Driven Anomalous Diffusion: An example from Polymer Stretching
张力沿链的传播方式是控制大分子系统中许多反常动力学的关键。在介绍了张力传播的弱力和强力机制之后，我们着重研究了后者，其中研究了长链聚合物中链段在拉伸过程中的动力学波动。我们表明，响应，即，平均漂移是反常的，其特征在于非线性记忆核，并且它与涨落的关系是非平凡的。这些功能的广义朗之万方程的基础上进行了讨论，其中的作用，由于应力硬化的弹性常数的时间变化被查明。我们进行了分子动力学模拟，支持我们的理论。
2015-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force fluctuations in stretching a tethered polymer
考虑到力分布的显式时间依赖性，重新检验了最近提出的展开力的涨落关系[Phys. Rev. E ${\bf 84}$，$060101$（R）$(2011)$ ].拉伸的系留劳斯聚合物是完全解决和正，负力的概率的比率被证明是一个指数的力量。广泛的引导分子动力学模拟的展开的十丙氨酸肽确认的波动关系的形式提出较早，但考虑到明确的正确的时间依赖性的展开力。从精确的计算和模拟，提出了一个线性依赖的指数的波动关系的平均展开力和逆温度的常数。
2014-05-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching of a chain polymer adsorbed at a surface
在本文中，我们提出了模拟的表面吸附聚合物受到的拉伸力。该聚合物是由一个自避免行走在一个规则的晶格建模。它被一个吸附面限制在一个半空间中，每个顶点都有吸引力，最后一个顶点被一个力垂直于表面。使用最近提出的flatPERM算法，我们计算了一个巨大的温度和力的相图。该算法的优势在于它可以从一次模拟中计算出完整的态密度。我们模拟系统的大小高达256步。
2004-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer Stretching by Turbulence
研究了大尺度混沌流对高分子链的拉伸。作为链的湍流拉伸和非谐阻力的平衡而出现的稳定状态被定量地描述，即对流动参数（李雅普诺夫指数统计）和链特性（珠的数量和珠间弹性势）的依赖性被明确地表示。
2000-03-01 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Stretching of a polymer below the Theta point
研究了在d=2的晶格上和离晶格的$d=3$中，当外力作用下聚合物在$θ$点以下的解折叠。有限长链的基态分析表明，在这两种情况下，球展开通过多个步骤，对应于不同的最小值之间的过渡。在无限长极限下，这些中间极小值只在$d=2$中有定性影响。d=2时的相图是用传递矩阵技术确定的。能量熵和重整化群参数给出了一个定性正确的相图和从d=2到d=3的转变的顺序的变化。
2002-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inferring the diameter of a biopolymer from its stretching response
我们通过广泛的随机模拟研究了厚聚合物模型的拉伸响应。计算结果合成在一个解析表达式，其特征在于力与伸长率曲线如何取决于聚合物的结构参数：其厚度和粒度（单体的间距）。该表达式用于分析各种不同类型的生物聚合物的拉伸实验数据：多肽，多糖和核酸。除了恢复弹性参数（如持久性长度）是一致的，从标准熵模型获得的，该方法允许提取可行的估计聚合物的直径和粒度。这表明，聚合物的基本结构特征对弹性行为具有如此深远的影响，以至于它们可以通过拉伸测量的唯一输入来恢复。
2005-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
On the corrections to Strong-Stretching Theory for end-confined, charged polymers in a uniform electric field
利用自洽场论研究了半稀释聚合物体系在带电基团和反离子存在下的性质。我们研究了一个系统的双链接枝到一个类似的，以及一个带相反电荷的表面，求解一组鞍点方程，耦合的聚合物配分函数的泊松-玻尔兹曼方程描述的电荷分布在系统中的修改后的扩散方程。这组方程的数值研究，并与以前的研究进行比较。然后，我们考虑的情况下，半稀释，接枝聚合物链的存在下的电荷端基。我们用自洽场和强拉伸理论研究了这个问题。我们推导出修正Milner-Witten-Cates（MWC）理论的弱电荷链，并表明，在不带电的情况下，单体密度偏离预期的抛物线轮廓。相应的修正被证明是由Abel-Volterra积分方程的第二类。我们的理论研究结果的有效性得到证实的预测与数值自洽场论内得到的结果进行比较。
2010-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dependence of the viscosity on the chain end dynamics in polymer melts
我们比较Rubinstein-Duke模型爬行的模型，其中的边界动力学是通过计算聚合物熔体的粘度修改。的问题是研究粘度是否是由聚合物末端的动力学或聚合物的拉伸的细节决定的。为此，确定了可以通过拉伸识别的格子气模型的粘度对颗粒密度的依赖性。我们表明，拉伸的聚合物的粘度的绝对值的缩放极限的非常长的链的影响是远远大于边界动力学的影响，而修正的缩放的粘度取决于显着的边界动力学的细节。
2003-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching of a fractal polymer around a disc reveals KPZ-like statistics
虽然聚合物沿平面的拉伸与经典的Pincus问题在自由空间中拉伸链端几乎没有什么不同，但弯曲几何在拉伸链的构象统计中的作用是一个令人兴奋的开放问题。在这里，通过标度分析和计算机模拟，我们研究的分形聚合物链的拉伸周围的半径为$R$的2D光盘（或3D的圆柱体）。令人惊讶的是，我们发现，典型的偏移的聚合物远离表面规模为$Δ\sim R^β$，与Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）的增长指数$β=1/3$，对于任何分形维数的链。此外，我们发现，弯曲诱导的分形链的相关长度表现为$S^* \sim R^{1/z}$与KPZ的动态指数$z=3/2$，这表明从平面到弯曲的几何形状的拉伸聚合物的交叉对应于从大到短的时间尺度在KPZ随机增长的交叉。因此，我们认为，曲率的基础边界的拉伸分形路径，这进一步表明了许多连接与数学物理的几个分支的普遍KPZ统计。
2022-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stretching self-interacting, partially directed, flexible and semi-flexible polymers by an external force
我们研究了一个部分定向的灵活或半灵活的均聚物在一个正方形晶格上的模型，受到外部施加的力，在一个方向平行，或垂直于首选方向。聚合物是自相互作用的，因此可以经历塌陷转变。我们表明，这个模型可以解决，我们得到的力-温度相图的情况下，柔性聚合物，同意与Brak等人使用不同的方法获得。在足够低的温度下，当力增加到超过临界值时，聚合物构象从紧凑状态变为卷曲状态。对于完全柔性或半柔性聚合物，该转变分别是二阶或一阶的。
2010-06-04 cond-mat.stat-mech
On the signature of tensile blobs in the scattering function of a stretched polymer
我们提出了一个线性链的Monte Carlo数据排除体积进行均匀拉伸。长链（高达6000珠）在高拉伸的模拟允许我们观察到的签名拉伸斑点作为交叉的尺度行为的链散射函数的波矢量垂直于拉伸。这些结果和拉伸方向上的相应结果使我们能够首次验证Pincus对斑点内部缩放的预测。在斑点之外，散射函数可以用拉伸理想链的德拜函数很好地描述。
1997-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling between denaturation and chain conformations in DNA: stretching, bending, torsion and finite size effects
我们进一步开发了耦合DNA中的变性和链构象的统计模型（Palmeri J，Manghi M和Destainville N 2007 Phys. Rev. Lett. 99 088103）。我们的离散螺旋蠕虫链模型明确考虑了三个弹性自由度，即聚合物的拉伸，弯曲和扭转。通过整合这些外部变量，构象熵有助于气泡成核（碱基对的打开），这揭示了DNA解链机制。由于单体长度、弯曲模量和扭转模量的值在dsDNA和ssDNA中显著不同，因此这些效应是重要的。此外，我们探讨在这种情况下，一个额外的循环熵的作用和分析有限尺寸的影响，在实验的情况下，polydA-polydT是由两个G-C链，以及自由聚合物夹紧。
2008-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
End exclusion zones in strongly stretched, molten polymer brushes of arbitrary shape
强拉伸的聚合物刷的理论，特别是抛物线刷理论，是有价值的，提供分析易处理的预测的热力学行为的表面接枝聚合物在广泛的设置。然而，抛物线刷限制未能描述聚合物接枝到凸，弯曲的基板，如球形纳米粒子的表面或强烈隔离的嵌段共聚物的界面。先前已经表明，强拉伸的弯曲刷需要没有自由链端的边界层，这需要修改理论分析。虽然这个“端部禁区”已成功地纳入到描述刷嫁接到外表面的圆柱体和球体，刷的行为的表面上的任意曲率尚未研究。我们提出了一个制定的强拉伸理论的任意曲率的表面上的熔融刷，并确定四个不同的制度的利益，刷子预测拥有端禁区，特别是包括制度的正平均曲率，但负高斯曲率。通过数值解的强拉伸刷方程，我们报告预测缩放的大小的末端禁区，链端分布，链的极化，和自由能的平均和高斯表面曲率的拉伸。通过这些结果，我们提出了一个全面的画面刷几何形状如何影响端排除区和确切的强拉伸自由能，这可以应用于，例如，在嵌段共聚物熔体组装中遇到的刷几何形状的全谱建模。
2021-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonaffine rubber elasticity for stiff polymer networks
我们提出了一个理论的弹性交联刚性聚合物网络。刚性聚合物与柔性聚合物不同，是高度各向异性的弹性物体。与机械梁类似，刚性聚合物在弯曲时容易变形，而它们在拉伸力（“拉伸”）方面更硬。与以前的方法不同，网络弹性来自拉伸模式，我们的理论正确地解释了软弯曲响应。一个自洽的有效介质的方法是用来计算宏观弹性模量从微观表征的变形场的“软盘模式”-低能量弯曲激发，保持高度的非亲和性。表征出现的非亲和性的长度尺度由"纤维长度“$l_f$给出，定义为聚合物保持直的尺度。计算的剪切模量的标度特性与最近在二维模型网络中获得的模拟结果非常一致。此外，我们的理论可以应用于合理化散装流变学数据重构肌动蛋白网络。
2007-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Small-World Rouse Networks as models of cross-linked polymers
我们使用最近引入的小世界网络（SWN）来模拟交联聚合物，作为线性Rouse链的扩展。我们研究了在外力作用下SWN的动力学行为。我们的重点是在结构和热平均SWN拉伸，我们确定的数值和分析使用的SWN态密度的psudo-间隙anastrophic。SWN拉伸与随机行走者返回SWN上的原点的概率有关。我们比较我们的结果相应的凯莱树。
2000-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
The transition from highly to fully stretched polymer brushes in good solvent
本文用Monte Carlo模拟方法研究了在最近的实验中得到的很高的接枝密度的限制下，长链聚合物接枝到平面上的刷的拉伸。的单体密度分布示出偏离抛物线的限制形式预测的自洽场论。观察到从抛物线到完全拉伸的聚合物的快速过渡，其特征在于末端单体高度分布的急剧变化和刷高度与缩放的接枝密度的斜率的明显交叉。
2007-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple model for turbulence intermittencies based on self-avoiding random vortex stretching
湍流脉动是否应该用对数泊松分布、对数稳定概率分布或其它分布来描述，目前仍有争论。本文在高分子物理、自回避行走和无规涡旋拉伸之间建立了一座桥梁，这可能有助于对这一主题有新的认识。实际上，在稳定律的稳定性指数和源于高分子物理学的著名Flory指数之间建立了一个非常简单的关系。此外，还得到了湍流度随雷诺数的变化规律，其结果与Tennekes的湍流细尺度结构的简单模型[Phys.Fluids，11，3（1968）]非常接近：Kolmogorov长度宽度的涡管被Taylor长度尺度的较大涡弯曲。因此，这导致简单且可靠的模型，而不需要拟合参数。
2010-05-31 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.class-ph
Conformations and dynamics of active star polymers
我们研究了活性星形聚合物的构象和动力学。分析表明，活性星型聚合物的拉伸行为与活性直链有很大的不同。的构象和键-键的相关性的目视检查揭示了一个更好的协调的星型聚合物的对齐和协调的债券比线性对应物。在高的作用力值下，该结构显著影响链延伸转变。被动星型聚合物的形状因子和臂非球面度比的比例律与被动情况下的主动力值低于过渡相吻合。对于高于过渡范围的值，这些量的缩放切换到不同的值。
2022-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple lattice model for biological gels
我们构建了一个三维晶格模型的生物凝胶中，直线的债券对应于丝状半柔性聚合物和晶格的网站，这是完全四重协调，交联。在最近邻之间只有拉伸中心力的情况下，这种晶格是次均衡的，具有大量的零模式;但其所有弹性常数都是非零的，并且其弹性响应是仿射的。以概率$1-p$去除键导致平均配位数小于4的晶格和聚合物长度的分布。当添加弯曲力时，稀释晶格在$p=p_b<1$处表现出刚性阈值，并且在$p_b$和$p=1$之间从弯曲主导的非仿射响应交叉到拉伸主导的仿射响应。
2011-08-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rethinking failure in polymer networks: a probabilistic view on progressive damage
Cornell University（康奈尔大学）；Pasteur Labs（巴斯德实验室）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出一种基于统计力学的模型，用于确定链段上的力分布，并结合倾斜键势能计算键断裂的激活能，从而确定键（和链）失效的概率，应用于聚合物网络的损伤和断裂建模。
2026-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-thinning in Polymer Melts -- Molecular Origins and Hybrid Multiscale Simulations
我们研究了剪切稀化的柔性，半柔性和刚性低聚物的熔体与粗粒度模拟剪切熔体的分子起源。排列，拉伸和翻滚模式或后者的抑制都有助于理解宏观流动特性如何从分子水平出现。通过模拟剪切流中的单链，我们确定这些现象是集体性质的，并通过链间相互作用而产生的，哪些已经存在于稀体系中。在这些微观模拟的基础上，我们通过欧文-柯克伍德公式确定了非牛顿聚合物流体的相应宏观应力张量。低聚物熔体中的剪切变稀效应也表现出宏观模拟的通道流。后者已获得的不连续Galerkin方法近似宏观聚合物流动。我们的研究证实了微观细节的影响，在短的聚合物的分子结构，如链的灵活性对宏观聚合物流动。
2021-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chain extension of a confined polymer in steady shear flow
微流体和纳米流体装置对生物过程研究的日益重要性突出了更好地理解限制如何影响聚合物在流动中的行为的需要。在本文中，我们探讨了这个问题的一个方面，通过计算的稳态延伸的长聚合物链在一个狭窄的毛细管在简单剪切的存在。的Rouse-Zimm方法链动力学的框架内进行的计算，使用一个变种的非线性弹性模型，以执行有限的可扩展性。在假设的唯一效果的限制表面是修改预平均的流体动力学相互作用，我们发现，计算的分数链延伸x是相当小的比它的值在散装。此外，x随无量纲剪切速率（Weissenberg数，Wi）的变化与来自非吸附玻璃表面附近的λ-噬菌体DNA的流动诱导拉伸的实验的数据具有良好的定性一致性。
2012-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field-extension statistics of charged semiflexible polymers stretched with uniform electric fields
本文改进平均场模型，通过将带电半柔性聚合物链细分为片段并施加不可伸长性约束，更准确地预测均匀电场下的场-伸长统计及横向涨落，为测序技术提供理论支持。
2024-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics of threads and polymers in turbulence: power-law distributions and synchronization
我们研究了线和聚合物在湍流中的行为。这些物体具有有限的空间延伸，因此沿着它们的流动略有不同。相应的拖曳力产生有限的平均拉伸，并且线在大部分时间被拉伸。尽管如此，波动缩小的概率是很大的，并且已知只按照幂律衰减。我们表明，指数的幂律是一个普遍的数字独立的统计流。对于聚合物，存在卷曲-拉伸转变：流动必须具有足够大的李雅普诺夫指数，以克服弹性阻力并将聚合物从卷曲状态拉伸。从跃迁以上的拉伸态收缩的概率再次服从幂律，但具有非普适指数。我们表明，上述过渡指数变得普遍，并得出相应的表达式。此外，我们还演示了同步：过渡上方的线程或聚合物的端到端距离通过流同步并变得相同。因此，在稀聚合物溶液中从牛顿行为到非牛顿行为的转变可以被看作是有序转变。
2011-12-28 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.flu-dyn
