Self-induced hydrodynamic coil-stretch transition of active polymers
我们分析了活性聚合物模型的构象动力学和统计性质。该聚合物被描述为一个自由连接的珠棒链受到随机的主动力偶极子，作用于悬浮溶剂，在那里他们驱动长距离的流体流动。使用朗之万模拟孤立链在无限制的域，我们展示了如何耦合的活动流与聚合物构象导致紧急动态。具有可收缩偶极的系统的行为类似于由于偶极流而具有增强的波动的被动布朗链。然而，在具有可扩展偶极子的系统中，我们的模拟揭示了一个活跃的线圈拉伸过渡，从而聚合物自发地展开并在其自身的自诱导流体动力学流动中伸展，并且我们表征了这种过渡的无量纲活动参数比较活跃的偶极力热波动。我们讨论了我们的研究结果的背景下，经典的被动聚合物在拉伸流动的线圈拉伸过渡，并补充我们的模拟与一个简单的动力学模型的活性三聚体。
2022-01-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Effect of internal friction on the coil-stretch transition in turbulent flows
当Weissenberg数（即流体的李雅普诺夫指数与聚合物的弛豫时间的乘积）超过临界值时，湍流中的聚合物经历螺旋拉伸转变。通过对均匀各向同性不可压缩湍流中弹性哑铃模型的布朗动力学模拟和对随机速度梯度的解析计算，研究了内摩擦对转捩的影响。通过调整Alzovsky等人的大偏差理论[Phys. Rev. Lett.，2000，84，4765]的弹性哑铃。在湍流中，聚合物延伸概率分布的一个显着特征是其大于平衡长度且小于轮廓长度的延伸呈幂律行为。结果表明，虽然内部摩擦不修改临界Weissenberg数的线圈拉伸过渡，它使斜率的概率分布陡峭，从而使过渡尖锐。因此，内摩擦提供了一个可能的解释，在实验中观察到的大韦森伯格数的聚合物延伸的分布的陡峭度。
2020-11-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coil-stretch-like transition of elastic sheets in extensional flows
众所周知，溶解在流体中并暴露于拉伸流的长线性聚合物的构象表现出“卷曲-拉伸”转变，这对于足够长的链可以导致双稳态。目前的工作报告计算表明，一个类似的“紧凑拉伸”的过渡出现在一个薄的弹性片的动态。名义上的圆形，正方形或矩形形状的片材在平面和双轴流中使用有限元方法的片材构象和流体流动的正则化Stokeslet方法进行模拟。如果一个新胡克本构模型是用于片材弹性，片材将拉伸无约束的临界延伸率，其特征在于无量纲的毛细管数，一旦超过。用Yeoh模型表示的非线性弹性阻止了拉伸，一旦超过临界毛细管数，就会导致高度拉伸的稳定状态。对于所有的形状，在平面和双轴拉伸，存在一个参数制度，其中弱拉伸（紧凑）和强拉伸状态，可以发现，这取决于初始条件。即，该参数状态显示双稳态。在长链聚合物的情况下，这种行为产生于远距离元素之间的流体动力学相互作用的片材，并消失，如果这些相互作用是人为屏蔽使用布林克曼模型的流体运动。虽然片材可以暂时显示褶皱形状，但平面和双轴延伸中的所有最终形状都是平面的。
2020-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The helix--coil transition on the worm--like chain
我提出了一个标准的蠕虫状链模型的变化，占内部序参量（螺旋/线圈）领域的聚合物链。这种内部序参量场通过局部修改链的持久长度来影响聚合物构象统计。使用这个模型，我预测的α-螺旋结构域的蛋白质的弯曲和拉伸响应。特别是，我表明，α-螺旋蛋白质结构域将在施加扭矩下屈曲。这种高度非线性的弹性行为可能是重要的生化途径的变构控制的理解。
2004-01-30 cond-mat.soft
Reversible stretching of homopolymers and random heteropolymers
我们分析了链状分子对拉伸的平衡响应。对于一个均匀的单体序列，诱导的过渡从紧凑的小球延伸线圈低于$θ$ -温度预计是尖锐的。然而，对于随机序列，过渡可能是平滑的项链状结构的流行，其中球状区域和线圈区域共存于一个单一的链。正如我们在无规共聚物的上下文中所示，一种单体类型的优先溶剂化使这种结构稳定。拉伸力的范围内，项链是稳定的是敏感的链长度以及序列统计。
2001-07-17 cond-mat.soft q-bio
Polymer stretching in laminar and random flows: entropic characterization
本文利用非平衡统计力学，通过研究层流和随机速度场中聚合物分数拉伸的微分熵，扩展了对线团-拉伸转变的熵特性表征，证明熵是捕捉该转变的有效工具。
2023-05-23 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Extreme value statistics of work done in stretching a polymer in a gradient flow
我们分析了由梯度流拉伸非线性聚合物所产生的工作的统计。我们得到的大偏差函数（LDF）的工作在适当的参数范围内，通过结合分析和数值工具。LDF显示出两个不同的渐近线：“近尾”是线性的工作，并占主导地位的卷曲的聚合物配置，而“远尾”是二次的工作，并对应于优先充分拉伸的聚合物。我们发现了几个奇异弹性势的功的极值统计，以及线圈拉伸转变附近的平均功和色散。色散在过渡区有一个最大值。
2015-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Direct observation of DNA dynamics in semi-dilute solutions in extensional flow
半稀释聚合物溶液的动态行为受溶剂质量、浓度、分子量和流动类型之间的相互作用控制。半稀溶液的特征在于浓度的大波动，其中聚合物线圈相互渗透，但在平衡时可能不会拓扑缠结。在非平衡流动中，通常认为聚合物链可以在半稀释溶液中自缠结，从而导致在平衡时名义上未缠结的溶液中的缠结。尽管最近取得了进展，但我们仍然缺乏对这些动力学的完整分子水平的理解。在这项工作中，我们使用单分子技术来研究DNA在平面拉伸流中的半稀释溶液的动力学，包括高拉伸的聚合物松弛，阶跃应变实验中的瞬态拉伸动力学，以及流动中的稳态拉伸。我们的研究结果是一致的幂律缩放的最长的聚合物在半稀溶液中的弛豫时间，揭示了一个有效的排除体积指数$ν$ = 0.56。我们进一步研究了拉伸流动中的非平衡拉伸动力学，结果表明，在中等韦森伯格数和温和的线圈到拉伸过渡在半稀溶液中的稀释溶液相比，在瞬态聚合物拉伸减少。有趣的是，一组独特的分子构象在瞬态拉伸过程中的单一聚合物在半稀溶液中观察到，这表明瞬态拉伸途径的聚合物链在半稀溶液中是定性不同的稀溶液由于分子间的相互作用。总之，这项工作提供了一个分子框架，了解非平衡拉伸动力学的半稀溶液在强流。
2016-12-02 cond-mat.soft
Stretching Semiflexible Polymer Chains: Evidence for the Importance of Excluded Volume Effects from Monte Carlo Simulation
在稀溶液中的半柔性大分子在非常好的溶剂条件下进行建模的简单立方晶格（$d=3$尺寸）和正方形晶格（$d=2$尺寸），改变链刚度的能量罚$ε_b$链弯曲的自避免行走。在不存在排除体积相互作用的情况下，聚合物的持久长度$\ell_p$将简单地为具有$q_b= \exp(-ε_b/k_BT)$的$\ell_p=\ell_b(2d-2)^{-1}q_b^{-1}$，键长$\ell_b$是晶格间距，并且$k_BT$是热能。使用应用修剪富集Rosenbluth方法（PERM）的Monte Carlo模拟，$q_b$和链长$N$在宽范围（$(0.005 \leq q_b \leq 1, \; N \leq 50000$）内变化，并且还将拉伸力$f$施加到一个链端（将另一端固定在原点）。在不存在该力的情况下，在$d=2$中，从棒状行为（对于小于$\ell_p$的轮廓长度）到膨胀线圈发生单交叉，从而使Kratky-Porod模型无效，而在$d=3$中，发生双交叉，从棒状到高斯线圈（如Kratky-Porod模型所暗示的），然后到由于排除的体积相互作用而膨胀的线圈。如果施加拉伸力，排除体积相互作用的事项的力与延伸的关系，而不考虑链刚度在$d=2$，而基于Kratky-Porod模型的理论被发现工作在$d=3$的刚性链在中间政权的链延伸。虽然$q_b \ll 1$在这个模型中的持久性长度可以估计从键取向…
2011-12-15 cond-mat.soft
On the Helix-Coil transition in grafted chains
通过接枝到表面来修改螺旋-卷曲过渡。研究了能够形成$α$ -螺旋的短肽的这种修饰。涉及三个因素：（i）接枝可以引起螺旋结构域的边界自由能的变化;（ii）螺旋之间的范德华吸引力;（iii）拥挤引起的卷曲拉伸。结果，螺旋-卷曲过渡获得了“全有或全无”的特性。此外，随着接枝密度的增加，转变温度升高并且转变本身尖锐。
1999-11-12 cond-mat.soft q-bio.BM
Glass-like dynamics of the strain-induced coil/helix transition on a permanent polymer network
我们研究了应力响应的步骤应变的共价键合的明胶凝胶在温度范围内，三螺旋可逆交联形成是禁止的。我们观察到缓慢的应力松弛对$T$依赖的有限渐近水平。我们表明，这是分配到应变诱导线圈$\rightarrow$螺旋过渡，以前证明了S。Courty，J.L. Gornall和E.M. Terentjev（PNAS，{ \bf 102}，13453（2005））中所述的聚合物链的一部分。弛豫过程，在第一阶段，根据拉伸指数动力学，然后跨越到终端简单的指数衰减。各自的特征时间$τ_{K}$和$τ_{f}$表现出类似阿伦尼乌斯的$T$依赖性，其中相关能量$\cal E$不相容地大于异构化过程的激活势垒高度，该过程为初级线圈$\to$螺旋转化事件设定时钟。我们尝试性地将这种玻璃状的动力学减慢归因于随机弹性介质中局部基本事件产生的机械噪声引起的长程耦合。
2016-01-28 cond-mat.soft
Kinetics of the helix-coil transition
基于Zimm-Bragg模型，研究了有限速温度变化驱动下的合作螺旋-线圈跃迁。线圈到螺旋和螺旋到线圈的过渡之间存在不对称性：后者已经显示为有限的速度，并且比前者花费更短的时间。这种滞后效应已在实验中观察到，并通过量化系统在临界温度附近的稳定性来解释。有限速度冷却诱导非平衡螺旋相的相关长度大于平衡。在这个阶段，卷曲畴的特征长度和非平衡比热可以显示出对温度变化的异常响应。详细讨论了几个有关的实验结果的动力学螺旋生物聚合物。
2009-05-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Stretching Polymers in Poor and Bad Solvents: Pullout Peaks and an Unraveling Transition
利用解析理论、数值计算和Langevin动力学模拟，我们证明了在贫溶剂中高分子链的拉伸过程中存在一级解链跃迁。链条突然从“蝌蚪”或“球和链”的结构解开，变成球缩小到零大小的结构。在力的曲线中，这表现为力的不连续下降。这种转变发生在原子力显微镜实验最相关的条件下，其中延伸是自变量。我们的模拟显示出显着的滞后，以及许多与小部分的链拔出局部峰值。
2003-07-09 cond-mat.soft
How hydrodynamic interactions alter polymer stretching in turbulence
IITB-Monash Research Academy, Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院-蒙纳士大学联合研究院）；Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院）；Monash University（蒙纳士大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
研究流体动力学相互作用在湍流中对聚合物拉伸的影响，发现HI影响聚合物伸展过渡和伸展分布，且对伸展状态迁移有延迟作用，强调了在聚合物溶液模拟中引入伸展依赖性拖力的重要性。
2026-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Transition between globule and stretch states of a self-attracting chain in the repulsive active particle bath
在实验中，通常通过调节pH、温度、单分子力或剪切场来操纵生物大分子的折叠和去折叠。在这里，我们进行布朗动力学模拟，探索一个单一的自吸引链的行为在悬浮的自推进粒子（SPPs）。随着推进力的增加，由于来自表面等离子体的扰动增强，链发生了球拉伸（G-S）转变。两种不同的机制的过渡在低和高旋转扩散速率的SPP的限制已被观察到：剪切效应在低速率和碰撞诱导熔化在高速率。G-S和S-G（拉伸球）曲线在低速率下形成滞后环，而在高速率下它们合并。此外，我们还发现了两种相互竞争的效应导致了低速率下G-S跃迁对SPP密度的非单调依赖性。我们的研究结果提出了一种替代方法来操纵折叠和展开的（生物）聚合物，通过利用活性剂。
2018-05-31 cond-mat.soft
Interfaces in partly compatible polymer mixtures: A Monte Carlo simulation approach
讨论了对称高分子混合物（AB）共存相界面附近的高分子线团结构，以及吸附在界面上的相同链长N的对称二嵌段共聚物的结构。利用大规模并行计算机（CRAY T3D）对简单立方晶格上的键涨落模型进行了蒙特卡罗模拟。虽然在强偏析极限的均聚物线圈平行于界面取向，二嵌段形成"哑铃“垂直于界面取向。然而，在稀的情况下（“蘑菇状结构”而不是“刷状结构”），二嵌段仅被弱拉伸。得到了单体在聚合物链端和中心的分布函数，并与自洽场论作了比较。
1997-06-27 cond-mat.soft
Dynamical Slowdown of Polymers in Laminar and Random Flows
从理论和数值计算两方面研究了外流对单个聚合物弛豫动力学的影响。我们发现，一个显着的动力学减速发生在附近的线圈拉伸过渡，特别是当依赖于聚合物构象的阻力占。对于拉伸流动，弛豫时间远远大于Zimm弛豫时间，导致观察到构象滞后。对于随机光滑流动，不存在滞后现象。然而，松弛动力学显着放缓，因为各种各样的可访问的聚合物配置。这些结果的影响，在湍流中的稀聚合物溶液的建模处理。
2006-09-22 cond-mat.soft nlin.CD
Molecular dynamics simulations of single-component bottle-brush polymers with a flexible backbone under poor solvent conditions
采用分子动力学模拟方法研究了一种具有完全柔性主链的单组分瓶刷聚合物在不良溶剂条件下的构象，该方法采用粗粒珠-弹簧模型，侧链最多为N=40个有效单体.通过改变溶剂质量和接枝密度$σ$，侧链接枝到柔性骨架上，我们研究了高达$N_b=100$的骨架长度从刷/线圈制度到致密塌陷状态的交叉。在较低的温度下，其中观察到具有恒定单体密度的塌缩链，上述参数的选择不起任何作用，并且是单体的总数限定了链的尺寸。此外，与具有较低侧链长度的链相比，具有较长侧链的瓶刷聚合物具有更高的球形对称性，这与人们可以直观地预期的相反，因为侧链的拉伸不如其长度的增加重要。在较高的温度下，总是低于θ（$Θ$）温度，观察到类似于单个聚合物链的线圈状构型，或类似于具有刚性主链的均匀圆柱形瓶刷聚合物的刷状构型，这取决于特定参数$N$和$σ$的选择。在折叠状态（小球）和线圈/刷制度之间的交叉制度的acylindricity增加，而对于这个范围之外的温度，瓶刷聚合物保持高度圆柱对称的所有构型状态。
2013-06-04 cond-mat.soft
Elongation/Compaction of Giant DNA Caused by Depletion Interaction with a Flexible Polymer
用单DNA观察法研究了柔性聚合物PEG对巨DNA结构的影响。在稀释的DNA条件下，单个DNA通过离散的螺旋-小球转变呈现紧凑状态，而在浓缩溶液中，DNA分子通过宏观相分离表现出延伸的构象。DNA拉伸状态的长轴长度比紧凑状态的长轴长度大约1000倍。相分离在高DNA浓度发生在较低的PEG浓度比在低DNA浓度的压实。这些相反的变化在DNA分子的构象解释的自由能，包括耗尽相互作用。
2005-09-29 cond-mat.soft
Process Time Distribution of Driven Polymer Transport
我们讨论的时间分布的动态过程中驱动聚合物运输固有的柔性链由于随机张力传播。这种随机性来源于聚合物线团初始构型的无序性，导致张力传播路径的随机性。我们考虑的过程时间时，易位发生在一个固定的孔，当拉伸发生通过拉动链端。一个缩放参数的平均值和标准偏差的过程时间提供使用随机传播的两相图片。发现这两种情况有显著的不同。的易位的过程时间分布表现出大量的蔓延，即使在长链的限制，不同的是，发现的聚合物拉伸的动力学。此外，在驱动易位的过程时间分布示出具有特征的不对称形状。
2012-04-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mechanical unfolding of a homopolymer globule studied by self-consistent field modelling
我们目前的结果的数值自洽场（SCF）计算的平衡机械展开的小球形成的一个单一的灵活的聚合物链崩溃在不良溶剂。根据早期的标度理论和随机动力学模拟结果，我们已经确定了三种伸展变形机制：（i）线性响应状态，其特征在于弱伸长的（ii）蝌蚪结构，在变形的中间范围，具有与拉伸的“尾巴”共存的球形“头”，和（iii）在强延伸处均匀拉伸的链。从蝌蚪的构象过渡到拉伸链是伴随着一个突然展开的耗尽球状头和相应的跳跃式下降链内张力。展开-再折叠循环在转变点附近表现出滞后回线。这三个制度的变形，以及一阶像蝌蚪和拉伸链构象之间的过渡，可以通过实验观察到的条件是，在链中的单体单元的数量是大的和/或溶剂的质量是足够差。另一方面，对于短链，在中等差的溶剂强度条件下，解折叠转变是连续的。在所施加的端到端距离增加时，延伸的小球在任何程度的变形下都保持纵向均匀的形状。在所有情况下，该系统表现出负的拉伸模量在中间范围内的变形。我们预计，预测模式的力变形曲线的聚合物分子在不良溶剂中可以观察到在单分子原子光谱实验。
2009-07-22 cond-mat.soft
Computational study of active polar polymer melts: from active reptation to activity induced local alignment
通过 Langevin 分子动力学模拟研究切向极性活性对缠结聚合物熔体的影响，发现高活性下链构象尺寸增加、出现局部键排列与非均匀链段拉伸，并诱导与分子量无关的扩散和超扩散行为，总结了不同活性下的行为状态相图。
2024-11-18 cond-mat.soft
Theoretical rheo-physics of silk: Intermolecular associations reduce the critical specific work for flow-induced crystallisation
本研究构建耦合粗粒化布朗动力学与随机缔合过程的模型，发现分子间缔合可降低蚕丝流动诱导结晶的临界比功，揭示家蚕纺丝的化学调控机制，为合成缔合聚合物的仿生加工提供参考。
2021-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Entropic Elasticity of Weakly Perturbed Polymers
考虑到不等价的固定力和固定长度的合奏在弱力制度，状态方程推导出描述的平衡扩展或压缩的一个理想的高斯聚合物链响应于施加的力，以这样的方式，计算出的未拉伸标量端到端的分离是随机线圈的大小，而不是零。从而修改了聚合物链的熵-弹簧模型，使得为了计算的目的，弹簧是有限的而不是零未拉伸长度。这些力的法律被证明是一致的观察从拉伸实验上进行的单个DNA分子，其中所测量的延伸接近非零极限的外力减少。当用来描述单链动力学，这种方法产生一个单一的指数松弛表达式的短高斯链（珠弹簧哑铃），当最初压缩或扩展放松到一个状态，具有随机线圈端部分离，与Rouse模型的结果一致。推导出一个方程，描述了一个带电的，拴在一起的链的拉伸响应到一个弱电场（可能会发生在电泳），计算不可行的传统方法。最后，熵的工作所需的表达式，使链的两端在一起，从随机线圈配置，推导出与胡克的结果。
2001-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Conformational Transition of H-shaped Branched Polymers
采用动态蒙特卡罗模拟方法，模拟了不同主链（主链）和侧链（支链）长度的H型支化聚合物的构象转变。H型聚合物与等效线性聚合物相比，表现出θ温度的降低，伴随着更小的链尺寸。我们观察到支链对骨架尺寸的影响比相反的影响更明显，这归因于分子内普遍存在的构象异质性。随着分枝长度的增加，主链以卷曲和球状状态略微伸展。然而，在崩溃前（cf。皱球）状态下，主链尺寸随分支长度的增加而减小。我们将这种非单调行为归因于在塌缩转变过程中排斥体积相互作用和链内珠-珠吸引相互作用之间的相互作用。结构分析表明，固有的构象异质性促进了具有分离的主链和分支单元的塌陷结构（类似于“三明治”或“Janus”形态）的形成，而不是由所有单元组成的均匀分布的结构。随着主干或分支长度的增加，塌陷小球的形状变得更加球形。
2013-10-15 cond-mat.soft
Blockwise friction heterogeneity redistributes stretching in a 2D Gaussian polymer under Batchelor-Kraichnan random flow
Université de Montpellier（蒙彼利埃大学）
本研究通过二维高斯Rouse链模型，发现仅分块摩擦异质性即可在Batchelor-Kraichnan随机流中重新分布聚合物变形，高摩擦块更伸展，且效应不依赖全局弛豫时间尺度。
2026-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Canonical Distribution Functions in Polymer Dynamics: I. Dilute Solutions of Flexible Polymers
准平衡或最大熵近似是为了从聚合物动力学的动力学模型导出本构方程。它示出了一般和说明的一个例子，如何从最大熵原理，如何从宏观和本构方程，以及如何这些本构方程可以实现数值正则分布函数。此外，准平衡近似的准确性的措施，提出了可以评估，而整合的本构方程。在考虑的例子中，它被证实，近似的精度增加，包括更多的宏观变量。在定常拉伸流动中，我们发现在线圈-拉伸过渡区上方需要包含更多的宏观变量，以达到与下面相同的精度。
2002-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulation of semidilute polymer solutions in planar extensional via conformationally averaged Brownian noise
浓度，流量，流体动力学相互作用（HI）和拓扑结构之间的相互作用，在强流中的半稀释聚合物动力学的特点是具有挑战性的。布朗动力学（BD）模拟是特别有价值的，作为一种方式来直接可视化分子相互作用如何出现在这些系统中;然而，BD模拟往往是计算有限的需要通过分解的扩散张量计算相关的布朗噪声。以前，我们已经介绍了一个迭代的构象平均（CA）的BD模拟绕过这些限制，通过预平均HI和布朗噪声在迭代过程中的方法。在这项工作中，我们推广的CA方法，流动的半稀释液的解决方案，通过引入一个构象依赖的扩散张量和应变依赖近似的构象平均布朗噪声。我们发现，这种方法几乎定量再现了瞬态和稳态聚合物动力学和流变学，同时实现了一个数量级的计算加速。然后，我们利用CA方法来研究在平面拉伸流动的聚合物动力学的浓度和流速依赖性。我们的研究结果与以前的实验和模拟研究是一致的，并提供了一个详细的查看广泛的构象分布在semidilute制度。我们观察到在稳态下拉伸和卷曲状态之间的相互转换，我们推测这是由于浓度对构象依赖的聚合物阻力的影响而发生的。此外，我们观察到瞬时流动诱导的分子间钩在启动的流动，导致不同的和独特的拉伸途径。
2019-07-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Beyond the Static Kuhn Length: Conformational Substructures and Relaxation Dynamics in Flexible Chains
Universidade do Minho（米尼奥大学）
通过原子模拟揭示柔性链中构象亚结构与弛豫动力学，重新定义统计片段与熵弹簧的最小尺寸。
2026-01-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fracture and fatigue of entangled and unentangled polymer networks
聚合物链的缠结在弹性体、凝胶和生物组织中普遍存在。虽然链缠结对聚合物网络的弹性和粘弹性的影响已经被深入研究，但链缠结如何影响聚合物网络的断裂和疲劳仍然是一个谜。本文以聚丙烯酰胺水凝胶为模型材料，系统地比较了不同链缠结度的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值。我们发现未缠结的聚合物网络的断裂韧性和疲劳阈值几乎相同，尽管未缠结的聚合物网络仍然包含包括拓扑缺陷的非理想特征（即，悬挂链和环状环）和结构异质性（即，不均匀的链长和不均匀的官能度）。相比之下，缠结聚合物网络的断裂韧性可以比其疲劳阈值高十倍以上（高达16倍），这表明由于链缠结而显著的韧性增强。与传统的聚合物网络的体耗散增韧不同，链缠结增韧需要低的应力-拉伸滞后（<10%）。我们归因于一种新的耗散机制，在缠结聚合物网络的韧性增强，近裂纹耗散，这可能是由拔出链和离域损伤的链周围的裂纹尖端。
2021-12-23 cond-mat.soft
Compression of a confined semiflexible polymer under direct and oscillating fields
本文通过粗粒化模拟研究受限半柔性高分子在直流场与振荡场下的压缩行为，揭示强限制、最佳频率交变场及弯曲刚度对场致塌缩和纽结形成的关键作用。
2022-04-11 cond-mat.soft
Dragging a polymer chain into a nanotube and subsequent release
我们提出了一个标度理论和Monte Carlo（MC）模拟结果的柔性聚合物链缓慢拖动一端进入纳米管。我们还描述了当完全限制的链被释放并逐渐离开管时的情况。采用有偏链增长算法--剪枝-富集Rosenbluth方法对自回避格点模型进行了MC模拟。纳米管是一端开口的长通道，其直径$D$远小于溶液中聚合物线圈的尺寸。我们分析了以下特性作为管内链末端位置$x$的函数：限制的自由能，平均端到端距离，被囚禁的单体的平均数量，以及对于$D$的各种值和链中单体的数量，$N$的限制部分的链的平均拉伸。我们表明，当链端被拖到管中的一定的临界距离$x^*$，聚合物进行一阶相变，从而剩余的自由尾部突然吸入管。这是伴随着跳跃的平均大小，被囚禁的片段的数量，并在平均拉伸参数。临界距离的尺度为$x^*\sim ND^{1-1/ν}$。当大约3/4的链条单元被拖进管中时，发生过渡。提出的理论是基于构建的朗道自由能作为一个功能的序参量，提供了一个完整的描述平衡和亚稳态。我们认为，如果被困的链被释放与所有单体允许波动，反向过程中，链离开禁闭顺利发生，没有任何跳跃。最后，我们应用该理论估算了纳米管中处于亚稳态的DNA的寿命。
2008-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
