Photo-Switchable Cross-Linking in Polymer Gels: Effects on Surface Creasing and Network Relaxation during Swelling
本文针对香豆素交联凝胶网络级力学响应不明的问题，设计了含永久性共价和动态香豆素交联的PEG水凝胶，通过特定波长紫外光原位调节交联，揭示其对力学性能和表面起皱的影响，为自适应水凝胶提供设计原则。
2025-11-12 cond-mat.soft
Collapse/expansion dynamics and actuation of pH-responsive nanogels
Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）；Department of Materials Science & Engineering, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学材料科学与工程系）
研究pH响应性纳米凝胶的凝聚/膨胀动力学及相变行为，通过分子动力学/蒙特卡罗模拟揭示其相变动力学和非平衡动力学特性，展示其作为pH驱动致动器的性能。
2024-05-29 cond-mat.soft
Swelling thermodynamics and phase transitions of polymer gels
我们提出了一个教学审查的溶胀热力学和相变的聚合物凝胶。特别是，我们讨论了如何凝胶的渗透平衡的体积相变的功能是类似于其他过渡所描述的二元混合物的平均场模型，和失败的这种类比在临界点，由于剪切刚度。然后，我们考虑在固定体积的相变，一个相对未开发的聚合物凝胶，导致在一个相分离的平衡，包括共存的富溶剂和溶剂贫乏的凝胶区域的范例。再次，凝胶的剪切刚度被发现有一个深刻的影响的相变，在这里导致宏观形状的变化，在恒定体积的样品，举例说明了可调屈曲的环形样品的聚合物凝胶。通过与极端力学进行类比，其中大的形状变化是通过机械不稳定性实现的，我们制定了极端热力学的概念，其中大的形状变化是通过热力学不稳定性实现的，即相变。
2019-06-12 cond-mat.soft
Submicrometric Films of Surface-Attached Polymer Network with Temperature-Responsive Properties
研究了表面附着的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）网络膜的温度响应特性。合成包括交联和接枝预形成的烯反应性聚合物链通过硫醇-烯点击化学。表面附着和交联的聚合物膜的形成具有良好控制的优点，而无需任何无氧气氛或添加引发剂的注意。具有相同交联密度的PNIPAM水凝胶膜在从纳米到微米的宽范围厚度上合成。利用椭圆偏振术、中子反射率和原子力显微镜作为互补的表面探测技术，研究了膨胀-塌陷转变随温度的变化。观察到所有亚微米PNIPAM水凝胶膜的急剧和高幅度的温度诱导的相变。对于高于LCST的温度，表面附着的PNIPAM水凝胶类似地塌陷，但没有完全排出水。对于低于LCST的温度，PNIPAM水凝胶的溶胀取决于膜厚度。它示出的溶胀是强烈的表面附着的影响下$\sim$ 150 nm的双金属膜。对于大于150 nm（至微米）的较厚膜，具有相同交联密度的表面附着聚合物网络同样溶胀。水凝胶膜在垂直于基底的方向上的密度分布与自由表面的平面内形貌相面对。其结果是，自由界面宽度远大于水凝胶膜的粗糙度，这表明在自由表面的侧链。
2016-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Biocompatible Microscale DNA Hydrogels with Programmable Swelling and Sequence-Specific Dissolution
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Johns Hopkins University School of Medicine（约翰斯·霍普金斯大学医学院）；The Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center, Johns Hopkins Hospital（约翰斯·霍普金斯医院西德尼·基梅尔综合癌症中心）
本文提出了一种生物相容且材料高效的微米级DNA水凝胶（microSDs）的制备与表征平台，通过可编程DNA设计参数实现可调的各向同性肿胀和降解特性，并利用YOYO-1定量提取有效扩散系数，研究肿胀对分子运输的影响，最终展示了微米级DNA水凝胶的降解行为及其在药物递送、多重生物传感和单细胞检测中的应用潜力。
2026-05-20 cond-mat.soft
Understanding the swelling behavior of P(DMAA-co-MABP) copolymer in paper-based actuators
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本研究表征了P(DMAA-co-MABP)共聚物涂覆纸基的湿敏溶胀与驱动特性，提出溶胀机制模型并补充热分析，为可持续纸基湿度驱动器研发提供支撑。
2025-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Oscillating chemical reactions enable communication between responsive hydrogels
该研究建立理论证明，悬浮在BZ型反应溶液中的两个空间分离响应性水凝胶，可通过弹性形变对化学反应动力学的影响实现振荡耦合，借助机械操控发送端改变振荡频率完成水凝胶间的信号传递。
2025-08-04 cond-mat.soft
Core-Shell Microgel-Based Surface Coatings with Linear Thermoresponse
研究了核壳微凝胶吸附在硅片上的溶胀和收缩行为。在这些体系中，核由交联聚（N-异丙基甲基丙烯酰胺）制成，壳由交联聚（N-正丙基丙烯酰胺）组成。在悬浮液中，这些颗粒在两种聚合物的较低临界溶解温度之间的温度区间内表现出延长的线性溶胀行为。使用椭圆偏振法和原子力显微镜，我们表明，这种线性响应也观察到吸附状态。
2018-11-21 cond-mat.soft
Phase Behavior of Thermo-Responsive Nanoplatelets
本研究通过实验结合局部分析和全局分析方法，揭示了核/壳结构热响应纳米片（锂皂石核与温敏聚合物壳）随温度和浓度变化的相变行为，包括软层诱导的随机堆叠相变和温度触发的向列凝胶相变，为外部控制纳米片自组装提供了途径。
2025-10-07 cond-mat.soft
Poromechanical modelling of responsive hydrogel pumps
本文提出并验证响应性水凝胶动力学的宏观多孔力学模型，用以模拟微流控排量泵的收缩、溶胀与泵送，并指出其加速大型智能致动器的潜力。
2025-03-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Polymeric Solvents Control Swelling-Induced Surface Creasing
Beihang University（北京航空航天大学）；Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州国际创新学院）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Univ. Bordeaux（波尔多大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LOMA, UMR 5798（LOMA实验室，UMR 5798）；Gulliver UMR 7083 CNRS, PSL Research University, ESPCI Paris（PSL研究大学、巴黎高等物理化工国立理工学院、CNRS Gulliver联合研究实验室，UMR 7083）；IPGG；Peng Huanwu Collaborative Center for Research and Education, Beihang University（北京航空航天大学彭恒武理论物理协同创新中心）
研究通过聚合物溶剂的聚合度调控肿胀聚合物凝胶表面褶皱的起始，揭示了溶剂聚合度对肿胀平衡和褶皱阈值的调节作用。
2026-04-22 cond-mat.soft physics.class-ph
Non-equilibrium configurations of swelling polymer brush layers induced by spreading drops of weakly volatile oil
本文研究挥发性油滴在聚合物刷层上铺展时形成的非平衡溶胀构型，结合干涉成像与三场梯度动力学模型，揭示气相传质与直接吸入的平衡机制，并定量获取刷层内溶剂扩散系数。
2023-03-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inverse swelling of a hydrophobic polymer in aqueous solution
我们解决了聚合物的逆溶胀问题。在水溶液中的所谓热可逆均聚物中，可以通过实验观察到这种现象，其中塌陷的聚合物链在温度降低时溶胀，并且认为这与疏水性在蛋白质折叠中的作用有关。我们考虑一个晶格流体模型的水，定义在一个体心立方晶格，这已被证明占大多数的水和单体溶质的疏水溶剂化的热力学异常。我们表示的聚合物作为一个自我避免行走在同一个晶格，并调查所得到的模型在一阶近似水平，相当于精确计算的Husimi晶格。取决于相互作用参数和施加的压力，该模型表现出一级和/或二级溶胀温度降低时的转变。
2006-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hot crystals of thermo-responsive particles with temperature dependent diameter in presence of a temperature gradient
本文利用带Langevin恒温器的分子动力学模拟，研究了温度梯度下热响应粒子的结构形成，发现冷热粒子直径比超过特定值时冷热区均出现长程有序结构，有助于理解非平衡稳态极端条件下的有序结构。
2023-05-08 cond-mat.soft
Density effects on collapse, compression and adhesion of thermoresponsive polymer brushes
我们探测，使用表面力装置，热响应的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）刷的各种接枝密度，从等离子体活化的云母通过表面引发聚合生长。因此，我们表明，密集的热敏刷崩溃逐渐随着温度的升高，接枝密度极大地影响他们的溶胀能力：溶胀比的刷子，其特征在于溶胀和塌陷状态之间的厚度变化，被发现减少从$\sim 7$到$\sim 3$的接枝链的数量每单位面积的增加。这样的结果，获得了前所未有的分辨率在接枝密度，提供了定性支持的计算门德斯{ \it等人}。[{ \it Macromolecules} { \bf 2005} { \it 38}，174]。我们进一步表明，在相反的溶胀，两个PNIPAM刷之间的粘附似乎是相当不敏感的分子结构。
2009-10-09 cond-mat.soft
A solvent-flux theory for nonequilibrium swelling dynamics of thermoresponsive microgels
University of Granada（格拉纳达大学）；Institute Carlos I of Theoretical and Computational Physics, University of Granada（格拉纳达大学卡洛斯一世理论与计算物理研究所）；Faculty of Engineering, University of Deusto（德乌斯托大学工程学院）；Center for Nanoscience and Sustainable Technologies (CNATS), and Department of Physical, Chemical and Natural Systems, Universidad Pablo de Olavide（巴勃罗·德·奥拉维德大学纳米科学与可持续技术中心及物理、化学与自然系统系）
本文建立溶剂通量理论描述热响应微凝胶非平衡溶胀动力学，可预测pNIPAM微凝胶非对称溶胀路径、类滞后环及尺寸涨落，关联其溶剂输运与非平衡行为。
2026-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Signatures of a Concentration Dependent Flory chi Parameter: Swelling and Collapse of Coils and Brushes
聚合物溶剂的质量通常用Flory chi参数来描述，该参数通常假定仅取决于温度T。在某些聚合物-溶剂系统中，拟合实验数据强制用浓度依赖性chieff替换chi（T）。反过来，这改变了膨胀和塌陷行为。这些影响进行了研究，在一个平均场论的框架内，隔离线圈和平面刷。chieff的phi依赖性会产生三个主要后果：（i）高斯和自回避状态之间交叉的转变;（ii）隔离柔性线圈发生一阶塌陷转变的可能性;（iii）一阶的可能性导致刷子内垂直相分离的相变。讨论这些影响直接涉及到热力学测量，并不涉及一个特定的微观模型。聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）的情况下的实施进行了讨论。
2002-06-24 cond-mat.soft
Electric double layer of spherical pH-responsive polyelectrolyte brushes in an electrolyte solution: a strong stretching theory accounting for excluded volume interaction and mass action law
在本文中，我们研究了pH响应聚电解质接枝球形粒子的静电，通过使用强拉伸理论，考虑到排除体积相互作用和可充电的网站上的电荷的密度的电子分子。基于自由能理论，我们得到了确定球形刷结构和静电的自洽场方程。首先，我们发现内核的半径越小，刷毛的高度越长。然后，我们还证明，排除体积相互作用的增加产生膨胀的刷高度。此外，我们演示了如何影响的pH值，体离子浓度，和相邻的双链之间的横向分离上的球形双刷的静电性能的内核的半径，排除的体积相互作用和可充电的网站密度。
2022-08-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
Rationalizing polymer swelling and collapse under repulsive to highly attractive cosolvent conditions
用隐溶剂、显共溶剂Langevin动力学计算机模拟研究了一种通用均聚物在不同相互作用强度下的坍塌和溶胀行为。系统的研究表明，聚合物溶胀是最大的，如果单体-单体和单体-共溶质相互作用是弱吸引力。在最膨胀的状态下，线圈内的共溶质密度是显着的块状和均匀的。然而，高度吸引力的单体共溶质相互作用，被发现诱导链的崩溃，在相反的情况下，由纯粹的排斥性共溶剂引起的崩溃，表现出显着增强的共溶质密度内的球。因此，坍缩态，虽然看起来相似的第一眼看，可能会导致非常不同的机制与不同的最终结构和热力学性质。两个理论模型，一个是基于一个有效的单组分描述，其中的cosolutes已被整合出来，和一个完全的双组分Flory-de Gennes模型，支持上述模拟结果，并用于解释。特别是，图片的支持，崩溃在高度吸引力的共溶剂是由交联样的桥接效应，而吸引力的宽度共溶质的大小的比例起着至关重要的作用背后的机制。只有当聚合物-共溶质相互作用不太短时，才能观察到溶胀效应。我们的研究结果可能是重要的共溶质对聚合物和蛋白质构象结构的影响的解释，特别是高度吸引力的相互作用的组合，如尿素，氯化钆，碘化钠，或氯酸钠附近的肽样部分提供。
2012-11-05 cond-mat.soft
In-situ imaging of the three-dimensional shape of soft responsive particles at fluid interfaces by atomic force microscopy
在两种流体之间的界面处吸附时，软的可变形颗粒的重新配置支撑了它们的动力学和相互作用的许多方面，最终控制与材料相关的颗粒单层的宏观性质，例如颗粒稳定的乳液和泡沫，以及过程，例如。G.基于粒子的光刻。尽管其重要性，实验确定的三维形状的软颗粒在流体界面的高分辨率仍然是一个难以捉摸的任务。在这项工作中，我们采取聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM）微凝胶作为模型软颗粒，并证明其构象在水相和油相之间的界面处可以完全重建通过原位原子力显微镜（AFM）成像。我们表明，从界面的两侧成像的颗粒形貌允许一个表征在界面张力的作用下的颗粒的面内变形和可视化的发生在两种流体中的不对称溶胀。此外，该技术能够研究不同的流体相和颗粒结构，以及原位研究温度变化对颗粒构象的影响。我们设想，这些结果开辟了一个令人兴奋的范围的可能性，提供微观之间的洞察力的单粒子行为的软物体在流体界面和宏观材料性能的相关应用和基础研究。
2022-04-20 cond-mat.soft
Osmotic Pressure and Swelling Behavior of Ionic Microcapsules
该研究针对离子微胶囊的平衡溶胀行为，结合理论推导与模拟计算渗透压分量，揭示低浓度下浓度驱动去溶胀的反离子重分布机制，为智能响应胶体颗粒设计提供指导。
2023-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling microgel morphology and swelling behavior by copolymerization
University of Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
研究通过共聚调控微凝胶的体积相变温度及形态，探讨不同共聚单体对热敏感性的影响，揭示多外部控制手段的应用。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Selective molecular transport in thermo-responsive polymer membranes: role of nanoscale hydration and fluctuations
对于广泛的现代软功能材料，亚纳米尺寸的分子（“促渗剂”）通过刺激响应性聚合物膜的选择性转运是所需功能的关键。在这项研究中，我们研究了从非极性到极性的分子和离子的反渗透剂在一个矩阵的崩溃聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）聚合物在水中广泛的分子动力学模拟。我们发现，水分布不均匀的分形簇结构嵌入在纳米尺寸的聚合物基体的空隙。纳米聚集的水作为渗透剂扩散的重要参与者，其通过跳跃机制通过“湿”过渡态进行：渗透剂通过由罕见但决定性的聚合物波动打开的瞬态水通道从一个空隙跳跃到另一个空隙。所研究的渗透剂的扩散率延伸超过近五个数量级，从而使一个明确的非斯托克斯，指数依赖的扩散系数的渗透剂的半径不带电的渗透剂的分析比例关系的制定。带电的反离子（离子）在被大的孤立的水分子团簇捕获时表现不同。最后，我们发现大的能量激活障碍跳跃，这显着依赖于水合状态，从而挑战现有的运输理论。
2018-06-19 cond-mat.soft
Thermoresponsive micropatterned substrates for single cell studies
我们描述了设计的微图案化的表面单细胞研究，基于温敏聚合物刷。我们表明，刷制成的聚（N-异丙基丙烯酰胺）接枝在高表面密度显示优异的蛋白质和细胞的抗粘附性能。这样的刷子很容易通过深紫外光刻法在微米级图案化。适当选择的粘合剂图案形状，结合PNIPAM的温度依赖性溶胀特性，使我们能够使用聚合物刷作为微致动器，当温度降低到32摄氏度以下时，诱导细胞分离。
2011-11-10 cond-mat.soft
Liquid Crystalline Polymer Vesicles: Thermotropic Phases in Lyotropic Structures
本文综述了近年来液晶聚合物囊泡（聚合物囊泡）的研究进展。液晶聚合物囊泡具有液晶和聚合物这两种基本软物质的性质。一方面，LC聚合物囊泡提供了取向顺序和二维膜的弯曲几何形状之间相互作用的新实例。球形，椭圆形和四面体囊泡进行了讨论。另一方面，LC聚合物囊泡使得能够使用LC嵌段的从均相到各向同性相的分子内构象转变来设计刺激响应性聚合物囊泡。突出显示了光响应聚合物囊泡爆发。
2015-03-04 cond-mat.soft
Law of corresponding states for osmotic swelling of vesicles
当溶质分子由于跨膜的浓度差而渗透到囊泡中时，囊泡通过渗透而膨胀。溶胀可以分为两个阶段：（a）“熨烫”阶段，其中囊泡的体积与面积比增加而其面积没有显著变化;（b）拉伸阶段，其中囊泡生长同时保持基本上球形，直到其破裂。我们表明，这两个阶段之间的交叉可以表示为一个加宽的连续相变。因此，不同的囊泡和不同的渗透溶质的溶胀曲线可以重新缩放成一个单一的，理论上预测的，通用的曲线。这样的数据崩溃证明了巨大的单层POPC囊泡，由于尿素，甘油，或乙二醇的渗透膨胀。因此，我们获得了一个灵敏的测量溶质的膜渗透系数，发现一个浓度无关的系数尿素，而甘油和乙二醇被发现增加溶质浓度。此外，我们使用的过渡的宽度，从数据崩溃中提取，推断的数量的独立的弯曲模式，影响在过渡区的囊泡的热力学。
2012-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Study of network composition in interpenetrating polymer networks of poly(N isopropylacrylamide) microgels:the role of poly(acrylic acid)
假设：聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）为基础的响应性微凝胶的特殊溶胀行为提供了可能性，以调整柔软度和体积分数与温度，使这些系统的技术应用和理论意义的极大兴趣。如果聚（丙烯酸）（PAAc）在PNIPAM网络中互穿，形成具有额外pH敏感性的互穿聚合物网络（IPN）微凝胶，则其有趣的相图可能更加复杂。PAAc/PNIPAM聚合物比例对溶胀能力和动力学的影响仍然是研究的问题。实验：在这里，我们通过动态光散射（DLS），透射电子显微镜（TEM）和电泳测量，研究了PAAc在IPN微凝胶体积相变行为中的作用，作为微凝胶浓度和pH值的函数。我们的研究结果强调，聚集是有利的，在增加重量浓度，PAAc含量与pH之间存在一个交叉PAAc含量C*{PAAc}，高于该值时，微凝胶上的离子电荷变得相关。此外，我们表明，IPN微凝胶的柔软性可以通过改变PAAc/PNIPAM的比例来调节。这些研究结果提供了新的见解的可能性，通过改变PAAc含量的实验控制IPN微凝胶的聚集特性，电荷和柔软性。
2019-04-18 cond-mat.soft
Disentangling the roles of roughness, friction and adhesion in discontinuous shear thickening by means of thermo-responsive particles
胶体或颗粒状颗粒的稠密悬浮液可以显示出明显的非牛顿行为，例如不连续剪切增稠（DST）和剪切堵塞（SJ）。颗粒表面粗糙度和粘附力的重要贡献证实了应力激活接触可以在这些现象中发挥关键作用。通过采用由响应性聚合物涂覆的微粒系统，允许摩擦、粘附和表面粗糙度作为温度的函数被选择性地和独立地调谐，我们提供了一种解开这些贡献的方法。我们发现，DST发生在较低的剪切速率时，颗粒之间的摩擦力和粘附力在高温下增强。此外，温度响应性聚合物在低温下提供润滑性，这可以掩盖表面粗糙度。通过侧向力显微镜，揭示了流变学相关的接触条件的性质，阐明了单颗粒性能和宏观流变学之间的联系。剪切过程中的原位温度调节允许修改接触条件，并根据需要打开和关闭DST。这些发现加强了我们对影响DST的微观参数的理解，并为智能非牛顿流体的设计确定了新的途径。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase coexistence in thermo-responsive PNIPAM hydrogels triggered by mechanical forces
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究通过机械力调控PNIPAM水凝胶的相变行为，揭示了相共存机制及调控方法。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the chemo-thermo-mechanics of constrained reactive mixtures of solids
Università degli Studi di Brescia（布雷西亚大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Aberdeen（阿伯丁大学）
本文研究受限反应混合物的化学-热-力学学说，探讨固态混合物形成机制及相与流动物种的关系。
2025-12-18 cond-mat.soft
Humidity-induced glass transition of a polyelectrolyte brush creates switchable friction in air
研究聚电解质刷在空气中因湿度诱导玻璃化转变实现可切换摩擦，发现临界湿度后摩擦骤降两个数量级，为蒸汽刺激表面致动提供新机制。
2023-10-21 cond-mat.soft physics.app-ph
From Microscale Variations to Macroscopic Effects: Directional Actuation, Phase Transition, and Negative Compressibility in Microfiber-Based Shape-Morphing Networks
本研究制备了由热响应微纤维构成的非均匀形状变形网络，通过调控微段尺寸实现定向驱动，揭示微段变形的朗道二级相变特性及微观变形到宏观负压缩性等效应的转化，为可编程微型软体机器人与驱动器开发提供新途径。
2023-12-10 cond-mat.soft physics.app-ph
Contraction of polymer gels created by the activity of molecular motors
我们提出了一个基于非平衡态热力学的理论来描述一种活性聚合物凝胶的力学行为，该凝胶是由分子马达在其溶剂中的加入而形成的。当被激活时，这些马达附着在聚合物网络的链上并缩短它们，从而产生凝胶的全局收缩，这模仿了细胞骨架的主动行为。这些发动机产生的动力是通过ATP水解反应获得的，ATP水解反应将化学能转化为机械功。后者是由在凝胶中的应变能的增量，由于刚度增加。这种效应是用聚合物网络中交联密度的增加来描述的，这降低了它的熵。然后，该理论考虑聚合物网络溶胀和物种扩散来描述凝胶的瞬态被动行为。最后，我们制定了单轴收缩的凝胶板的问题，并与实验结果进行比较，显示出良好的一致性。
2019-05-30 cond-mat.soft
Modeling of stimuli-responsive nanoreactors: rational rate control towards the design of colloidal enzymes
在非均相液相纳米催化的现代应用中，催化剂（例如，金属纳米颗粒）通常需要固定在胶体载体系统上以获得稳定性和易于处理。“无源载波”（例如，简单的聚电解质）用于纳米颗粒的受控合成并防止催化过程中的凝结。然而，最近，已经开发了纳米颗粒和合成热敏聚合物的混合缀合物，其能够通过外部触发剂改变纳米颗粒的催化活性。特别是，嵌入在由聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）制成的刺激响应网络中的纳米颗粒已成为此类混合物中研究最多的例子。它已被证明，聚合物网络的渗透性，从而反应物流量可以切换和控制的外部刺激。因此，这种“活性载体”可以被视为真正的纳米反应器，开辟了纳米催化的新设计路线，并提高了合成，以创造高度选择性，可编程的“胶体酶”。然而，只有在所有时间和长度尺度上全面了解这些材料，才能合理设计未来的高功能材料。在这里，我们回顾了理论和多尺度模拟方法的现状，旨在从根本上了解这些纳米反应器。特别是，我们总结了一个理论方法的反应速率的表面催化双分子反应在响应纳米反应器中的关键材料参数，聚合物壳渗透率P和反应物分配比K。我们讨论了最近的计算机模拟研究的原子和粗粒度的聚合物模型，这些数量的特点是在一些细节。最后，我们展望了选定的开放问题和未来的理论挑战，在纳米反应器建模。
2020-03-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Strong and Highly Switchable Soft Sticky Adhesives
本文提出一种热可切换软粘性粘合剂，通过协同表面粘性、体相能量耗散和热响应聚合物链，实现室温约80 kPa强粘附与升温后约0.6 kPa近零粘附的可逆快速切换，并具备自修复与可回收性，适用于选择性拾取与释放等应用。
2024-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Selective solute adsorption and partitioning around single PNIPAM chains
在现代应用中，温敏聚合物结构已成为“智能”功能材料的组成部分。适用于大范围的开发，例如，对于药物递送或纳米催化载体系统，聚合物基质内分子（配体或反应物）的选择性吸附和分配是必须控制和调整以实现所需材料功能的关键过程。为了深入了解这种系统中的纳米级结构和结合细节，我们在这里采用分子动力学模拟的流行的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）聚合物在显式水中的各种代表性的溶质类型的存在下，重点放在芳族模型反应物。我们模拟PNIPAM聚合物链，并探讨其伸长率，立体化学和温度对溶质结合亲和力的影响。虽然我们发现过量吸附通常随着溶质的大小而增加，但对链的温度依赖性亲和力是高度溶质特异性的并且对聚合物伸长率具有相当大的依赖性（即，聚合物溶胀状态）。我们详细阐明了选择性结合的分子机制，并最终提出了如何将结果外推到溶胀聚合物结构（如水凝胶）中溶质的宏观分区。
2016-12-11 cond-mat.soft
Kinetics of Droplet Cloaking and Wetting Ridge Growth on Lubricated Polymer Brushes
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Fudan University（复旦大学）；University of Twente（特温特大学）
通过实验、分子动力学模拟和理论建模，研究润滑剂浸润聚合物刷上润湿脊生长和液滴包覆的动力学，揭示界面热力学、刷弹性和润滑剂传输的耦合作用。
2026-06-02 cond-mat.soft
