P和H，吸附作为均聚物与每个单体，$ε_{eff}$，这取决于在本体和表面的PH平衡常数的有效吸附能。交叉指数$Φ,$未修改。MC结果的整体PH值比，在表面上的PH值比，并在散装，以及吸附的单体的数量与此假设和理论推导的$ε_{eff}$在定量协议。证据表明，表面电位的形式不影响$Φ$，但影响pH平衡。
2008-07-19 cond-mat.soft
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 confinement free energies of non-ideal branched polymers and ideal unbranched polymers are the same
我们使用降维的方法表明，排除体积相互作用限制在两个平板之间的支化聚合物，在热力学极限，限制自由能和密度分布是相同的理想的线性聚合物具有相同数量的单体和相同的单体板相互作用潜力。由于支化引起的冷凝被由于排除的体积相互作用引起的溶胀精确地补偿。
2008-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random, blocky and alternating ordering in supramolecular polymers of chemically bidisperse monomers
作为理解分子或化学多分散性在自组装中的作用的第一步，我们提出了一个粗粒度的模型，该模型描述了在含有两个自组装物种的溶液中自发形成的准线性聚合物。我们的理论框架是基于一个两个组件的自组装伊辛模型，其中的双分散性参数化的结合自由能的强度，取决于参与配对相互作用的单体物种。取决于所涉及的结合自由能的相对值，形成包括两种组分的组装体的不同形态，表现出顺磁性、铁磁性或反铁磁性类顺序，即，组件中两种组分的随机、块状或交替排序。分析模型的情况下，铁磁有序，这是最实际的兴趣，我们发现，从最小的组装条件的过渡到那些特征在于强聚合可以描述的临界浓度，取决于两个物种的浓度比。有趣的是，组装体中单体的分布与原始分布不同，即，加入系统的两种组分的浓度比。具有较小结合自由能的单体在短组装体中更丰富，并且具有较大结合亲和力的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集成单独的超分子聚合物物种，并且在该意义上相分离。我们发现强烈的偏离预期的增长规律的超分子聚合物，即使是适度的第二个组件，只要它是化学上足够不同的主要。
2012-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Free Energy Evaluation in Polymer Translocation via Jarzynski Equality
我们执行，与云计算资源的帮助下，广泛的Langevin模拟提供无偏三维聚合物易位的自由能估计。我们采用Jarzynski等式在其严格的设置，计算在单个单体易位事件的自由能的变化。在我们的三维Langevin模拟中，珠（单体和膜原子）之间的排斥体积和范德华相互作用通过排斥的Lennard-Jones（LJ）势建模，连续的单体受到非线性弹性（FENE）势。分析具有不同长度的聚合物的数据，自由能分布被指出具有有趣的有限尺寸标度特性。
2014-04-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulating wet active polymers by multiparticle collision dynamics
嵌入流体中的活性布朗聚合物的构象和动力学性质取决于驱动机制的性质，例如，单体的自推进或外部驱动。在多粒子碰撞动力学（MPC）流体中的自推进和驱动的主动布朗聚合物的实现，捕捉两个驱动机制之间的显着差异。自推进单体的主动力自由性质需要MPC模拟方案的调整，其流和碰撞步骤，其中单体自推进速度必须在碰撞步骤中省略。MPC模拟结果的活性聚合物在稀溶液中的布朗动力学模拟结果占流体力学通过Rotne-Prager-Yamakawa张量的比较确认的实施的适用性。用静态和动态结构因子分析了聚合物的构象和动力学性质，讨论了动态结构因子随波数和时间的标度行为。动态结构因子显示各种活动引起的时间制度，取决于所考虑的波数，这反映了持续的扩散运动的整个聚合物在小的波数，和活动增强的内部动态在大波数。得到的模拟结果与理论预测进行了比较。
2022-01-21 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Giant Casimir non-equilibrium forces drive coil to globule transition in polymers
我们开发了一个理论来探讨非平衡波动引起的力的效果上的聚合物的大小限制在两个水平的导热板受到恒定的温度梯度，$\nabla T$。我们假设（a）溶剂是好的，（b）板之间的距离是大的，使得在没有热梯度的情况下，聚合物是线圈，其尺寸与单体的数量成比例，如$N^ν$和$ν\approx 0.6$。我们预测，以上的临界温度梯度，$\nabla T_c \sim N^{-\frac{5}{4}}$，有利的吸引单体-单体的相互作用，由于巨大的卡西米尔力（GCF）克服了链构象熵，导致在一个线圈球转变。长程GCF诱导的单体之间的相互作用，所产生的非平衡稳态的热波动，取决于流体的热力学性质。我们的预测可以验证使用光散射实验与聚合物，如聚苯乙烯或聚异戊二烯在有机溶剂（新戊烷），其中GCF是有吸引力的。
2017-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale approach to equilibrating model polymer melts
我们提出了一个有效的和简单的多尺度方法平衡Kremer Grest模型的聚合物熔体的刚度变化。在我们的方法中，我们逐步平衡熔体结构以上的管规模，管内，最后在单体规模。我们利用设计为在每个尺度上计算有效的模型。通过蒙特卡罗模拟退火的晶格聚合物模型的熔体结构中的密度波动以上的管规模最小化。随后的熔体结构低于管规模的平衡，通过劳斯动力学的力帽Kremer-Grest模型，允许链部分相互渗透。最后引入Kremer-Grest力场来冻结拓扑状态并强制正确的单体堆积。我们生成了用于不同链刚度的$10.000$珠的$500$链的$15$熔体以及具有$15.000$单体的$1.000$链的许多熔体。为了验证平衡过程，我们研究了单体，介观和宏观尺度下的体积，集体和单链观测量的时间演化。将本方法扩展到更长的、支化的或多分散的链和/或更大的系统尺寸是直接的。
2016-06-02 cond-mat.soft
Orientation Correlation in Simplified Models of Polymer Melts
我们在一个简单的通用珠-弹簧模型中研究了完全柔性聚合物熔体体系中的相互局部链序。排除体积的相互作用与连接导致的局部排序的影响，这是独立的链长之间的25和700单体，即在劳斯以及在爬行制度。这些有序现象延伸到约3至4个单体尺寸的距离，然后衰减到零。
1998-08-24 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in periodically deformed polymer glasses
采用分子动力学模拟研究了在空间均匀、时间周期性剪切变形下模型聚合物玻璃的结构弛豫动力学。我们研究了玻璃化转变温度以下短链聚合物的粗粒珠弹簧模型。结果发现，在小的应变振幅，链段动力学是几乎可逆的约$10^4$周期，而在应变振幅超过百分之几，聚合物链成为完全放松后，一百个周期。在临界应变振幅，从慢到快的弛豫动力学的过渡与最大数量的动态相关的单体所示的动态磁化率的峰值。单个单体的轨迹分析表明，移动单体往往会帮助他们的邻居成为移动和聚集成相对紧凑的瞬态集群。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous Polymer Dynamics Is Non-Markovian: Memory Effects and The Generalized Langevin Equation Formulation
任何关于聚合物物理学的第一门课程都教导聚合物的标记单体的动力学是有害的亚扩散，即，对于某些$α<1$，标记单体的均方位移随着$t^α$增加，直到聚合物的末端弛豫时间$τ$。超过时间$τ$，标记单体的运动变为扩散。聚合物物理学中异常动力学的经典例子是单一聚合物系统，如幻影劳斯（Phantom Rouse）、自回避劳斯（Self-avoiding Rouse）、自回避齐姆（Self-avoiding Zimm）、爬行（reptation）、通过膜中窄孔的易位（translocation through a narrow pore in a membrane）和多聚合物系统，如聚合物熔体。在这篇教学论文中，我报告说，所有这些情况下的聚合物系统的异常动力学的特点是强大的幂律记忆内核内的{ \it统一}广义朗之万方程（GLE）计划，因此，是非马尔可夫。幂律记忆核的指数与聚合物对局部应变的弛豫响应有关，并且来自聚合物的平衡统计物理。在这些系统中的聚合物的标记的单体的异常动力学，然后通过波动耗散定理（FDT）从幂律记忆内核的GLE再现。使用这个GLE制定我进一步表明，这些聚合物系统上的（弱）施加的字段所造成的漂移的特性也得到了相应的内存内核。
2010-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A finite excluded volume bond-fluctuation model: Static properties of dense polymer melts revisited
经典的键涨落模型（BFM）是一种有效的格子蒙特卡罗算法，用于粗粒聚合物链，其中每个单体仅占据一定数量的晶格位置。在本文中，我们提出了一个推广的BFM，我们放松这一约束，并允许重叠的单体受到有限的能量惩罚$\overlap$。这样做是为了系统地改变溶液的无量纲压缩率$g$，以研究在恒定的总单体密度下，致密聚合物熔体中的密度波动对各种静态性质的影响。压缩性直接从静态结构因子的低波矢极限得到。我们认为，例如，由$s$单体沿链隔开的两个键的链内键-键关联函数$P(s)$。它表明，排除体积相互作用从来没有完全筛选非常长的链。如果探测到小于热团尺寸的距离（$s \ll g$），则根据经典的Fixman膨胀，链溶胀，其中，例如，$P(s) \sim g^{-1}s^{-1/2}$。更重要的是，聚合物在更大的距离（$s \gg g$）上的行为就像不可压缩的团块与$P(s) \si m g^0s^{-3/2}$的溶胀链。
2009-08-11 cond-mat.soft
Statistics of Quenched Defects Containing Semi-Flexible Polymer Chain: Exact Results (II)
本文用完全定向自回避行走格子模型讨论了二维和三维含缺陷半柔性均聚物链的热力学性质。缺陷沿着一条线定位，并且这些缺陷不与半柔性聚合物链的单体处于热平衡; e.我们考虑在本手稿中有缺陷的半柔性聚合物链的情况，用于淬灭缺陷的情况。N个单体半柔性高分子长链的构象上存在m个缺陷，精确计算了N个单体自回避半柔性高分子长链的缺陷构象的Q个实现数，从而导出了有限长（i）的缺陷半柔性高分子链的自由能的精确表达式. e.利用巨正则系综理论，在热力学极限下，得到了缺陷自回避半柔性高分子链的配分函数的精确表达式.本文所描述的方法可以很容易地推广到各向同性/定向行走晶格模型的缺陷聚合物链的另一种情况。
2020-03-29 cond-mat.soft
Solvent-Dependent Critical Properties of Polymer Adsorption
先进的链增长计算机模拟方法已被用于系统的统计分析的临界行为的聚合物吸附在基板上。我们使用有限尺寸标度技术来研究临界指数、临界温度和相图结构对溶剂质量的依赖性。我们的研究涵盖了所有溶剂的影响，从超自避免步行的限制，其特征在于有效的单体-单体排斥，以不良的溶剂条件，使紧凑的聚合物结构的形成。结果显着受益于考虑到校正缩放。
2017-05-07 cond-mat.soft
