Breaking the Reptation Trap: Escape Dynamics of Semi-Flexible Polymers in Crowded Networks
本研究打破经典爬行理论认知,发现半柔性聚合物被困于短寿命动力学笼中,提出转动扩散新标度律并量化缠结,为拥挤系统宏观行为研究提供新原理。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Surface effects in the crystallization process of elastic flexible polymers
通过多正则蒙特卡罗模拟研究了具有弹性键的柔性均聚物的液-固转变的热力学性质,发现了类似于Lennard-Jones团簇基态结构的晶体构象.这使我们能够建立一个结构分类方案的有限长度的柔性聚合物和他们的冻结机制类似于原子团簇的形成。具有“魔长”的聚合物晶体是完全二十面体的。
2010-02-10 cond-mat.soft
Generalized entropy theory of glass-formation in fully flexible polymer melts
广义熵理论(GET)为分子参数如何影响聚合物玻璃形成提供了许多见解。考虑到链刚性在理解聚合物材料的玻璃化形成过程中通常起着关键作用的事实,GET最初是基于半柔性链模型开发的。因此,GET中的所有先前计算都考虑了具有一定程度链刚性的聚合物。基于完全柔性聚合物熔体热力学和动力学性质对内聚相互作用强度($ε$)的依赖性的计算机模拟结果,本文采用GET方法研究了$ε$对弯曲刚度消失的聚合物熔体模型中玻璃形成的影响,即,全柔性聚合物熔体。与模拟结果一致,完全柔性的聚合物熔体的GET预测,基本的无量纲热力学性质(如热膨胀系数和等温压缩率)是由$ε$标度的温度在低压制度的通用功能。对于完全柔性的聚合物熔体,在GET中的构型熵密度也发现了类似的标度行为。此外,我们发现,玻璃形成的特征温度线性增加与$ε$和脆性是独立的$ε$在完全灵活的聚合物熔体,预测再次与模拟的玻璃形成聚合物熔体组成的完全灵活的链。除了在模拟中观察到的这些一般趋势的解释,完全柔性的聚合物熔体的GET预测在低温下存在正的残余构型熵,表明在低温玻璃态下返回到Arrhenius弛豫。
2016-12-05 cond-mat.soft
Driven translocation of a flexible polymer through an interacting conical pore
我们使用Langevin动力学模拟研究了柔性聚合物通过相互作用的锥形孔的驱动易位。我们发现,对于一个固定值的外力和孔聚合物的相互作用强度,在孔内的单体的平均停留时间显示出非单调的变化与孔顶角$α$。我们解释这种行为使用自由能参数明确占孔聚合物的相互作用和外部驱动。我们的理论观察证实了模拟结果的平均易位时间的孔聚合物的相互作用和外部驱动力的变化。
2021-02-16 cond-mat.soft
Semi-Flexible Polymer in a Uniform Force Field in Two Dimensions
在一个简单的二维模型中,研究了一端固定在均匀力场中的半柔性高分子链的构象性质。递归关系推导出的配分函数,然后迭代数值。我们计算的角度波动的聚合物的力场和平均聚合物的配置的方向作为函数的弯曲刚度,链长,链取向在锚定点,和场强。
2001-10-08 cond-mat.soft
Flexible polymer confined inside a cone-shaped nano-channel
在许多实验情况下,聚合物在锥形几何形状中的纳米尺度限制发生。本文采用分子动力学模拟方法对柔性聚合物在锥形纳米通道中的运动进行了理论研究。研究了通道内单体的分布、受限聚合物的构型、作用在聚合物上的熵力以及它们对通道和聚合物参数的依赖性。理论和仿真结果吻合得很好。在模拟中测量了由通道的不对称形状引起的聚合物上的熵力,并且发现其幅度相对于热能是显著的。所获得的力对通道参数的依赖性可能是有用的锥形纳米通道的设计。
2016-02-23 cond-mat.soft
Flory-Huggins theory for athermal mixtures of hard spheres and larger flexible polymers
一个简单的分析理论的混合物的硬球和较大的聚合物排除体积相互作用的发展。该混合物显示出广泛的不溶性。对于具有强排斥体积相互作用的大聚合物,在分层的临界点处单体的密度随着聚合物长度的平方根而减小,而球体的密度趋于恒定。这与硬球和理想聚合物的混合物的行为非常不同,这些混合物虽然比具有排除体积相互作用的聚合物的混合物更难混溶,但在分层的临界点处具有高得多的聚合物密度。该理论适用于完整范围的混合物的球体与灵活的聚合物,从那些具有强大的排斥体积相互作用的理想聚合物。
2002-06-17 cond-mat.soft
Thermodynamics of tubelike flexible polymers
本文介绍了短管状柔性聚合物的一般相行为。几何厚度约束通过全局曲率曲率半径的概念来实现。我们使用先进的蒙特卡罗抽样方法来模拟小珠棒聚合物模型与非键合单体之间的Lennard-Jones相互作用。我们分析能量波动和结构量来分类构象假相。我们发现,管的厚度影响简单管状聚合物的热力学行为显着,即,对于给定的温度,二级结构的形成强烈地依赖于管的厚度。
2009-07-17 cond-mat.soft
Substrate Adhesion of a Nongrafted Flexible Polymer in a Cavity
在接触密度链增长的研究中,我们调查的溶解度-温度伪相图的晶格聚合物在一个有吸引力的表面空腔。除了吸附和解吸的构象的主要阶段,我们发现许多子阶段的崩溃和扩展的结构。
2007-10-23 cond-mat.soft
Non-affine displacements in flexible polymer networks
探讨了仿射假设在柔性聚合物网络建模中的有效性。为此,嵌入在聚丙烯酰胺凝胶中的荧光示踪珠的位移通过共聚焦显微镜剪切变形下进行定量,并记录这些位移从仿射响应的偏差。凝胶内的非亲和力被量化为聚合物链密度和交联浓度的函数。观测结果与目前的聚合物网络非亲和性理论定性一致。在聚丙烯酰胺凝胶中测量的非亲和性程度表明存在结构不均匀性,这可能是由于凝胶制备过程中的非均相反应动力学。此外,聚丙烯酰胺凝胶的宏观弹性被确认为按照柔性聚合物网络弹性的标准模型表现。
2010-11-28 cond-mat.soft
Bidisperse ring polymers: topological glass to stacking
通过大规模分子动力学模拟发现,向刚性环形聚合物拓扑玻璃中引入柔性环形聚合物可促使其熔化,并在排阻相互作用驱动下由类团簇玻璃结构演变为堆叠柱状结构。
2023-05-18 cond-mat.soft
An infinitely long flexible polymer chain in between two parallel plates
我们考虑了一个完全定向的自回避行走模型在立方晶格上模拟的构象的无限长的限制柔性聚合物链;和限制条件是由两个平行的无热板。受限的聚合物体系是在良好的溶剂条件下,我们重新考虑这个问题,以解决任何长度的链,也为任何板之间的分离的实际聚合物的模型。利用基于生成函数技术的解析计算方法,导出了受限高分子链的平衡统计。得到了受限链的受限力、表面张力和受限链的单体密度分布。我们提出的计算方法是适合于了解热力学的任意长度的限制聚合物链。
2021-06-17 cond-mat.soft
Straightening of Thermal Fluctuations in Semi-Flexible Polymers by Applied Tension
我们调查的传播突然施加的张力沿热激发半柔性聚合物使用解析近似,缩放参数和数值模拟。这个问题本质上是非线性的。我们发现亚扩散传播的动力学指数为1/4。通过推广的内部弹性,我们表明,紧张的字符串表现出定性不同的张力配置文件和传播的指数为1/2。
1996-10-11 cond-mat.soft
Freezing and collapse of flexible polymers
本文利用复杂的链增长方法,分析了简单立方和面心立方晶格上柔性高分子链的冻结和坍缩相变。相反,在一定的参数范围内,这两个构象转变被发现合并在热力学极限的键波动聚合物模型,我们得出结论,从我们的结果,这两个过渡保持良好分离的无限长链的限制。这种性质上不同的行为的原因可能是由于在这里考虑的晶格模型中的超短吸引力相互作用范围。
2009-02-13 cond-mat.soft
Role of temperature and alignment activity on kinetics of coil-globule transition of a flexible polymer
利用分子动力学模拟研究了含活性珠的柔性高分子链在从良溶剂到不良溶剂条件下骤冷后从线团到小球转变的非平衡动力学。通过众所周知的Vicsek类对齐规则引入每个珠子的活动,由于该规则,珠子的速度试图朝向其相邻珠子的平均方向对齐。我们调查的作用,淬火温度与不同的活动,在此聚合物的崩溃。我们发现,虽然对于较低的活动的动力学保持定性相似的不同的温度下,较高的活动可以识别出显着的差异。
2022-02-04 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
Freezing and Collapse of Flexible Polymers on Regular Lattices in Three Dimensions
我们分析了一个简单的模型的简单立方和面心立方晶格上的柔性聚合物链的结晶和崩溃转变的复杂的链增长的方法。相反,在一定的参数范围内,这两个构象转变被发现合并在热力学极限的键波动聚合物模型,我们得出结论,从我们的结果,这两个过渡保持良好分离的无限长链的限制。这种性质上不同的行为的原因可能是由于在这里考虑的晶格模型中的超短吸引力相互作用范围。
2007-10-25 cond-mat.soft
Collapse Transition of Two-Dimensional Flexible and Semiflexible Polymers
表面受限聚合物的球状-卷曲转变的性质一直是一个争论的问题。在这里,通过部分定向晶格模型研究了这种2D塌缩过渡。在具有正弯曲刚度($Δ>0$)的聚合物的一般情况下,塌陷转变为{\em一阶};仅在弯曲刚度为零的极限情况下($Δ\equiv 0$),塌陷转变为{\em二阶}。这些分析结果得到了蒙特卡罗模拟的证实。我们还提出了一些未来可能的实验。
2007-01-18 cond-mat.soft
Deformation of Equilibrium Shape of a Vesicle Induced by Injected Flexible Polymers
利用场论方法,我们研究了封闭的柔性聚合物诱导的囊泡的平衡形变,这是一个简单的药物传递系统或内吞作用的模型。为了计算该体系的总自由能,需要计算膜的弯曲弹性能、聚合物的构象熵以及它们之间的相互作用。为此,我们结合相场论的膜和自洽的场论的聚合物。对轴对称形状的耦合模型系统的模拟显示了引入聚合物引起的囊泡的形状变形,我们研究了囊泡形状的稳定性对聚合物链长和囊泡的填充比的依赖性。我们提出了一个简单的模型计算,显示了相对稳定的扁长的形状相比,扁圆的形状。
2010-11-17 cond-mat.soft
Elongation and fluctuations of semi-flexible polymers in a nematic solvent
我们直接观察了溶解在杆状{ \it fd}病毒的双相中的单聚合物,其持久长度范围为$\ell_p=0.05$至16 $μ$ m。具有足够大的余辉长度的聚合物在背景溶剂的各向同性-相变处经历线圈-棒转变。我们定量分析了半柔性聚合物的横向波动,并表明在长波长下,它们是由波动的背景光驱动的。我们提取的Odijk偏转长度和弹性常数的背景下,从数据的相位。
2004-01-12 cond-mat.soft
Packing and ejection dynamics of polymers: Role of confinement, polymer stiffness and activity
本研究通过Langevin动力学模拟发现,聚合物刚性、活性和衣壳几何形状显著影响其包装与喷射动力学,增加活性可加速过程且对半柔性聚合物效果更显著。
2024-07-26 cond-mat.soft
Accuracy of the blob model for single flexible polymers inside nanoslits that are a few monomer sizes wide
de Gennes的blob模型在高分子物理的各种问题中得到了广泛的应用。当每个团状物内的单体数量足够大时,该模型在理论上是适用的。对于受限的柔性聚合物,这需要受限的几何形状比单体尺寸大得多。本文利用分子动力学模拟,研究了聚合物在单单体到多单体纳米狭缝中的相对极限。研究了聚合物在纳米缝内的伸展、板上的约束力以及约束聚合物的有效弹性常数。尽管斑点模型的理论局限性,模拟结果与斑点模型解释得很好。静态性能和动态弹性常数的聚合物观察的协议。给出了聚合物的动态弹性常数与小滴内单体数目无关的条件的理论描述。我们的结果的局限性的斑点模型的适用性,可以在纳米技术设备的设计是有用的。
2015-01-13 cond-mat.soft
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
Directed translocation of a flexible polymer through a cone-shaped channel
对熵驱动的柔性聚合物在锥形通道中的定向迁移进行了理论研究和计算机模拟。对于给定的通道长度,作用在聚合物上的熵源的有效力被计算为通道顶角的函数。研究发现,易位时间是顶角的非单调函数。随着顶角从零开始增加,移位时间呈现出最小值,然后是最大值。此外,它被发现,无论顶角的值,易位时间是一个均匀的通道长度的递减函数。理论和仿真的结果是在良好的定性一致。
2012-11-13 cond-mat.soft
Activity-enhanced shear thinning of flexible linear polar polymers
本研究通过模拟与解析对比,发现极性活性显著增强柔性聚合物在剪切流中的拉伸、收缩及剪切变稀行为,且该效应由活性决定,高活性下趋于饱和,高剪切下回归被动行为。
2025-05-23 cond-mat.soft
Theory of semi-flexible polymers
我们已经映射到一个复杂的Ginzburg-Landau场论使用功能集成技术的半柔性不可扩展的聚合物系统的物理。在半柔性的、不可伸展的聚合物的熔体中单体的低数密度的极限中示出,通过排除的体积相互作用保持分离,回转的回转半径标度为N^{nu},其中N是链长,并且nu = 1,与柔性聚合物熔体的nu ~ 0.6的值形成对比。利用重整化群的方法,我们证明了系统存在一个红外稳定的不动点,这个不动点可以被确定为系统向纠缠态的跃迁。实验来测试这些计算建议。
2001-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple flexible polymers in a spherical cage
我们报告的结果蒙特卡罗模拟调查一个简单的模型内的灵活的均聚物的球形约束的效果。我们使用并行回火方法结合多直方图重新加权分析和多正则模拟,在很宽的温度范围内,这使我们能够描述的聚合物的行为,并定位冻结和崩溃转变的物理观测。我们发现一个强大的效果的球形约束的崩溃过渡的位置,而冻结过渡几乎没有影响。
2012-12-26 cond-mat.soft
The bending energy of a semi-flexible polymer chain and the polygons of the polymer chain
我们考虑了半柔性高分子链在正方形和立方晶格上的随机行走模型,分别计算了二维和三维高分子链的构象。假定链的弯曲能是控制链在两个连续弯曲之间的最小平均长度的关键因素,并且将每单位弯曲的链的平均长度定义为聚合物链的持久长度。发现弯曲链所需的最小能量以空间维数、步逸度和持续长度的简单关系式表示。
2019-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unconventional ordering behavior of semi-flexible polymers in dense brushes under compression
使用粗粒珠弹簧模型的半柔性大分子形成的聚合物刷,聚合物的结构和动力学进行了研究,不同的链刚度和接枝密度。选择接枝链的锚定条件,使得它们的第一个键沿着基底平面的法线取向。压缩这样的半柔性刷的平面活塞被观察到是一个两阶段的过程:对于小的压缩链收缩的“屈曲”变形,而较大的压缩链表现出集体(几乎均匀)的弯曲变形。因此,刚性聚合物刷经历集体键重取向的2阶相变。因此,将刚性刷保持在给定的压缩程度所需的压力明显小于由完全柔性的聚合物链制成的其他相同的刷!虽然刷高度和在垂直于基底的z方向上的链线性尺寸都随着链刚度的增加而单调增加,但横向(xy)链线性尺寸在中间链刚度处表现出最大值。增加接枝密度导致这些横向尺寸的强烈减小,与指数衰减相容。还研究了移除压缩活塞后的恢复动力学,发现其随时间遵循幂律/指数衰减。一个简单的平均场理论考虑,占压缩下的半柔性聚合物刷的屈曲/弯曲行为,建议。
2014-01-27 cond-mat.soft
Thermodynamics of the Adsorption of Flexible Polymers on Nanowires
广义系综模拟使一个有吸引力的nanostring附近的粗粒度模型聚合物的复杂的吸附方案的研究,代表一个nanosinel纳米线。我们进行正则和微正则统计分析,调查聚合物的结构转变,并讨论它们对温度和模型参数,如有效的线的厚度和吸引力强度的依赖。结果是聚合物相的完整超相图,其位置和稳定性受到纳米线的有效材料性质和热波动强度的影响。在吸附状态下的主要结构聚合物相包括附着或缠绕在金属丝上的致密液滴,以及类似于理想硼纳米管的具有三角形图案的管状构象。转换的分类进行微正则拐点分析。
2015-03-05 cond-mat.soft
The Role of annealed defects on conformational statistics of a selfavoiding semi-flexible polymer chain: Exact Results (I)
研究了含缺陷的半柔性高分子单链的平衡统计。缺陷沿着二维和三维中的线布置,并且单体与缺陷的现场电位相互作用。一个完全有向的自回避行走模型在二维和三维中使用来描述的热动力学行为的链中存在的m个缺陷。我们已经发现,半柔性聚合物链的构象的数量可以通过引入这样的缺陷来控制,使得链构象的特定部分可以根据我们合成聚合物-纳米聚集体的要求被抑制或填充。我们讨论了退火缺陷的作用,其Q实现和m缺陷的分析,即。e.当缺陷与半柔性链的单体处于热平衡时。
2020-03-29 cond-mat.soft
Effects of disorder and chain stiffening on the elasticity of flexible polymer networks
我们研究如何分布的轮廓长度和高拉伸硬化的个别链段影响的宏观剪切模量的柔性聚合物凝胶,使用二维数值模型,其中聚合物段形成三角形网络和无序引入通过改变它们的轮廓长度。我们表明,在相关的参数范围内:(i)的非仿射贡献的剪切模量是可以忽略不计的,即玻恩近似是令人满意的;(ii)的剪切模量是占主导地位的贡献来自平衡链张力。此外,在节点处的机械平衡引起链段的端到端距离和轮廓长度之间的特定相关性,这必须被适当地考虑以构建链压力和剪切模量的合理估计。
2016-10-27 cond-mat.soft
Scaling regimes of a semi-flexible polymer in a rectangular channel
我们推导出的扩展统计和限制自由能的半柔性聚合物局限于一个通道与矩形横截面的标度关系。我们的动机是最近的数值结果[Gupta { \em et al.},JCP { \bf 140}(2014)214901]指出,与方形通道相比,矩形通道中的拉伸波动非常不同。我们的结果对于解释当前对限制在纳米通道中的DNA分子的实验具有直接相关性,因为许多实验是针对具有大纵横比的矩形通道进行的,而理论和模拟结果通常是针对方形通道获得的。
2015-03-06 cond-mat.soft
Actin, a model semi-flexible polymer
肌动蛋白是一种具有许多显着性质的蛋白质,使其成为研究半柔性聚合物溶液和凝胶的动力学和力学的理想系统;肌动蛋白具有超过10微米的持久长度,并且可以延伸到几十微米的长度,这允许使用视频显微镜和其他光学方法研究聚合物动力学。存在许多相关蛋白质,其可用于调节长度或交联细丝。我们讨论这些解决方案的动力学和流变学。
1997-04-07 cond-mat.soft q-bio
Equilibrium kinetics of self-assembling, semi-flexible polymers
自组装的半柔性聚合物在生物学和技术中无处不在。然而,对于这样一个重要的系统,平衡动力学仍然存在相互矛盾的说法。在这里,通过专注于一个动态描述的极小模型在过阻尼环境中,我确定正确的动力学方案,描述了系统在平衡的限制,高键能和稀浓度。
2018-06-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Confinement-driven translocation of a flexible polymer
我们考虑了一个灵活的,自我回避的聚合物链的逃逸出一个有限的几何形状。通过模拟,我们表明,易位时间可以描述一个简单的标度律,表现出非线性的依赖于聚合度,这是敏感的限制几何形状的性质。这些结果与早期的预测相矛盾,但与最近确认的约束自由能的几何相关的表达式是一致的。
2006-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ground-state properties of tubelike flexible polymers
在这项工作中,我们调查的结构特性的本地状态的一个简单的模型短的灵活的均聚物,单体侧链的空间影响有效地引入了厚度约束。这种几何约束通过全局曲率半径的概念来实现,并影响基态结构的构象拓扑。一个系统的分析允许的厚度依赖的分类占主导地位的基态拓扑结构。事实证明,螺旋结构,股,环和线圈是自然的,这种管状物体的内在几何形状。
2010-02-10 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
Phase behaviour of two-component bottle-brush polymers with flexible backbones under poor solvent conditions
通过分子动力学模拟研究了在不良溶剂条件下具有完全柔性主链的双组分瓶刷聚合物的相行为,使用粗粒珠弹簧模型和高达$N=40$有效单体的侧链。我们考虑一个对称模型,其中A型和B型侧链交替接枝到一个灵活的骨干。本研究的目的是探索双组分瓶刷的相行为取决于参数,如接枝密度$σ$,主链长度$N_b$,侧链长度$N$和温度$T$。基于聚类分析,我们确定了我们的参数范围内的制度,完全相分离系统,即,A型侧链形成一个簇,B型侧链形成另一个簇,而分离这两个簇的界面包含主链单体。我们发现,珍珠项链或Janus样的结构,这通常发生在瓶刷聚合物与刚性骨干在不良溶剂条件下,是完全归因于骨干刚性,因此,这样的结构是不太可能的情况下,瓶刷与完全灵活的骨干。此外,与早期的工作的相行为的单组分瓶刷聚合物与灵活的骨干进行了比较讨论。
2014-04-16 cond-mat.soft
Effects of spherical confinement and backbone stiffness on flexible polymer jamming
我们使用分子模拟研究在一个有限的容器中的一个皱巴巴的珠弹簧模型聚合物的干扰,并比较排斥球的干扰。在适当的约束计数后,刚性的开始被认为是均衡地发生在排斥球的情况下。尽管有这种共性,但弯曲容器壁和聚合物骨架键的存在引入了新的机械性能。值得注意的是,这些包括反映材料结构的振动态密度中的附加带,以及壁附近的局部接触数和密度中的振荡,但对于聚合物具有较低的振幅。聚合物具有较少的边界接触,并且这种低密度表面层强烈地降低了整体体积模量。我们进一步表明,体积模量依赖于骨干刚度可以描述的刚度系列模型,并讨论潜在的实验和生物学应用。
2019-05-30 cond-mat.soft
Elasticity of semi-flexible polymers
本文给出了半柔性聚合物蠕虫链模型的数值解。我们显示了端到端距离分布和模型预期的力-延伸关系的图形。我们预测了力-延伸曲线中平均值周围的预期波动水平。我们的治疗分析了整个范围内的聚合物长度和再现有趣的定性特征,在最近的计算机模拟聚合物的中间长度。这些结果可以通过单分子实验来检验。这项研究与生物分子的力学性质有关。
2002-06-27 cond-mat.soft q-bio.BM
Tethered flexible polymer under oscillatory linear flow
本文通过数值模拟研究了振荡线性流中束缚于反射壁的二维柔性聚合物的非平衡结构与动力学,发现其在高低应变下呈现不同的拉伸、回缩与翻转构象,且质心运动表现出垂直于流动方向的频率倍增现象。
2024-07-21 cond-mat.soft
Transient Binding and Dissipation in Semi-flexible Polymer Networks
虽然聚合物溶液缺乏机械稳定性,但只有瞬时交联的网络才能满足结构稳定性和最大能量耗散的竞争要求。在这里,我们表明,瞬态交联带来局部应力松弛和能量耗散在中间弹性为主的频率制度。我们量化的半柔性聚合物网络的机械响应,通过实验调整的瞬时交联剂分子的解离速率和理论上重现测得的频率响应的模型,是预测微观解约束事件。
2008-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Knots as Topological Order Parameter For Semi-Flexible Polymers
使用的复制交换蒙特卡罗算法和multicanonical方法相结合,我们调查的弯曲刚度的影响上的构象相的珠棒均聚物模型,并提出了伪相图的完整范围的半柔性聚合物,从灵活的刚性。虽然是一个简单的模型,我们观察到丰富多样的构象相,让人想起观察到的合成聚合物或生物聚合物的构象。通过改变模型的内部抗弯刚度,模型呈现出弯曲、发夹、环形等不同的伪相。特别是,我们发现了一个明确的相位共存,但几乎没有变化的平均总能量的化学稳定的结和过渡到这些打结的阶段。
2015-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of grafting on the binding transition of two flexible polymers
本文研究了两种柔性聚合物接枝到具有相近端点的立体表面上的键合跃迁。虽然自由聚合物显示出不连续的过渡,接枝到立体平坦表面导致连续的结合过渡。这是支持从大都市和并行multicanonical模拟的结果。正则和微正则分析的组合表明,在过渡顺序的变化可以被理解为在接枝后的非结合的高温相的平移熵减少。
2016-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activity Mediated Globule to Coil Transition of a Flexible Polymer in Poor Solvent
理解自推进对活性丝状物体的构象性质的作用在生物学中具有相关性。在这种情况下,我们考虑了一个灵活的珠弹簧模型聚合物,随着吸引力和排斥力的相互作用之间的非键合单体,每个珠的活动沿其内在的方向自推进。我们研究了它的动力学在过阻尼的限制,淬火后,从良好到不良的溶剂条件。我们观察到,与低活动,虽然动力学途径保持相似,球形成的弛豫时间的标度指数变得小于被动的情况下。有趣的是,对于更高的活动,当自推进占主导地位的相互作用能,聚合物变得更加延伸。在其稳定状态下,通过其回转半径测量的聚合物的空间延伸的变化,显示了两个完全不同的标度制度:相应的Flory指数从$1/3$到$3/5$的变化类似于聚合物从球状状态到自回避行走的转变。这可以通过系统中存在的三个能量尺度之间的相互作用来解释,即,弹道能、热能和相互作用能。
2022-02-18 cond-mat.soft
Accurate statistics of a flexible polymer chain in shear flow
我们提出了精确的和分析准确的结果剪切流中的柔性聚合物链的问题。在这种流动下,聚合物翻滚,并且聚合物的翻滚时间$τ$的概率分布以指数方式衰减为$\sim \exp(-ατ/τ_0)$(其中$τ_0$是最长的弛豫时间)。我们表明,对于一个Rouse链,这个非平凡常数$α$可以计算在大的韦森伯格数(高剪切速率)的限制,并在很好的协议与我们的模拟结果$α\simeq 0.324$。我们还精确地推导出了聚合物的端到端矢量的长度和取向角的分布函数。
2008-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A flexible polymer chain in a critical solvent: Coil or globule?
在自洽场论的框架下,研究了低分子量溶剂存在下柔性高分子链在气液临界点附近的行为。聚合物稀溶液的总自由能表示为聚合物的回转半径和平均场近似水平下回转体积内的平均溶剂数密度的函数。改变聚合物和溶剂之间的吸引力的强度,我们表明,两个定性不同的制度发生在液-气临界点。在弱聚合物-溶剂相互作用的情况下,聚合物链处于球状状态。相反,在强聚合物-溶剂相互作用的情况下,聚合物链达到膨胀构象。我们讨论了临界溶剂密度波动对聚合物构象的影响。该效应可用于通过改变溶剂的热力学状态来控制聚合物构象。它也可以是有帮助的,以估计聚合物的回转体积内的溶剂密度的药物输送和分子印迹应用。
2015-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Time scale of entropic segregation of flexible polymers in confinement: Implications for chromosome segregation in filamentous bacteria
我们报道了在圆柱形约束中两个重叠链的分离的分子动力学模拟。我们发现,链之间的熵排斥可以足够强,导致隔离的时间尺度是短的扩散相比。这一结果表明,熵驱动力足够强,导致快速细菌染色体分离。
2007-09-07 cond-mat.soft
Phase transition to bundles of flexible supramolecular polymers
我们报道了基于片状粒子模型的超分子聚合物自组装的蒙特卡罗模拟。我们发现了一级相变,其特征是滞后和成核,朝向固体聚合物束,其长度远大于平均气相长度。我们认为,捆绑过渡是超分子的升华过渡,从一个弱的链链相互作用的结果。我们提供了一个定性的状态方程,给出了超出我们模拟中使用的参数的具体值的物理见解。
2007-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rouse Modes of Self-avoiding Flexible Polymers
使用基于晶格的蒙特卡罗代码模拟自避免柔性聚合物在三维的情况下,明确的流体动力学,我们研究他们的劳斯模式。对于自避免聚合物,劳斯模式预计不会是统计独立的,然而,我们证明了这些模式保持高度的统计独立性。基于高精度模拟数据,提出了长链聚合物模振幅关联函数的近似解析表达式。由此,我们推导出解析和数值确认几个自避免柔性聚合物的标度特性,如(i)的实空间的端到端的距离,(ii)的端到端的矢量关联函数,(iii)的关联函数的小空间矢量连接两个附近的单体在聚合物的中间,和(iv)异常的动态的中间单体。重要的是,扩大我们最近的工作的理论聚合物易位,我们还表明,异常动力学的中间单体可以从它的经验,通过使用波动耗散定理的力量。
2009-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of double-stranded semi-flexible polymers
我们使用分析技术和模拟研究双链半柔性聚合物的统计力学。我们发现,在某些有限的温度下的过渡,从一种类型的短程秩序,从根本上不同的排序的短程秩序。在高温区,两点关联函数的对象是相同的蠕虫状链,而在低温区,它们是不同的,由于扭曲结构。在低温阶段,聚合物形成了一种扭结-棒状结构,这可以澄清最近一些关于肌动蛋白的令人困惑的实验。
1998-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech