Entropic forces exerted on a rough wall by a grafted semiflexible polymer
我们研究的熵力，由于波动的半柔性聚合物，是从一端接枝和刚性和粗糙的墙壁从另一端限制。我们展示了如何粗糙的墙壁修改熵力。除了在平坦壁的情况下存在的垂直力之外，壁的粗糙度向力增加了横向分量。两个垂直和横向分量的力检查不同的值的幅度和波长的粗糙度，并在不同的温度。侧向力受墙体局部坡度控制，而垂直力仅对墙体曲率敏感。我们发现，对于小的压缩，熵力的增加，通过增加曲率的限制壁。除了生物物理的相关性，结果也可能是有用的，在开发基于AFM的实验技术，用于探测表面的粗糙度。
2014-09-23 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
Hydrodynamically enforced entropic trapping of Brownian particles
我们研究了布朗粒子在无旋度（标量势）和无发散（矢量势）力场作用下通过波纹通道的输运。我们开发了一个广义的Fick-Jacobs方法，导致一个有效的一维描述涉及潜在的平均力。作为一个应用程序，被认为是一个压力驱动的流动和一个相反取向的恒定偏置的相互作用。我们表明，对于某些参数，粒子扩散显着抑制通过流体动力学强制熵粒子捕获的属性。
2012-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic force in a dilute solution of real ring polymer chains with different topological structures in a slit of two parallel walls with mixed boundary conditions
本文通过分子动力学模拟研究不同拓扑结构真实环形聚合物链在混合边界条件狭缝中对壁面施加的熵力，结果与理想环形聚合物解析结果定性一致，并指出其在材料工程、生物过程及MEMS/NEMS减摩中的潜在应用。
2024-01-17 cond-mat.soft
Entropic force of polymers on a cone tip
我们考虑聚合物附着在一个圆锥体的尖端，以及由于接近一个板（或另一个圆锥体）的熵损失而产生的力。当分离距离小于聚合物回转半径R_g时，唯一相关的长度尺度是尖端-板（或尖端-尖端）分离距离h，熵力由F=A kT/h给出。普遍振幅A可以与长链聚合物的（几何形状相关的）相关指数相关。我们计算的幻影聚合物，并为自避免（包括星）聚合物的ε膨胀，以及在3维的数值模拟。
2011-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic origin of dielectric relaxation universalities in heterogeneous materials (polymers, glasses, aerogel catalysts)
我们利用非广延系统的最大熵原理导出了非均质材料的普适弛豫函数。松弛函数的幂律指数与全局分形参数简单相关，并且在很长时间内与熵非扩展性参数q相关。对于中间时间，松弛遵循拉伸指数行为。在时域和频域中的渐近幂律行为与随机理论中由Levy中心极限定理的推广导出的Weron广义介电函数的渐近幂律行为一致。这些结果与Jonscher普适性原理完全一致，并在表征气凝胶催化载体的介电性能以及聚合物复合材料的形态与介电性能之间的关系问题中找到了应用。
2006-04-05 cond-mat.soft
Entropic forces generated by grafted semiflexible polymers
用解析法和蒙特卡罗模拟计算了接枝半柔性聚合物在刚性光滑壁面上的布朗涨落所产生的熵力。这种力被认为对几种细胞现象起着重要作用，特别是肌动蛋白聚合驱动的细胞运动和李斯特菌等细菌的运动的物理学。在刚性极限下，当聚合物的持续长度大于其轮廓长度时，我们发现熵力表现出标度行为。我们确定的特征长度尺度和明确的形式的标度函数。在某些渐近制度，我们给出简单的解析表达式，描述了一个非常高的数值精度的全部结果。取决于对细丝的横向波动施加的约束，熵力的函数形式存在特征差异;在二维几何形状中，熵力表现出明显的峰值。
2006-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The role of polymer architecture in the entropy driven segregation and spatial organization of bacterial chromosomes
限制条件下DNA环聚合物之间的熵排斥是控制细菌染色体空间分离的关键机制，尽管蛋白质如何帮助熵分离的过程仍然不完全清楚。在这里，我们建立了一个改性环聚合物结构内的“内部”循环增强了两个重叠的聚合物之间的熵排斥限制在一个圆柱体。此外，它还诱导聚合物链段的熵驱动的空间组织，如在体内所见。为此，我们在模拟中设计了不同结构的聚合物，通过沿链轮廓在特定单体之间引入最小数量的交联。这有助于我们确定导致空间重叠聚合物更快分离以及特定聚合物链段定位的潜在机制。在我们的模拟中，通过频繁释放拓扑约束来辅助观察到的重叠聚合物的分离动力学，通过允许链以规则的间隔交叉来实现。此外，我们比较了自避免聚合物的分离动力学时间尺度，从而突出了拓扑异构酶在允许DNA链偶尔通过彼此的生物系统中的意义。我们使用的斑点模型，以提供一个理论上的理解，为什么或如何某些架构导致增强的熵之间的排斥力的循环，这反过来又导致了在封闭的环境中相对于彼此的段的位置组织。最后，我们建立了一个对应的C.crescentus细菌物种和我们的结果为一个特定的聚合物架构。
2021-12-22 cond-mat.soft
Polymer-mediated entropic forces between scale-free objects
在存在屏障或障碍物的情况下，聚合物的构型数量减少。由此产生的熵损失为相互作用势产生的其他力增加了排斥分量。当障碍物是尺度不变的形状（如圆锥、楔形、直线或平面）时，唯一相关的长度尺度是聚合物尺寸R_0和特征分离，严重限制了熵力的函数形式。具体来说，我们考虑一个聚合物（单链或星）连接到一个圆锥的尖端，在一个表面（或另一个圆锥）的间距h。在非常接近的情况下，使得h<<R_0，分离是唯一剩下的相关尺度，熵力必须采取F=AkT/h的形式。振幅A是普适的，并且可以与在存在障碍物的情况下控制聚合物相关性的异常标度的指数η相关。我们使用解析、数值和ε-展开技术来计算理想和自回避聚合物的附在圆锥尖端（有或没有附加板或圆锥）的聚合物的指数η。对于单一聚合物，熵力在0.1微米下为0.1 pN的量级，并且对于星形聚合物可以增加。
2012-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entrapping a polymer chain in a light well under a good solvent condition
在过去的十年中，激光捕获技术已被积极地应用于阐明大分子，DNA，RNA，细胞骨架纤维等的性质。由于在约300 K下直接捕获单个分子的固有困难，目前大多数关于激光捕获的研究利用实验技术来抓住附着在单个大分子上的微珠，而不是使用直接捕获。一些研究已经证明了在没有任何珠粒的“差”溶剂条件下激光捕获高度堆积的紧凑DNA的适用性。本研究实现了在没有任何微珠的“良好”溶剂条件下对单个DNA分子的激光捕获。伴随着ON/OFF激光照射的构象的时间依赖性的变化进行了测量和分析方面的截留和释放的卷曲聚合物周围的微米级的潜力。
2004-08-20 cond-mat.soft
Local entropic effects of polymers grafted to soft interfaces
本文研究了端栓在流体膜上的高分子链的平衡性质。高分子构象熵的损失导致了非均匀的压力场，我们对高斯链进行了计算。我们通过压力和浓度之间的关系来估计排除体积的影响。在聚合物的压力下，柔软的表面会变形。我们计算的变形轮廓的流体膜，并表明，接近嫁接点，该配置文件假设一个锥形的形状，独立的边界条件。不同聚合物之间的相互作用也由膜变形介导。这种对加性势对于接枝在膜的同一侧上的链是有吸引力的，否则是排斥的。
2000-06-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic phase separation in polymer--vitrimer melts
DICMaPI, Università degli Studî di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；BSMA, IMCN, Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；MSE, University of Crete（克里特大学）；School of Mathematics, University of Leeds（利兹大学）
本文研究了聚合物-玻璃化剂熔体在无能量相互作用下的相分离现象，通过分子动力学模拟验证了自由能模型的准确性，并发现相图与解离系统相似，相分离起始点与玻璃化剂链的功能位数成反比。
2026-09-22 cond-mat.soft
Entropic phase separation of linked beads
我们从理论上研究了由遥爪聚合物连接的微乳液液滴的瞬态网络的模型系统，并解释了最近的实验结果。尽管液滴或聚合物链之间没有任何特定的相互作用，我们预测，随着每滴聚合物的数量增加，系统经历一阶相分离成一个致密的，高度连接的相，与稀释液滴平衡，由聚合物环装饰。相变是纯熵的，并且由液滴的平移熵和它们之间的聚合物连接的构型熵之间的相互作用驱动。由于它是由熵效应主导的，系统的相分离机制是非常强大的，不依赖于网络的具体物理实现。所讨论的模型也适用于其他聚合物连接的颗粒聚集体，例如与短DNA接头连接的纳米颗粒。
2004-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dielectric trapping of biopolymers translocating through insulating membranes
通过基于纳米孔的移位技术对生物聚合物进行灵敏测序需要延长分子在孔中所花费的时间。我们发展了聚合物迁移的静电理论，表明迁移时间可以通过聚合物的介电捕获而延长。在稀盐条件下，低介电常数膜和大介电常数溶剂之间的介电对比引起聚合物的顺式和反式部分之间的吸引力相互作用。这种自吸引作用就像一个电介质陷阱，可以将易位时间提高几个数量级。我们还发现静电相互作用导致移位时间$τ$与聚合物长度$L$的分段缩放。在短的聚合物制度$L\lesssim10$ nm的外部漂移力占主导地位的静电聚合物相互作用，易位的特征在于漂移行为$τ\sim L^2$。在中间长度区域$10\;{\rm nm}\lesssim L\lesssimκ_{\rm b}^{-1}$中，其中$κ_{\rm b}$是德拜-休克尔屏蔽参数，介电陷阱接管漂移力。因此，增加聚合物长度导致易位时间的准指数增长。最后，在长聚合物$L\gtrsimκ_{\rm b}^{-1}$的范围内，盐屏蔽导致电介质陷阱的饱和，移位时间随$τ\sim L$线性增长。这种强烈偏离漂移行为突出了静电相互作用在聚合物易位中所起的重要作用。
2018-10-14 cond-mat.soft
Interactions between colloidal particles induced by polymer brushes grafted onto the substrate
我们调查的两个胶体粒子之间的相互作用能或沉浸在非吸附聚合物刷接枝到基板上作为一个功能的分离的粒子通过使用自洽场论计算。根据胶体的大小和渗透深度，我们证明了存在的排斥能垒的几个$k_{B}T$，这可以解释为分离的相互作用能分为三个部分：胶体-聚合物的界面能，熵的贡献，由于“耗尽区”重叠的胶体颗粒，和熵弹性能量的接枝链的颗粒压缩。排斥势垒的存在，这是完全熵的起源，可以导致动力学稳定的混合物，而不是耗尽絮凝或相分离。因此，目前的结果可能会建议一种方法来控制胶体的自组装行为的目标结构的形成，通过调整在适当选择的胶体尺寸，有效重力（影响渗透深度），和刷覆盖密度的接枝基板上的胶体相互作用。
2006-10-18 cond-mat.soft
Reaching to a small target: entropic barriers and rates of specific binding of polymer to substrate
本文考虑了一个广泛的生物学相关的问题，一个链（如蛋白质）结合到一个序列的受体与匹配的多个配体分布沿链。这种结合在细胞粘附事件和蛋白质自组装中至关重要。使用平均场近似的聚合物动力学，我们首先计算的特征结合时间的拴系的配体达到一个特定的结合位点的表面上。这个时间是由两个独立的熵效应：一个熵的障碍链被拉伸到足以达到遥远的目标，并在表面附近的链构象的限制。然后，我们推导出一个序列的单一绑定事件的特征时间，并发现它是由“拉链效应”，优化的序列的单一和多个绑定步骤。
2017-11-28 cond-mat.soft q-bio.BM
Entropic competition between knots and slip-links
使用规范的蒙特卡罗模拟，我们介绍了一种新的数值方法比较不同的约束和/或拓扑结构的聚合物的熵指数。通过建立能根据自由能交换单体的聚合物链段之间的竞争，我们得到了配分函数的普适指数，与非普适部分的任何知识无关。该方法已成功地测试了用滑环装饰的封闭聚合物环。我们还研究了熵指数的回路与固定的结类型，在这种情况下，我们是有限的强尺寸效应的限制。
2003-06-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Giant enhancement of hydrodynamically enforced entropic trapping in thin channels
使用我们的广义Fick-Jacobs方法[Martens等人，PRL 110，010601（2013）; Martens等人，EUR. Phys. J. Spec. Topics 222，2453-2463（2013）]和广泛的布朗动力学模拟，我们研究了通过不同高度的三维周期性通道的粒子输运。定向运动是由沿通道轴线作用的恒定偏压和压力驱动流的相互作用引起的。在通道方向上的流动剖面形状与通道高度的巨大变化反映在一个关键的依赖性的平均颗粒速度和有效扩散系数的通道高度。特别是，我们观察到一个巨大的抑制薄通道中的有效扩散率;四个数量级相比，散装值。
2014-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Cohesion in Vitrimers
本文通过模拟与理论证明，在Vitrimer中引入与链键同尺寸的动态键会因熵效应增强内聚力并提高聚合物密度，且交联点在界面处被耗尽，表明密度可作为调控动态交联聚合物性质的关键变量。
2024-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Free-energy landscape of a polymer in the presence of two nanofluidic entropic traps
本文通过蒙特卡洛模拟和WHAM2D方法计算了纳米缝-双纳米坑复杂几何结构中聚合物的自由能景观，揭示了简化解析模型在定量预测上的局限性，并强调精确数值计算的重要性。
2024-09-05 cond-mat.soft
Entropic Trapping of Hard Spheres in Spherical Confinement
National Institute of Technology Warangal（瓦兰加尔国家理工学院）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
研究通过模拟硬球在球形约束中的自组装，揭示了大球因熵效应对晶格结构的捕获机制，发现大球迁移至晶格顶点并形成完美二十面体框架。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Rethinking the Transient Network Concept in Entangled Polymer Rheology
缠结聚合物液体的经典流变学理论建立在两个支柱上：缠结链的高斯统计和应力完全来自于分子内构型熵变化的假设。我们发现，这两个假设不支持聚合物熔体的分子动力学模拟。具体而言，在纠缠长度尺度及以下的段分布函数偏离理论预测，在平衡和变形状态。进一步的构象分析表明，在缠结长度尺度上的链内熵应力远小于总应力，表明链间熵的贡献相当大。最后，在变形和应力松弛过程中，缠结链熵应力与宏观应力之间的关系呈现出经典理论无法解释的分叉现象。
2019-06-11 cond-mat.soft
Layer-by-layer assembly of colloidal particles deposited onto the polymer-grafted elastic substrate
利用自洽场和密度泛函理论，我们提出了一种在聚合物接枝基底上实现胶体空间有序排列的新途径。我们发现，接枝聚合物到基板上可以有效地控制沉积的胶体之间的平衡的结果的空间分散的胶体沉降力和熵弹性力的刷子，和胶体可以形成意想不到的有序结构上的接枝基板。胶体颗粒在弹性“软”基底上的沉积过程包括两个步骤：刷介导的胶体晶体的一维排列和受控的逐层生长，所述逐层生长由非吸附性聚合物溶剂熵驱动，随着颗粒的增加。结果表明，通过简单地使用接枝基板，而不是周期性图案化的模板，在适当选择的胶体尺寸，有效的沉积电位，刷覆盖密度的高度有序和无缺陷的结构的生产的可能性。
2006-11-04 cond-mat.soft
Entropic pressure in lattice models for polymers
在晶格模型中，表面上的局部压力来自于由于排除某个边界位置而导致的系统自由能的变化，而表面上的总力可以通过类似地排除所有表面位置来获得。在这些定义中，虽然晶格系统表面上的总力与连续系统中测量的力相匹配，但局部压力不匹配。此外，在晶格系统中，局部压力之和不等于连续系统中所需的总力。这种差异是由表面位置的占用之间的相关性以及在压力和力的定义中使用的表面单元的有限位移引起的。这个问题在研究以晶格上的随机或自回避行走为代表的聚合物的熵压时尤为突出。我们提出了一个修改后的表达式的局部压力，满足适当的压力和总的力之间的关系，并表明，对于理想的聚合物在尺度不变的边界的存在下，它产生定量正确的值为连续系统。所需的压力校正是非局部的，即，它取决于聚合物和表面的接触点之间的长程相关性。
2014-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fractional Separation of Polymers in Nanochannels: Combined Influence of Wettability and Structure
在纳米孔中捕获大分子在聚合物分离，过滤生物分子等方面有着广泛的应用。然而，调整聚合物在纳米尺度通道中的运动受到速度的对流和扩散分量的限制。利用聚合物对溶剂和壁的亲和力以及聚合物结构，提出了诱导聚合物选择性捕获的机制。类似的分馏的烃类的分子量的基础上，分馏分离的技术，取决于在一个坑，位于垂直于流动的不同深度的聚合物链的通道润湿性的建议。根据聚合物链的性质和表面化学性质，可以预测聚合物在凹坑中特定水平的分离。这种行为源于聚合物结构的差异，导致基于润湿性的捕获和熵捕获之间的竞争。这项研究的结果提出了一种新的方法，分离生物聚合物的基础上，而不依赖于通道的几何结构。
2016-05-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Free energy of a folded semiflexible polymer confined to a nanochannel of various geometries
利用蒙特卡罗模拟研究了长通道内折叠半柔性聚合物的构象性质。我们测量构象自由能相对于聚合物的端到端距离的变化，并从这些功能中，我们提取的发夹折叠的自由能，以及所产生的熵力沿通道重叠的聚合物的部分之间的相互作用。我们考虑缩放的自由能相对于不同的持久性长度的聚合物，以及在圆柱形，矩形和三角形通道的限制的通道尺寸。我们专注于聚合物的行为在经典的Odijk和回折Odijk制度。我们发现熵力的缩放接近预测的缩放参数，在第二维里水平上处理偏转段之间的相互作用。此外，测得的发夹折叠自由能是一致的，直接从最近的圆柱形通道的理论计算。它也是一致的，从测量的聚合物的全球持久性长度在最近的模拟研究中的反折Odijk政权的值。
2018-05-31 cond-mat.soft
How a single stretched polymer responds coherently to a minute oscillation in fluctuating environments: An entropic stochastic resonance
在细胞内，生物聚合物通常位于受限的流体环境中，例如，细胞骨架网络染色质中伸展的DNA。定量地了解它们如何利用其灵活性对微小信号做出最佳响应是至关重要的，通常，微小信号在时间上远离平衡波动。为此，我们分析研究了拉伸单半柔性链在振荡力或电场作用下的粘弹性响应及其随机共振。包括链段之间的流体动力学相互作用，我们评估的聚合物延伸的动力学相干响应的力或场。我们发现，在噪声强度（温度）的响应的功率放大因子可以达到最大的增长，随着链长的增加，指示的熵随机共振（ESR）。特别是对于一个带电链下的电场，我们发现，最大值也发生在一个最佳的链长，ESR的一个新的功能。的流体动力学相互作用被发现，以提高功率放大，代表独特的聚合物协同性的流体背景赋予尽管其过阻尼性质。对于慢振荡力，共振行为由最长波长的链波动解释。这种新的ESR现象表明生物聚合物如何在过阻尼环境中自组织，利用其灵活性和热波动。
2012-08-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Free energy of self-avoiding polymer chain confined between parallel walls
本文提出通过人工弹性弹簧连接平行壁并测量平均约束力的方法，计算受限自回避聚合物链的自由能，并给出解析表达式以补充理想链经典理论，适用于多种平行壁受限场景。
2025-07-04 cond-mat.soft
Entropic organization of topologically modified ring polymers in spherical confinement
Indian Institute of Science Education and Research, Pune（印度科学教育研究所浦那分校）；Indian Institute of Science Education and Research, Berhampur（印度科学教育研究所布兰普尔分校）
研究通过引入拓扑修饰观察环状聚合物在球形约束中的自组织现象，发现单个环状聚合物中大环更靠近球壁，而多个环状聚合物时小环更靠近球壁，拓扑修饰影响聚合物的熵驱动组织。
2025-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Designing enhanced entropy binding in single-chain nano particles
单链纳米粒子（SCNP）是一类新型的生物和软物质聚合物物体，其中一部分单体能够形成等效的聚合物内或聚合物间键。在这里，我们数值计算表明，一个完全熵的气-液相分离可以发生在SCNP系统。控制的不连续（一阶）的变化-从一个独立的稀释（完全键合）的聚合物相的相，其中聚合物相互熵结合，形成一个（完全键合）的聚合物网络-可以实现通过一个明智的设计的图案的反应性单体沿聚合物链。这种敏感性来自于控制结合的不同熵贡献之间的微妙平衡。
2022-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Elasticity of Twist-Storing Polymers
研究了扭转约束聚合物的统计力学。聚合物被建模为具有弯曲刚度A kT和扭转刚度C kT的波动杆。在这样的模型中，热弯曲波动通过关系Lk = Tw + Wr在几何上耦合到所施加的扭矩。我们探讨这种耦合，并找到我们的模型和最近的实验结果之间的预测一致的单双链DNA分子。该分析提供了微观扭转刚度（在螺旋重复上平均）的实验测定。使用C=109 nm获得理论和实验之间的定量一致性。该理论进一步预测了弯曲波动引起的有效扭转刚度的热降低。最后，我们发现一个小的反射的分子手性的实验数据和解释它的DNA双链体的扭曲-拉伸耦合。
1998-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Trapping, gliding, vaulting: Transport of semiflexible polymers in periodic post arrays
可变形颗粒通过多孔介质的输送是从过滤到石油回收到生物制剂的输送和扩散的大量应用的基础。使用直接的数值模拟，我们分析了半柔性聚合物的动力学的影响下，在一个结构化的二维晶格作为一个理想化的多孔介质中施加的流量。这一问题在爬行的限制和长链聚合物分子如DNA通过微柱阵列进行电泳色谱分离方面受到了广泛关注。与长熵分子相反，弹性聚合物的动力学是由障碍物散射和流动诱导的屈曲不稳定性的组合引起的。我们确定了三种主要的运输方式，涉及捕获，滑翔和拱顶的障碍物周围的聚合物，我们揭示了他们的基本特征，使用工具从动力系统理论。这些散射动力学的相互作用与运输和变形中施加的流的结果在长时间的渐近分散的质量的质心，我们量化的流体动力学色散张量。然后，我们讨论了一个简单而有效的色谱装置，利用不同的运输模式之间的竞争，在稀悬浮液中的细丝排序根据其长度。
2020-06-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the statistical physics and thermodynamics of polymer networks: a Eulerian theory for entropic elasticity
本研究提出一种基于统计物理与热力学的欧拉理论，通过全局热力学平衡条件描述聚合物网络分子运动学，构建了优于现有模型的超弹性模型，并揭示了链取向相变引发的双轴不稳定性。
2025-07-15 cond-mat.soft
Trapping and Wiggling: Elastohydrodynamics of Driven Microfilaments
本文对受粘性阻力或点力作用的半柔性细丝进行了一般的理论分析。这些是设计用于测量生物聚合物弯曲模量的动态实验中的相关力。通过类比流体力学中的"斯托克斯问题”（由粘性流体边界的壁引起的流体运动），我们考虑聚合物的运动，其一端以脉冲或振荡的方式移动。这种移动的聚合物的时间依赖性的形状的分析解决方案内获得适用于小振幅变形的分析。在振荡驱动的情况下，特别注意由振荡频率、聚合物持续长度和粘性阻力系数确定的特征长度。利用光阱操纵肌动蛋白丝的实验证实了理论分析所预言的标度律，为测量弹性弯曲模量提供了一种新的技术。还提出了几个发表的实验微管的重新分析。
1997-03-28 cond-mat.soft
Segment-Scale, Force-Level Theory of Mesoscopic Dynamic Localization and Entropic Elasticity in Entangled Chain Polymer Liquids
我们开发了一个段尺度，基于力的理论的故障的非纠缠劳斯模型和随后出现的各向同性介观本地化和熵弹性链聚合物液体中的遍历性恢复各向异性爬行运动的情况下。该理论是制定在构象N-动态序参数广义朗之万方程的方法。它是使用场论高斯线程模型的聚合物结构和封闭的普遍方式在链动态二阶矩矩阵的水平。物理思想是，各向同性Rouse模型由于时间持续的分子间接触的动力学出现而失败，所述时间持续的分子间接触由局部链不可交叉性、长程聚合物连接性和链运动的自洽处理以及阻碍它的动态力的综合影响确定。介观局域化长度（管直径）和涌现弹性预测与实验接近定量一致。此外，起始链长的比例与半稀释交叉浓度与一个现实的数值前因子。不同的预测作出各种非对角关联函数，量化的动态本地化的聚合物构象的完整的空间结构。由于局部不可交叉性约束和/或链内结合弹簧被软化，预测管直径膨胀，直到其达到链回转半径，在该点缠结局部化以不连续的方式消失。一个完整的动态相图的破坏介观局域化的构造，这是定性与模拟和聚合的纠缠度的经典概念一致。
2016-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Equilibrium conformations and surface charge regulation of spherical polymer brushes in stretched regimes
在目前的工作中，我们研究的平衡构象的线性聚电解质拴在一个球形的，带相反电荷的核心在平衡与离子水库的固定浓度。特别关注的是放置在拉伸链的情况下，其中的单体浓度是已知的，以显示一个反平方律衰减远离球形表面，然后进一步外推所有的方式下降到接枝核心。虽然移动离子的平衡分布计算在一个经典的密度泛函理论（cDFT）的框架内，将它们的大小和静电相关性内的接枝聚乙烯，后者的平衡配置描述其平均回转半径，这是作为一个变参数，保证整个聚合物-溶剂界面的机械平衡。然后在聚合度、离子浓度和聚合物主链的官能度的宽范围内分析平均粒径。可以确定两个不同的制度：在高离子强度下，接枝聚合物的溶胀主要由离子熵贡献以及聚合物尺寸效应，而在低离子浓度下，静电和熵效应之间的平衡是颗粒拉伸的主要驱动机制。使用蒙特卡罗模拟，然后，我们继续调查的电荷调节的影响时，刷芯进一步装饰与活性功能位点随机分布在其表面上，作为受体，溶解的酸性离子可以被吸附。
2021-11-13 cond-mat.soft
Ideal Polymers near Scale-Free Surfaces
聚合物的允许构型的数量由于排斥表面的存在而减少，导致它们之间的熵力。我们发展了一种方法来计算熵力，详细的压力分布，长理想聚合物附近的无标度排斥表面。对于无限聚合物，单体密度与放置在聚合物末端的点处的电荷的导电表面附近的静电势有关。然后，在静电问题中，聚合物表面上的压力与电荷密度分布有关。我们推导出明确的压力分布和单体密度的理想聚合物附近的二维或三维楔，并在三维的圆锥体的表达式。聚合物的压力在尖角附近以类似于（但不相同于）导电表面附近的电场发散的方式发散。我们提供的形式主义计算的所有组成部分的总的力量的情况下，没有轴对称。
2014-02-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface-induced First Order Transition in Athermal Polymer/Nanoparticle Blends
我们研究了无热聚合物/纳米粒子共混物在硬基底附近的相行为。我们将Tripathi和Chapman的密度泛函理论应用于这些共混物。我们发现一个一阶相变的纳米粒子驱逐聚合物从表面形成单层。转变密度取决于聚合物长度和系统堆积密度。这种效应是由于物种的堆积熵和聚合物的构型熵。系统的简单性使我们能够理解实验中观察到的所谓的“熵推”。
2007-10-31 cond-mat.soft
Entropic tug of war: Topological constraints spontaneously rectify the dynamics of a polymer with heterogeneous fluctuations
本文研究活性-惰性共聚物在无人工相关性条件下，因拓扑约束导致平移对称性破缺而自发产生定向持续运动的现象，并通过标度论证与模拟揭示了其对稠密活性聚合物及染色质动力学的深远意义。
2024-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Elastic Lattice Polymers
我们研究了一个“弹性”晶格聚合物模型，其中固定数目的单体$m$由具有波动长度$l$的自回避行走承载。我们表明，存储的长度密度$ρ_m = 1 - <l>/m$规模渐近为大$m$为$ρ_m=ρ_\infty(1-θ/m + ...)$，其中$θ$是聚合物的熵指数，使$θ$可以确定从分析$ρ_m$。我们进行模拟的弹性晶格聚合物回路与各种大小和结，在其中我们测量$ρ_m$。由此产生的估计支持的假设，指数$θ$是由素数结的数量，而不是由它们的类型。然而，如果结存在，我们观察到强烈的校正缩放，这有助于理解如何节之间的熵竞争是由链的有限长度的影响。
2010-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal shape characteristics for the mesoscopic star-shaped polymer via dissipative particle dynamics simulations
在本文中，我们研究了星形聚合物在不同的溶剂质量的形状特征，使用介观水平的建模。用耗散粒子动力学方法对相同分子量的均相星形聚合物和四种不同的非均相星形聚合物进行了模拟。我们分析了在坏的，好的和$θ$溶剂制度的回转半径和非球面性。详细的解释之间的相互作用的基础上的自由能和分析的非球面性的个别分支的贡献和熵的解释的增加，在$θ$溶剂制度的非球面性提供。
2017-12-24 cond-mat.soft
Simulations of grafted polymers in a good solvent
我们提出了改进的模拟三维自我避免行走的一端连接到一个不可穿透的表面上的简单立方晶格。该表面可以是非热的，因此仅具有熵效应，或者是吸引的。在后一种情况下，我们集中在吸附过渡，我们发现明确的证据，交叉指数小于1/2，在所有以前的模拟相反，但在协议与重新汇总的场论$ε$ -扩展。由于我们使用修剪丰富的Rosenbluth方法（PERM），它允许非常精确的估计的分区和本身，我们也得到了改进的估计所有熵临界指数。
2004-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strain Hardening of Polymer Glasses: Entanglements, Energetics, and Plasticity
模拟被用来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。虽然在很宽的温度范围内的应力-应变曲线可以拟合熵网络模型预测的函数形式，但许多其他结果与这些模型的物理图像根本不一致。应力太大而不能成为熵，并且与温度有错误的趋势。在大应变下，最引人注目的硬化反映了能量的增加，因为链在纠缠之间被拉紧，而不是熵的变化。当加热到玻璃化转变温度以上时，只有在变形样品的形状恢复过程中才观察到弱的熵应力。虽然短链不形成缠结网络，但它们表现出部分形状恢复、取向和应变硬化。所有链长的应力崩溃时，对链拉伸的微观措施，而不是宏观拉伸绘制。热对应力的贡献与通过链间键的断裂和重整测量的塑性速率成正比。这些观察结果表明，应变硬化的正确微观理论应该基于玻璃态物理学，而不是橡胶弹性。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymer Crowding and Shape Distributions in Polymer-Nanoparticle Mixtures
大分子拥挤可以影响聚合物的形状，这对于理解聚合物溶液的热力学稳定性以及限制下的生物聚合物（蛋白质、RNA、DNA）的结构和功能是重要的。我们探索纳米粒子拥挤的影响，通过蒙特卡罗模拟和自由体积理论的粗粒度模型的聚合物-纳米粒子混合物的聚合物形状。利用随机游走的几何形状，我们将聚合物线圈建模为有效的可穿透椭球，其形状根据回转张量的特征值的概率分布而波动。占的熵成本的纳米粒子穿透一个更大的聚合物线圈，我们计算拥挤引起的形状分布，回转半径，和非球面性的理想聚合物在θ溶剂中的移位。随着纳米粒子拥挤的增加，我们发现聚合物变得更加紧凑（更小，更球形），与自由体积理论的预测一致。我们的方法可以很容易地扩展到良好的溶剂中的非理想聚合物，并用于在拥挤的环境中的生物聚合物的构象模型。
2014-10-24 cond-mat.soft
Lattice star and acyclic branched polymer vertex exponents in 3d
数值的晶格星熵指数$γ_f$，和星顶点指数$σ_f$，估计使用并行实现的PERM和王-朗道算法。我们的结果表明，顶点指数的数值估计偏离预测的$ε$ -展开和确认和改进的估计文献中。我们还估计了几个具有梳状和刷状连通性的无环分枝格点网络的熵指数$γ_\mathcal{G}$。特别是，我们确认在数值精度的缩放关系$$ γ_{\mathcal{G}}-1 = \sum_{f\geq 1} m_f \, σ_f $$的梳子和两个刷子（其中$m_f$是网络中的度$f$的节点数）使用我们的独立估计$σ_f$。
2021-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Progressive damage and rupture in polymers
渐进性损伤，最终导致失败，是普遍存在于生物和合成聚合物。考虑的最简单的情况是弹性体材料，其可以经历大的可逆变形，而速率依赖性可以忽略不计。在本文中，我们开发了一个理论，模拟渐进损伤和破坏的这种材料。本文将广泛用于描述脆性材料损伤和断裂的相场法推广到弹性体材料的大变形问题。我们的理论的一个中心特征是认识到弹性体的自由能在本质上并不完全是熵的-链中键的变形也有能量贡献。它是自由能中的能量部分，自由能是渐进损伤和断裂的驱动力。
2017-07-24 cond-mat.soft
Directional depletion interactions in shaped particles
胶体悬浮液和聚合物-胶体体系中的熵力是一个长期而持续的研究课题。实验表明如何熵力可以用来控制胶体粒子的自组装。在过去的二十年中，胶体合成的重大进展使得能够制备具有良好控制的尺寸、形状和组成的高质量纳米颗粒，这表明这种颗粒可以用作“人造原子”来构建新材料。为了阐明粒子形状对熵相互作用大小的影响，我们分析了两个切割球的熵相互作用。我们发现，溶剂诱导一个强大的定向耗尽吸引力之间的平面切割球。这种效应突出了利用粒子的形状来控制相互作用的方向性和强度的可能性。
2014-10-16 cond-mat.soft
Calculation of a fluctuating entropic force by phase space sampling
在热平衡中，钉扎在空间中的聚合物链在钉扎点上施加波动力。从统计力学中可以很好地理解这种波动力的平均值是一种熵力，但对基本的力分布知之甚少。在这里，我们介绍了两种相空间采样方法，可以产生的平衡分布的瞬时力施加的终端钉扎聚合物。在这些方法中，代表自由连接链的质点的位置和动量都根据空间约束和总能量的Boltzmann分布进行扰动。使用拉格朗日动力学计算每个构象和动量的约束力。使用终端钉扎链在空间和表面上，我们表明，力的分布是高度不对称的拉伸和压缩力。最重要的是，平均值的分布，这是等于熵力，是不是最可能的力量，即使是长链。我们的工作提供了深入了解熵力的机械起源，和一个有效的计算工具，无偏采样的相空间的约束系统。
2015-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Depleted Depletion Drives Polymer Swelling in Poor Solvent Mixtures
大分子在溶剂混合物中的溶解度往往表现出惊人且矛盾的性质。例如，当给定聚合物的两种良好混溶的不良溶剂混合在一起时，相同的聚合物可以在中间混合比内溶胀。我们结合计算机模拟和理论论证，揭示了第一个微观的，通用的起源，这种膨胀，膨胀，崩溃的情况。我们表明，这种现象自然出现在恒定的压力在纯排斥成分的混合物，特别是当一个微妙的平衡的熵驱动的耗尽相互作用实现。
2016-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of semiflexible polymers in two dimensions
我们从理论上研究的熵弹性的半柔性聚合物，如DNA，局限于两个维度。利用蠕虫链模型，我们得到了一端受恒定力拉伸的聚合物的配分函数的精确解析表达式。聚合物的力-延伸关系计算在长链极限的Mathieu特征函数。我们还介绍了半柔性聚合物与电场相互作用的应用，并推导了在强电场中聚合物的有序序参量和平均伸长。
2007-04-06 cond-mat.soft q-bio.BM
Adsorption assisted translocation of a chain molecule through a pore in a spherical vesicle
我们分析的自由能易位的聚合物从外部的球形囊泡的内部。该过程被认为是驱动的聚合物的内表面上的囊泡的吸附。我们认为，在聚合物被吸附在外表面上的情况下，易位的熵势垒是不存在的。我们分析了吸附能，并找到该过程的自由能分布。我们认为，该运动对应于一个聚合物穿越一个区域，每段自由能的变化。基于我们先前对此类问题中扭结行为的分析，我们得出结论，易位可以发生在交叉时间$t_{cross}\sim N$内。
1999-08-28 cond-mat.soft
Driven translocation of a semiflexible polymer through a conical channel in the presence of attractive surface interactions
我们研究了一个半柔性聚合物通过一个圆锥形通道与吸引力的表面相互作用和驱动力，在空间上变化的通道内的易位。使用的柔性聚合物的易位动力学通过一个扩展的通道作为控制的结果，我们首先表明，通道的不对称形状引起的非单调功能的总易位时间作为一个函数的通道的顶角。通道内单个单体珠粒的等待时间分布显示出强烈依赖于驱动力和表面相互作用的独特功能。聚合物刚度导致通道的所有角度的更长的移位时间。此外，作为通道角度的函数的移位时间的非单调特征随着聚合物变得更硬而显著改变，这反映在等待时间分布的变化特征中。我们构建了一个自由能描述的系统将熵和精力充沛的贡献，在低力制度来解释模拟结果。
2022-11-14 cond-mat.soft
