Simulation and theory of fluid demixing and interfacial tension of mixtures of colloids and non-ideal polymers
利用巨正则蒙特卡罗模拟和密度泛函理论研究了Asakura-Oosawa-Vrij硬球胶体和非吸附聚合物模型的扩展，该模型通过聚合物之间的排斥阶跃函数对势来考虑聚合物的非理想性.模拟结果验证了以前的理论研究结果的位移后，增加聚合物-聚合物排斥的强度，促进混合的趋势。对于增加聚合物-聚合物排斥的强度，模拟和理论一致地预测了自由胶体液-气界面的界面张力，对于共存相中的固定胶体密度差显著降低，并且对于固定聚合物储层填充分数增加。
2005-01-04 cond-mat.soft
Tough self-healing elastomers by molecular enforced integration of covalent and reversible networks
仅通过可逆键交联的自修复聚合物本质上比常见的共价交联网络弱。在可逆网络中引入共价交联将提高机械强度。然而，将这种设计概念应用于干弹性体是具有挑战性的，这主要是因为可逆交联（例如氢键）通常是极性基序，而共价交联是非极性基序，并且这两种类型的键在没有共溶剂的情况下本质上是不混溶的。在这里，我们设计和制造的混合聚合物网络交联随机支化聚合物携带的图案，可以形成可逆的氢键和永久的共价交联。无规支化的聚合物连接这两种类型的键，并迫使它们在分子水平上混合，而无需共溶剂。这使我们能够制造出非常坚韧的混合干弹性体，其断裂能$13,500J/m^2$与天然橡胶相当;此外，该弹性体可以在室温下自愈，恢复拉伸强度为4 MPa，与现有自愈弹性体的恢复拉伸强度相似。迫使共价键和可逆键在分子尺度上混合以产生均匀网络的概念是相当普遍的，并且应该能够开发具有实际用途的坚韧的自修复聚合物。
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Accurate description of bulk and interfacial properties in colloid-polymer mixtures
大规模的蒙特卡罗模拟的相分离的胶体-聚合物混合物进行，并比较最近的实验。该方法是基于有效的相互作用势的中心单体的自避免聚合物链被用作有效的坐标。通过将聚合物的非理想性与软胶体聚合物的排斥，预测的双结点是在最近的实验非常吻合。此外，界面张力以及毛细管长度与在相共存区的一些点处获得的实验结果定量一致，而无需使用任何拟合参数
2005-05-10 cond-mat.soft
Self-healing properties of 1-amino, 2,4-dibromo anthraquinone dye doped in PMMA polymer
采用荧光光谱法研究了蒽醌衍生物分子在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中的自修复行为。掺杂在PMMA中的2，4-二溴蒽醌染料在光降解后恢复。其动力学不同于其他蒽醌衍生物分子。这可能是由于相对较重的溴原子连接到苯环的一个碳原子上。本文主要研究了2，4-二溴蒽醌在PMMA基体中的自修复性能。我们还测试了相关发色团结构域模型（CCRDM），并通过确定CCRDM参数表征了自修复特性。我们还估计了染料分子的荧光信号的自吸收，没有它的分子的自恢复的分析将是不完整的。
2016-10-04 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.optics
Collective Motion in the Interfacial and Interior Regions of Supported Polymer Films and its Relation to Relaxation
为了了解集体运动的作用，在聚合物膜中观察到的界面分子流动性的变化往往很大，我们调查的程度集体运动的界面区域的薄支撑聚合物膜和膜内部的分子动力学模拟。与通常所述的预期相反，我们发现，集体运动的程度，如量化的弦状分子交换运动，是类似的聚合物-空气界面层的膜内部的大小，并且两者通常是不同的散装材料。这一发现与Adam-Gibbs描述的介观膜区域内的分段动力学是一致的，其中集体运动的程度与膜的整体构型熵有关，而不是局部定义的集体运动或构型熵的程度。
2019-05-02 cond-mat.soft
Interfacial silica nanoparticles stabilize cocontinuous polymer blends
我们研究了聚合物共混物中共连续结构的形成。这些聚合物双凝胶（双连续界面堵塞的乳液凝胶）由聚苯乙烯低聚物、聚丁烯和荧光疏水性二氧化硅纳米颗粒组成。一个微米级的cocontinuous形态稳定的二氧化硅纳米粒子在界面处的单层。通过激光扫描共聚焦显微镜首次实现了对界面粒子稳定的共连续聚合物共混物中聚结动力学的实时观察。我们证明，抑制聚结产生的纳米粒子的界面覆盖。此外，通过结合共聚焦显微镜与流变学，我们相关的流变学响应的共连续结构与其形态变化。我们发现，流变行为可以归因于界面收缩和颗粒网络形成之间的竞争。此外，我们表明，即使在高于亚稳点的两个聚合物相的再混合之后，颗粒支架也得以维持。最后，我们还讨论了颗粒稳定的共连续结构与普通胶体凝胶在剪切响应上的差异：前者在剪切作用下比后者更脆弱。
2015-01-31 cond-mat.soft
Critical phenomena in colloid-polymer mixtures: interfacial tension, order parameter, susceptibility and coexistence diameter
利用计算机模拟和有限尺寸标度技术研究了一种模型胶体-聚合物混合物的临界行为，即AO模型。考察了界面张力、序参量、磁化率和共存直径。结果表明，界面张力在临界点为零，其指数为2ν~ 1.26。这与3D伊辛指数非常一致。还计算了临界振幅比，这是与相应的三维伊辛值兼容。我们还确定了一些微妙之处，遇到时，有限尺寸标度应用到AO模型。特别是，我们发现，当忽略对数尺寸依赖性时，界面张力的有限尺寸外推是最一致的。这一发现与Berg等人的工作一致。[Phys. Rev. B，V47 P497（1993）]
2004-09-04 cond-mat.soft
Interfacial Thermal Conductance Between a Polyethylene Glycol Polymer Chain and Water: A Molecular Dynamics Study
Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）；Univ Lyon, Univ Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂大学，里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
本研究通过分子动力学模拟揭示了聚乙烯基链与水之间界面热导率的影响因素，发现温度和界面相互作用共同调节热传导，温度起主导作用。
2025-12-02 cond-mat.soft
Extensional Viscosity of Immiscible Polymers Multinanolayer Films: Signature of the Interphase
本文通过多层纳米共挤出技术放大不相容聚合物界面响应，结合拉伸流变测量与加和模型，发现高应变速率下存在1-10 MPa的界面相模量，实现了对不相容聚合物共混物界面流变性能的定量表征。
2023-08-16 cond-mat.soft
Friction of polymers: from PDMS melts to PDMS elastomers
研究了聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物熔体在非吸附表面上的滑移行为。对于足够高的剪切速率，已观察到与本体流体粘度成比例的恒定滑移长度，与Navier的界面方程一致，并表明界面Navier的摩擦系数是一个局部量，与聚合物分子量无关。比较从这些测得的滑移长度推导出的界面剪切应力与交联PDMS弹性体测得的可用摩擦应力，我们直接比较了界面熔体或弹性体摩擦系数与单体-单体摩擦。
2017-12-19 cond-mat.soft
Interfacial Entropic Interactions Tunes Fragility and Dynamic Heterogeneity of Glassy Athermal Polymer Nanocomposite films
在纳米颗粒和基体聚合物之间的界面处的焓相互作用已知影响所得聚合物纳米复合材料（PNC）的各种性质。对于无热PNCs，由嵌入在化学上相同的聚合物中的接枝纳米颗粒组成，在确定纳米复合材料的性质中界面层（IL）相互作用的作用和程度不是很清楚。在这里，我们展示了界面层动态的脆弱性和动态异质性（DH）的非热和玻璃PNCs的影响。通过改变接枝与基质聚合物的尺寸比f来改变IL性质，这又改变基质链渗透到接枝层中的程度。发现PNCs的脆性随熵相容性的增加而单调增加，其特征在于穿透深度的增加。相反，在大多数聚合物和玻璃形成者的观察，我们观察到的依赖IL动态的脆弱性和DH之间的反相关性，量化的实验估计Kohlrausch-Watts-Williams参数和从模拟获得的非高斯参数。
2018-08-22 cond-mat.soft
Interfacial Instability of Charged End-Group Polymer Brushes
我们考虑一个聚合物刷接枝到一个表面（作为一个电极），并在其自由端承载一个带电基团。使用第二个远距离电极，刷子受到恒定电场的作用。基于一个粗粒度的连续介质模型，我们计算了刷的平均高度，发现刷可以拉伸或压缩取决于所施加的电场和电荷端基。我们进一步研究了平坦聚合物刷的波动模式，发现静电能量与波动波数$q$成线性比例。与表面张力的竞争，缩放为$q^2$，倾向于稳定具有明确定义的波长的聚合物刷的横向$q$模式。该波长取决于刷子高度、表面分离和若干系统参数。
2008-01-22 cond-mat.soft
Polymer Welding: Strength Through Entanglements
对聚合物的热焊接进行了大规模模拟，以研究聚合物-聚合物界面处的机械强度随焊接时间的上升。焊接工艺是将聚合物元件集成到器械中以及聚合物热诱导愈合的核心;这些工艺要求界面强度与本体强度相等。我们的模拟表明，界面强度饱和的体积剪切强度之前，聚合物扩散的回转半径。随着强度的增加，其主要失效模式由界面处的拔链转变为本体处的断链。形成足够的纠缠在整个接口，我们跟踪使用原始路径分析是需要逮捕灾难性的链拔出接口。直到界面处的纠缠密度达到体积值，体积响应才完全恢复。此外，饱和前的界面强度的增加是成比例的链之间的界面缠结从相反的两侧。
2012-11-29 cond-mat.soft
Tuning the Mechanical Properties in Model Nanocomposites: Influence of the Polymer-Filler Interfacial Interactions
本文通过直接比较未接枝和PS接枝的SiO2在PS基体中的分散情况，研究了PS/SiO2纳米复合材料中聚合物-填料界面对填料分散和力学增强的影响。结合小角中子散射（SANS）测量和透射电子显微镜（TEM）图像研究了纳米颗粒的结构。通过板/板流变学和单轴拉伸在宽范围的变形下研究了力学性能。在低二氧化硅体积分数，颗粒排列，对于这两个系统，在小的有限尺寸的非连接的聚集体和材料表现出固体状的行为独立于本地的聚合物/填料的相互作用，这表明增强是由额外的长程效应为主。在高二氧化硅体积分数下，产生连续连接的网络，导致增强的快速增加，其幅度然后直接取决于局部颗粒/颗粒相互作用的强度，并且由于接枝聚合物的变形，接枝的幅度较低。
2011-07-10 cond-mat.soft
Emulsion-templated formation of poly(N-isopropylacrylamide):surfactant mixed shells by thermo-enhanced interfacial complexation
脆弱的生物大分子的封装对于许多生物技术应用至关重要，但仍然具有挑战性。油包水乳液中的界面络合（IC）被证明是在胶囊前体水滴表面形成保护性聚合物层的有效过程。我们建议通过在界面聚合物层中引入温敏聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）链来进一步增强该IC过程。在这项工作中，我们实现了表面活性剂聚合物IC在氟碳油包水乳液之间的水溶性聚（L-赖氨酸）-g-聚（N-异丙基丙烯酰胺）阳离子共聚物（PLL-g-PNIPAM）和油溶性阴离子表面活性剂。我们证明了PNIPAM链的热塌缩转变触发了最初由IC形成的聚合物层的富集。该过程被利用来不可逆地分离界面聚合物层中的水溶性纳米颗粒，从而产生凝胶状混合壳。我们证明，这种传统IC的热增强是一种很有前途的胶囊壳的形成，加强和功能化的方法。由于在温和条件下实施，热增强IC还与蛋白质的包封相容，为生物大分子的新递送系统铺平了道路。
2021-05-05 cond-mat.soft
Effects of Molecular Composition and Chain Length on the Interfacial and Thermodynamic Properties of Cyclic and Linear Polymer Blends
本研究利用Kremer-Grest模型探讨分子量和链架构对环状与线形聚合物共混物界面吸附及热力学性质的影响，旨在为可持续材料设计提供见解。
2025-07-10 cond-mat.soft
Structure and Strength at Immiscible Polymer Interfaces
聚合物-聚合物界面的热焊接对于将聚合物元件集成到装置中是重要的。当两种不同的聚合物连接在一起时，焊接的强度主要取决于不可渗透的程度。我们进行大规模的分子动力学模拟的结构强度关系在不混溶聚合物界面。我们的模拟结果表明，不可渗透逮捕相互扩散和限制平衡界面宽度。即使对于弱不混溶膜，窄的界面是无法有效地转移应力变形后，作为散装材料，和链拔出的界面成为主导的故障机制。这大大降低了界面强度。不混溶界面的弱响应示出产生从一个不足的密度的纠缠整个接口。我们证明，有一个阈值界面宽度，低于该阈值，没有显着的纠缠可以形成相对侧之间，以加强接口。
2013-10-14 cond-mat.soft
Influence of the Graft Length on Nanocomposite Structure and Interfacial Dynamics
本文通过介电谱、X射线散射和模拟，研究了C8短链接枝对纳米粒子分散及聚合物界面动力学的影响，发现接枝可减弱动力学减速并实现渐进调控，界面层厚度约5纳米。
2023-10-17 cond-mat.soft
Effect of excluded volume interactions on the interfacial properties of colloid-polymer mixtures
本文采用巨正则蒙特卡罗模拟对胶体-聚合物混合物的平衡相图和界面性质进行了数值研究。胶体颗粒被视为硬球，而聚合物链被描述为软排斥球。聚合物-聚合物、胶体-聚合物和壁-聚合物相互作用通过由Bolhuis和Louis导出的密度依赖性势来描述[Macromolecules，35（2002），第1860页]。我们将我们的结果与Asakura-Oosawa-Vrij模型进行了比较，该模型将聚合物视为理想颗粒。我们发现，驱动分层过渡所需的聚合物的数量是较大的相互作用的聚合物，气液界面张力较小。当系统被限制在两个平行的硬板之间时，我们发现毛细冷凝。与AOV模型相比，我们发现聚合物之间的排斥体积相互作用抑制了毛细凝聚。为了诱导毛细冷凝，与理想聚合物相比，需要更小的不饱和度和更小的板分离。
2007-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How Tuning Interfaces Impacts the Dynamics and Structure of Polymer Nanocomposites Simultaneously
本文通过宽带介电谱和小角X射线散射等方法，研究了表面修饰对聚(2-乙烯基吡啶)/二氧化硅纳米复合材料微观动力学与结构的影响，揭示了接枝密度如何调节聚合物-颗粒相互作用及界面层动力学。
2023-10-23 cond-mat.soft
A density--functional study of interfacial properties of colloid--polymer mixtures
胶体-聚合物混合物的界面性质检查内的一个有效的单组分表示，其中的聚合物的自由度被追溯出来，留下一个流体的胶体颗粒通过聚合物引起的损耗力相互作用。限制是零，一个和两个-身体有效的潜力，和自由能功能是用来治疗胶体排除体积相关性内罗森菲尔德的基本措施理论，和耗尽-诱导吸引力内的一阶微扰理论。该功能允许理想和相互作用的聚合物的一致处理。该理论适用于硬壁附近的表面性质，两个壁之间的耗尽相互作用，以及流体-流体界面的分层胶体-聚合物混合物。本理论的结果比较以及预测的一个完全的两个组分表示的混合物的胶体和理想的聚合物（朝仓-大泽模型），并允许系统的调查聚合物-聚合物相互作用对界面性质的影响。特别是，壁表面张力被发现是显着大于相互作用比理想的聚合物，而相反的趋势是预测的流体-流体界面张力。
2004-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Classification of interfacial water governed by water-polymer interactions in hydrated polymers: A molecular dynamics simulation study of ethylene-based and acrylate polymers
The University of Osaka（大阪大学）
通过分子动力学模拟，研究七种水合聚合物中水-聚合物相互作用对界面水行为的影响，将水合类型分为高度水合、疏水和柔性水合三类。
2026-05-09 cond-mat.soft
Contact mechanics with adhesion: Interfacial separation and contact area
研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。我们目前的分子动力学（MD）模拟结果的界面应力分布和壁-壁分离。我们比较了MD的相对接触面积和平均界面分离的结果，与预测的接触力学理论的Reherson。我们发现理论和模拟结果之间的良好协议。我们将该理论应用于Benz等人研究的涉及聚合物与聚合物接触的系统，但在这种情况下，粘附力仅对作为挤压压力的函数的界面分离进行了很小的修改。
2008-08-26 cond-mat.soft
Interfacial Slip in Sheared Polymer Blends
我们发展了一个动态自洽的场论，没有任何可调参数，在剪切下的非缠结聚合物共混物。我们的模型考虑了聚合物之间的相互作用，使人们能够计算剪切自洽下的局部流变学，微观结构和聚合物链的构象的演变。利用该模型研究了聚合物共混体系的剪切界面动力学行为，并与分子动力学模拟进行了定量比较。我们发现这两种方法之间有很好的一致性。
2004-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Investigation of Static and Dynamic Interfacial Properties in Ice-Polymer Premelting Layers
本研究采用分子动力学模拟与机器学习辅助分析，揭示了亲水与疏水聚合物表面对冰-聚合物预熔层厚度、水结构及扩散率的差异化影响，为防冰与低摩擦材料设计提供指导。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of solvent quality on polymer solutions: a Monte Carlo study of bulk and interfacial properties
采用蒙特卡罗模拟研究了溶剂质量对聚合物稀、半稀溶液体系的影响。状态方程，硬壁附近的吸附，壁-聚合物表面张力和有效耗尽电位都计算作为浓度和溶剂质量的函数。我们发现在良好的和θ溶剂的聚合物之间的重要差异。在稀释状态下，聚合物在θ溶剂中的物理性质与理想聚合物的物理性质非常相似。然而，在半稀释的制度，发现显着的差异。
2004-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary-Wave and Chain-Length Effects at Polymer/Polymer Interfaces
采用连续空间珠弹簧模型研究均聚物二元共混物的相行为以及两个不混溶相之间的界面结构。的接口的结构作为一个功能的imperbability，链长，和系统的大小进行了研究。观察到毛细波，并且它们的测量使我们能够确定表面张力$γ$。我们提出了一个更普遍的方法来测量的界面宽度的第二时刻的不同贡献的界面轮廓的一阶导数。这种方法的预测直接验证。研究了链长对表面张力的影响。
1997-09-17 cond-mat.soft
Tensile Fracture of Welded Polymer Interfaces: Miscibility, Entanglements and Crazing
大规模的分子模拟进行研究拉伸破坏的聚合物接口作为焊接时间$t$的函数。拉伸应力、失效模式和界面断裂能$G_I$的变化与由原始路径分析确定的界面缠结的变化相关。本体聚合物通过银纹形成而失效，随后通过断链而发生银纹断裂。在小的$t$中，焊接界面的强度不足以支撑裂纹的形成，并且在小的应变下通过界面处的链拔出而失效。一旦链在界面上形成平均约一次缠结，则在整个样品中形成稳定的银纹。随着焊接时间的延长，银纹的破坏应力逐渐增大，当界面接近体强度时，银纹的破坏方式由拔链型向断链型转变。界面断裂能$G_I$通过耦合模拟结果的连续断裂力学模型计算。如在实验中，$G_I$在平均本体断裂能$G_b$饱和之前作为$t^{1/2}$增加。在以前的模拟剪切强度，饱和与体积缠结密度的恢复。在饱和之前，$G_I$与界面缠结的面密度成比例。不可渗透性限制了相互扩散，从而抑制了界面处的纠缠。即使是很小程度的不相容性也足以减少界面缠结，从而通过链拔出和$G_I \ll G_b$而发生失效。
2014-10-07 cond-mat.soft
New Field Model of Polymer/Nanoparticle Mixture-Realizing Discreteness in the Continuous Description
场论方法是预测聚合物体系组装结构的有效方法。然而，对于聚合物/纳米颗粒混合物，连续密度描述不适合于捕获颗粒的真实组装，特别是当颗粒的尺寸远大于聚合物链段时。在这里，我们开发了一个基于场的模型，其中粒子最终是离散的，因此它可以克服传统场描述的缺点，例如，对聚合物-颗粒界面和排除体积相互作用的不充分和粗糙的处理。我们应用该模型来研究最简单的系统的纳米粒子浸没在稠密的均聚物溶液。我们的模型可以更精细地处理耗尽效应和界面相互作用。洞察到的结构变化，由于耗尽和界面之间的相互作用的竞争的crackpic和/或熵的起源。在界面引力强、耗尽长度大的情况下，观察到耗尽增强的桥联聚集等新现象。这种方法很容易扩展到研究更复杂的聚合物基纳米复合材料或生物相关的系统，如树枝状聚合物/药物封装和膜/颗粒组装。
2015-08-25 cond-mat.soft
Active Hydrodynamics Couples Polymer Organization, Shape Fluctuations, and Motility in Deformable Droplets
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
通过DPD模拟发现，伸展型活性促进聚合物平行排列并增强液滴运动持久性，收缩型活性导致垂直组织并维持近弹道运动，揭示了活性流体动力学对内部结构与运动性的调控机制。
2026-09-18 cond-mat.soft
Effect of long range forces on the interfacial profiles in thin binary polymer films
本文研究了表面场对限制在两平行壁面之间的二元聚合物熔体界面性质的影响。每个壁通过非延迟的范德华势吸引共混物的不同组分。平行于表面的界面稳定在膜的中心。使用广泛的蒙特卡罗模拟，我们研究的界面特性作为膜厚度的函数，表面力的强度和横向尺寸超过该公司跨膜的平均。我们发现毛细波加宽的表观界面配置文件的证据。然而，表观界面宽度不能定量地描述由一个简单的对数依赖于膜厚度。蒙特卡罗模拟结果表明，表面场的存在使本征界面宽度进一步减小，有效界面张力随薄膜厚度的减小而增大。这些修改的内在的界面性质的自洽场计算证实。考虑到本征界面性质的厚度依赖性和毛细波展宽，我们可以定量地描述我们的模拟结果。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial performance evolution of ceramics-in-polymer composite electrolyte in solid-state lithium metal batteries
本研究基于混合单元法建立考虑陶瓷夹杂与基体黏弹性的理论模型，探讨LLTO颗粒参数对SCE界面力电响应的影响，为高性能固态电池的界面优化提供指导。
2024-09-24 cond-mat.soft
Wall-Fluid and Liquid-Gas Interfaces of Model Colloid-Polymer Mixtures by Simulation and Theory
我们进行了一个模型悬浮液的硬球胶体直径$σ_c$和非吸附的理想聚合物线圈直径$σ_p$的界面性质的研究。对于与平面硬壁接触的混合物，我们从模拟中获得的壁-流体界面自由能，$γ_{wf}$，尺寸比$q=σ_p/σ_c=0.6$和1，使用热力学积分，并研究（过量）的胶体，$Γ_c$，和聚合物，$Γ_p$，在硬壁的吸附。自由液-气界面的界面张力$γ_{lg}$在模拟中通过三种不同途径获得：i）根据毛细波理论的预测，从研究界面宽度的系统尺寸依赖性，ii）从巨正则系综中共存时胶体密度的概率分布，以及iii）对于胶体液体完全润湿壁的状态点，从将$γ_{lg}$与壁-液体和壁-气体界面张力之差$γ_{wl}-γ_{wg}$关联的Young方程。此外，我们计算$γ_{wf}, Γ_c$，和$Γ_p$使用密度泛函理论和基于自由体积理论的标度粒子理论。模拟结果与密度泛函理论的结果吻合较好，而标度粒子理论的结果定量地偏离，但再现了一些基本特征。从三种不同的路线得到的$γ_{lg}$的模拟结果都是很好的协议。密度泛函理论预测的$γ_{lg}$具有良好的精度为高聚合物储层充填分数，但产生的模拟结果接近临界点的偏差。
2005-05-30 cond-mat.soft
Demixing in athermal mixtures of colloids and excluded-volume polymers from a density functional theory
研究了胶体和排斥体积聚合物模型非热混合物的结构和界面性质。胶体颗粒被建模为硬球，而聚合物线圈被建模为从切向结合的硬球形成的链。在非局域密度泛函理论的框架下，我们研究了链长对表面张力和界面宽度的影响。我们发现，胶体相互作用的聚合物混合物的界面张力随链长的增加，是显着小于理想的聚合物。对于某些参数，我们发现振荡的胶体和聚合物的密度分布的胶体丰富的部分的振荡周期的顺序的胶体直径。界面宽度是几个胶体直径宽，也随着链长增加。我们发现端部段的界面宽度大于中间段的界面宽度，并且这种效果对于较长的链更明显。
2004-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slip and friction mechanisms at polymer semi-dilute solutions / solid interfaces
研究了聚合物体积分数$ϕ$对聚苯乙烯在邻苯二甲酸二乙酯中的半稀溶液与两个固体表面接触时的稳态滑移和界面摩擦的影响。所有样品都有明显的滑移，滑移长度b服从幂律关系。Navier界面摩擦系数k由滑移长度测量值和溶液粘度$η$的独立测量值推导得出。所观察到的k与$ϕ$的比例明显排除了基于耗尽层存在的摩擦的分子机制。相反，我们表明，$η$（$ϕ$）和k（$ϕ$）的数据被理解时，考虑到溶剂摩擦$ϕ$的依赖性。两个模型，基于摩擦的斑点或固体表面上的单体，很好地描述了我们的数据。两者都指出Navier界面摩擦是一种半局部现象。
2021-05-10 cond-mat.soft
Network evolution controlling strain-induced damage and self-healing of elastomers with dynamic bonds
本研究利用CGMD模拟揭示动态聚合物网络中最短路径演化与宏观损伤、松弛及自修复行为的联系，并提出最短路径与应力、应变相互作用的经验规则。
2024-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of Added Salts on the Interfacial Dynamics of Monovalent Metal Ions and Model Water-Soluble Polymers
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示单价盐对水溶性聚合物界面水合层动力学的影响，发现纳米尺度动态水合层迁移率梯度遵循通用函数形式，为理解离子特异性效应提供重要进展。
2026-10-06 cond-mat.soft
Probing the adsorption/desorption of amphiphilic polymers at the air-water interface during large interfacial deformations
由于疏水部分的高锚定能，疏水改性的聚合物是用于稳定液体界面的良好候选物。本文通过研究一系列自制的接枝度可控的疏水改性聚合物在大面积膨胀和压缩下的行为，探讨了它们的界面锚定作用。通过将测得的界面张力与我们在吸附单体数量恒定的情况下预期的界面张力进行比较，我们能够推断出在面积变化期间是否发生解吸或吸附。我们发现，具有最长疏水接枝的聚合物链的解吸附比具有最短接枝的聚合物更大的压缩，因为它们的较大的解吸附能。此外，我们观察到具有最高接枝密度的聚合物的更多解吸。我们将这种违反直觉的结果归因于这样的事实，即对于高接枝密度，聚合物环的长度较短，因此对于这些层，压缩时的弹性损失较大，导致更快的解吸。膨胀实验表明，吸附锚的数量保持恒定的情况下，具有低接枝密度的链，而接枝度最高的链似乎表现出一定程度的吸附在膨胀过程中。因此，对于这些高度接枝的链，在界面附近可能存在未吸附的接枝物，其在膨胀时可能快速吸附到界面。
2019-03-01 cond-mat.soft physics.app-ph
Programmed Wrapping and Assembly of Droplets with Mesoscale Polymers
大自然非常善于使用界面来构建结构，封装试剂和调节生物过程。受大自然的启发，我们描述了柔性聚合物基带，称为“介观聚合物”（MSP），以调节与液滴的界面相互作用。这产生了前所未有的鞭毛状结构和MSP包裹液滴形式的混合组装体。这些混合结构的成功制备取决于界面相互作用和定制的MSP组合物，例如具有对流体-流体界面具有明显不同的亲和力以及机械性质的结构域的MSP。MSP液滴相互作用的原位测量证实，MSP具有可以忽略不计的弯曲刚度，允许界面能驱动中尺度组装。通过利用这些界面驱动力，介观聚合物被证明是一个强大的平台，支持在流体中制备复杂的混合结构。
2021-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mixtures of Charged Colloid and Neutral Polymer: Influence of Electrostatic Interactions on Demixing and Interfacial Tension
用自由体积理论研究了带电胶体和中性非吸附性聚合物二元混合物的平衡相行为。首先将带电硬球大离子和理想粗粒有效球聚合物的模型混合物映射到具有非加性直径的二元硬球混合物上，然后映射到有效Asakura-Oosawa模型上[S. Asakura和F. Oosawa，J.Chem.Phys.22，1255（1954）]。有效模型是由一个单一的无量纲参数定义的-聚合物直径的有效胶体直径的比率。对于高盐浓度比，自由能的自由体积近似用于计算流体相图，其描述分层成富胶体（液体）和贫胶体（蒸气）相。增加静电相互作用的范围使分层双结点向更高的聚合物浓度移动，从而稳定混合物。增强的稳定性是由于聚合物耗尽引起的静电排斥大离子之间的吸引力减弱。与密度泛函理论预测的比较表明，在液-气界面张力的相应增加。预测的相稳定性趋势与观察到的食品胶体中蛋白质-多糖混合物的行为一致。
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bulk and Interfacial Shear Thinning of Immiscible Polymers
采用非平衡分子动力学模拟研究了不相容对称聚合物共混体系的剪切变稀行为。相分离的聚合物经受通过平行于流体-流体界面移动壁而施加的简单剪切流。粘度在本体中以比在界面处低得多的速率开始剪切变薄。界面粘度的整个剪切速率依赖性与也描述界面宽度的较短有效链长$s^*$一致。该$s^*$与链长$N$无关，并且仅是两种聚合物的不相容程度的函数。研究了聚合物构象的变化与位置和剪切速率的函数关系，剪切变稀与沿速度梯度的回转半径分量的减小比与沿流动的伸长更密切相关。在界面处，链的这种收缩与$N$无关，并且与长度为$s^*$的链的本体行为一致。还研究了构象变化沿链的分布。中心区域开始以随$N$增加而降低的剪切速率拉伸，而链末端处的剪切诱导的变化与$N$无关。
2001-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial Cavitation with Surface Tension: New Insights into Failure of Particle Reinforced Polymers
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Purdue University（普渡大学）
研究揭示了界面空化在粒子增强聚合物失效中的作用，提出表面张力影响空化压力并解释长度尺度效应。
2025-11-24 cond-mat.soft
Interfacial Entanglement-Induced Time-Dependent Solidification of Polymeric Fluids
本研究针对固体界面处聚合物结构随时间演变但流变性质变化不明的问题，通过自制纳米流变仪测量界面流体粘弹性，发现最底层因界面缠结固化导致模量显著增加，且固化使流动边界上移产生负滑移长度，揭示了纳米界面结构对宏观流动的关键调控作用。
2025-08-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary Waves in a Colloid-Polymer Interface
用广泛的蒙特卡罗模拟分析了Asakura-Oosawa（AO）模型中胶体-聚合物混合物共存相界面的结构和统计涨落。我们利用最近开发的巨正则集群移动与一个额外的约束稳定的存在下，在（矩形）框模拟的两个接口。选择非常大的系统，尺寸LxLxD与L=60和D=120，测量单位的胶体半径，毛细管波型界面激发的频谱进行了详细分析。的接口的局部位置被定义在一个（本地）吉布斯表面的概念。对于小的波矢毛细波理论进行了定量验证，而对于较大的波矢出现明显的偏差。对于对应于富胶体相中胶体之间的典型距离的波矢量，界面波动表现出与在体结构因子中观察到的相同的结构。当一个分析的数据在一个波矢量依赖的界面张力的概念，这个数量的单调减少，增加wavevector. The限制，我们的分析进行了严格的讨论。
2004-11-29 cond-mat.soft
Anomalous size-dependence of interfacial profiles between coexisting phases of polymer mixtures in thin film geometry: A Monte-Carlo simulation
在厚度为D且横向线性尺寸为L的薄膜中，二元混合物（A，B）的共存相之间的界面轮廓敏感地取决于线性尺寸和所应用的边界条件和统计系综的性质。通过对对称高分子混合物的键涨落模型的蒙特卡罗模拟，证明了这些现象在受限几何体系中的普遍性。研究了正则系综和半巨正则系综。在正则系综中，界面宽度w（从与本征分布相同数量级的小值开始）像sqrt{D}一样增加，然后交叉到饱和值w_max（w_max^2与ln L成比例）。然而，在半巨正则系综中，对于不太大的L，发现与正则系综中相同的宽度（w与sqrt{D}成比例），而对于大L，界面轮廓在膜厚度的有限部分上被涂抹（对于D ->无穷大，w与D成比例）。我们讨论的影响，这些研究结果的解释模拟和实验。
1997-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfaces between highly incompatible polymers of different stiffness: Monte Carlo simulations and self-consistent field calculations
我们研究了两种高度不相容的不同刚度的聚合物之间的界面性质。广泛的蒙特卡罗模拟的二元聚合物熔体产量详细的界面轮廓和界面张力通过毛细管波动的分析。我们从模拟中提取了一个有效的Flory-Huggins参数，用于自洽场计算。这些考虑到通过单链配分函数的部分枚举的链结构，使用通过纯相的蒙特卡罗模拟获得的链构象。模拟和自洽场计算之间的协议几乎是定量的，但是，我们发现偏离高斯链模型的预测高不相容性或大刚度。在非常高的不相容性的界面宽度是小于高斯链模型的预测，并在增加的统计段长度的半柔性组件。
1997-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial layering in a three-component polymer system
我们从理论上研究了两种聚合物熔体之间的界面的时间演化和空间结构，涉及三个不同的物种（A，A* 和B）。第一熔体由两种不同的聚合物物质A和A* 组成，它们彼此相当无关（Flory参数chi_AA* ~ 0）。第二熔体由纯聚合物B制成，其被物质A强烈吸引（chi_AB < 0）但被物质A* 强烈排斥（chi_A*B > 0）。然后，我们表明，由于这些矛盾的趋势，有趣的属性出现在熔体接触后的界面的演变过程中：作为扩散进行，界面结构成几个相邻的“隔间”，或层，不同的化学成分，此外，中心混合层生长在一个非常不对称的方式。这种不寻常的行为可能会导致有趣的机械性能，并在一个特定的情况下，多组分聚合物界面（相比于传统的双组分界面）的各种应用程序的潜在丰富性演示。
2004-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
State-Resolved Integral of First-Passage Times for Multi-Site Polymer Adsorption
Southeast University（东南大学）
本文提出首达时间态分辨积分（SR-IFS）方法，用于预测多位点聚合物吸附中附着状态的时间分布，并以三臂星形聚合物验证，揭示了从三点附着到异质混合的演化及结合能的调控作用。
2026-09-24 cond-mat.soft
Crazing of Nanocomposites with Polymer-Tethered Nanoparticles
采用分子动力学模拟研究了聚合物接枝纳米粒子与缠结聚合物熔体共混形成的聚合物纳米复合材料的银纹化行为。我们专注于复合材料的银纹化行为相对于纯均聚物基体的三个关键差异，即，较低的屈服应力，较小的延伸率和接枝链长度依赖的失效应力。发现屈服行为主要由局部纳米颗粒接枝聚合物界面能控制，接枝聚合物-聚合物基体界面结构几乎没有相关性。增加纳米颗粒核和接枝聚合物之间的吸引力抑制了空隙成核并导致更高的屈服应力。在银纹生长制度，接枝链节的存在下，100个单体改变了复合材料样品的机械响应，从而产生更小的延伸率和更高的拉伸应力比的均聚物基质。复合材料样品的主要失效机制强烈地依赖于接枝链的长度，对于短链，解缠结是主要的失效机制，而对于大于10Ne的链长度，键断裂是失效模式，其中Ne是缠结长度。
2016-08-03 cond-mat.soft
Structure and rheological properties of soft-hard nanocomposites: Influence of aggregation and interfacial modification
研究了硬质纳米填料颗粒对软质聚合物基体的增强作用。在本文的主体部分，采用小角中子散射（SANS）研究了SiO2填料在基体中的结构，并通过应力-应变等温线表征了复合材料的流变性能。我们的分析使我们能够量化基质中二氧化硅的聚集程度，将其作为pH（4-10）、二氧化硅体积分数（3-15%）和二氧化硅珠粒尺寸（平均半径78 A和96 A）的函数进行研究。流变性能的样品中表示的应变相关的增强因子，突出的贡献的填料。结合结构信息和增强因子的定量分析，可以推导出集料粒径和密实度（10%~ 40%）随体积分数和pH的变化关系。在第二个更探索性的研究中，SANS随后将聚合物链接枝到纳米二氧化硅珠上以用于未来的增强应用。使用氘化材料，通过对比度变化分别测量二氧化硅和聚合物的结构。发现在聚合过程中二氧化硅珠在溶液中的聚集减少，达到相当低的最终聚集数（小于10）。
2004-12-17 cond-mat.soft
Interfacial friction between semiflexible polymers and crystalline surfaces
报道了聚合物熔体与弱吸引结晶表面界面摩擦的分子动力学模拟结果。我们考虑一个粗粒度的珠弹簧模型的线性链可调的内在刚度。界面附近的聚合物链的结构和弛豫动力学被量化的第一简正模的时间自相关函数的回转半径和衰减。我们发现，在小的滑动速度的摩擦系数表现出明显的最大值，这是由于剪切诱导对齐的半柔性链段与固体壁接触。在大滑移速度下，摩擦系数的衰减与链刚度无关。的摩擦系数和剪切粘度的数据被用来阐明主要趋势的非线性剪切速率依赖的滑移长度。讨论了链刚度对第一流体层摩擦系数与结构因子关系的影响。
2012-02-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Enhanced phase segregation induced by dipolar interactions in polymer blends
我们提出了一个广义的理论研究在其骨干上含有偶极子的聚合物共混物的相分离。该理论被用来构建共存曲线，并研究偶极相互作用对共存相之间的平面界面的界面张力的影响。我们表明，在单体的偶极矩，或等效的纯组分的介电常数的失配的失配，导致不稳定的均匀相。利用该理论预测了Flory-Huggins相图的修正。此外，我们表明，界面张力的增加而增加的不匹配的组件的偶极矩。通过扩展Cahn-Hilliard和Helfand-Tagami-Sapse的形式主义，分别构建了扩散和尖锐的聚合物-聚合物界面的密度分布和界面张力。
2014-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microfluidic probing of the complex interfacial rheology of multilayer capsules
使用聚合物膜封装化学品能够控制其运输和输送，用于农业化学或洗涤等应用。为了使聚合物胶囊的设计合理化，有必要了解膜的机械性能如何控制货物的运输和释放。在这篇文章中，我们使用微流体生产模型聚合物胶囊和原位研究他们的行为在受控的拉伸流动。我们的模型胶囊是通过在水中的油滴表面组装聚合物单层和氢键双层而获得的。我们还使用微流体技术原位探测膜的机械性能，该膜在通过收缩引入胶囊然后在更大的腔室中产生的受控拉伸流中。胶囊的变形和松弛取决于其组成，特别是形成膜的聚合物链之间的分子相互作用和第一层的锚定能。我们开发了一个模型，并进行数值模拟，以提取胶囊的主要界面特性，从测量它们在微通道中的变形。
2018-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
One-Step Fabrication of pH-Responsive Membranes and Microcapsules through Interfacial H-Bond Polymer Complexation
生物相容性微胶囊在制药、化妆品和农业化学等领域的活性物质靶向递送方面受到广泛关注。通过聚合物在界面处的自组装获得的胶囊能够结合对刺激的响应性、生物相容性和规模化生产。在这里，我们提出了一个一步的方法来生产原位膜在油-水界面，基于氢键受体和供体之间的聚合物在油和水相，分别氢键络合。通过不同的方法来实现这种稳健的过程，以获得各种尺寸的胶囊，从使用微流体或转子-定子乳化的微米级到使用水滴滴的厘米级。聚合物层具有独特的自修复和pH响应特性。膜在pH = 3时是粘弹性的，随着pH逐渐升高而软化，并且最终在pH = 6以上溶解以释放油相。这种一步制备方法为大量生产功能性胶囊铺平了道路。
2017-05-15 cond-mat.soft physics.app-ph
