Dilute gel networks vs. clumpy gels in colloid-polymer mixtures
通过布朗动力学模拟和约简算法,本文对比胶体-聚合物混合物中稀疏与稠密凝胶的局部及全局结构,揭示二者在链束形成、渗流机制和坚固性来源上的差异。
2023-12-18 cond-mat.soft
Polarizable polymer chain under external electric field in a dilute polymer solution
利用Flory型自洽场论,研究了可极化高分子链在均匀电场作用下的构象行为。我们考虑了电场对聚合物线团和聚合物小球的影响。我们表明,当聚合物链构象是一个线圈,应用外部电场导致其额外的溶胀。然而,当聚合物构象是球状时,足够强的场可以诱导球状-卷曲转变。我们表明,这种$"$场诱导的$"$球线圈过渡在足够小的单体极化率进行得相当顺利。相反,当单体的极化率超过一定的阈值时,球-线圈转变在一级相变的范围内以急剧膨胀的形式发生。该理论模型可用于预测外加电场作用下聚合物小球的密度变化,为吸附、染色、化学改性等聚合物功能化提供更有效的方法。
2015-11-20 cond-mat.soft
Near-surface rheology and hydrodynamic boundary condition of semi-dilute polymer solutions
理解复杂流体的受限流动需要同时获得液体的力学行为和界面处的边界条件。在这里,我们使用倏逝波显微镜调查近表面流动的半稀释,未纠缠的聚丙烯酰胺溶液。通过使用中性和阴离子聚合物,我们表明,单体电荷在受限聚合物动力学中起着关键作用。对于与玻璃接触的溶液,中性聚合物显示链大小的吸附层,而剪切速率依赖的表观滑移长度观察阴离子聚合物溶液。当使用具有非牛顿粘度的简单两层耗尽模型缩放时,在所有浓度下测量的滑移长度塌陷到主曲线上。从一个明显的滑移边界条件到一个链大小的吸附层的过渡,而且突出了通过筛选的电荷与额外的盐在阴离子聚合物溶液。我们预计,我们的研究将是一个起点,更复杂的研究有关的聚合物动力学在接口的化学和物理组成。
2020-11-30 cond-mat.soft
The Rouse-Zimm-Brinkman theory of the dynamics of polymers in dilute solutions
我们提出了一个理论的聚合物在稀溶液中的动力学,其中流行的Zimm和Rouse模型是无限大和无限小的排水参数的极限情况下。聚合物链段(珠粒)的运动方程与溶剂速度的Brinkman方程一起求解,该方程考虑了溶液中其他聚合物线团的存在。得到了聚合物简正模的方程和相应的时间关联函数,证明了聚合物的扩散和内模的弛豫有随时间变化的流体力学屏蔽的趋势。随着溶液中线团浓度的增加,它们都表现出向(确切地)Rouse行为的过渡。计算了溶液的剪切粘度、Huggins系数等物理量,与已知结果有显著差异。
2005-09-15 cond-mat.soft
Damping of acoustic waves in dilute polymer solutions
本文用Zimm模式测量和解释了聚合物稀溶液(挠性线圈)的剪切粘度η_s(w)。指出纵向粘度η_l(w)是两个分量之和η_l=4* η_s/3+ η_p,其中η_p是由于压力对线圈尺寸的影响。我们讨论了一个包含Kuhn长度a和Flory参数chi依赖于压力的粗糙模型的eta_p。我们发现,在良好的溶剂条件下,eta_p与eta_s相当,但在θ点附近,eta_p应优于eta_s。
2004-11-02 cond-mat.soft
Enhancement of coil--stretch hysteresis by self-concentration in extensional flows, and its implications for capillary thinning of liquid bridges of dilute polymer solutions
粘弹性聚合物稀溶液拉伸流动中的螺旋-拉伸转变与分子构象和流变光学性质的强滞后有关。在无限稀释时,滞后是由未变形的各向同性聚合物线圈和高度拉伸的构象之间的摩擦阻力系数的巨大差异引起的。在滞后制度的低延伸率,拉伸分子渗透更大的体积比平衡线圈,因为流动太弱,抑制横向波动。在聚合物浓度远小于c*(平衡线圈的常规临界重叠浓度)时,这种拉伸构象发生分子间重叠。因此,对于浓度c < c* 的范围,分子内流体动力学相互作用可以在拉伸构象中被显著地筛选。基于“斑点”概念的尺度参数在这里被用来论证拉伸状态阻力系数可以在稀态下随着浓度的增加而强烈增长。哑铃模型与构象依赖的阻力模型被用来预测伴随着强烈的增强线圈拉伸滞后浓度的增加,在稀制度。这种延伸流引起的自集中导致在c* 附近的滞后效应的最大值,其在半稀释状态中逐渐减小,其中各向同性线圈中的屏蔽减小了拉伸和盘绕状态之间的阻力系数的差异。结果表明,Clasen等人(2006年)观察到的聚合物溶液液桥中毛细管变薄动力学的浓度依赖性提供了自浓缩增强线圈拉伸滞后的直接证据。
2014-04-27 cond-mat.soft
Diffusion of a sphere in a dilute solution of polymer coils
通过求解两粒子系统的Smoluchowski方程和应用广义Einstein关系(涨落耗散定理),计算了低密度极限下球形示踪粒子在聚合物溶液中的短时和长时扩散系数.示踪剂颗粒以及聚合物线圈被理想化为具有溶剂的无滑移边界条件的硬球,但聚合物线圈的流体动力学半径被允许小于直接相互作用半径。我们考虑流体动力学相互作用的粒子距离的第11阶。在小分子聚合物的极限下,得到了预期的广义Stokes-Einstein关系,对于大分子聚合物,长时间扩散系数也大致服从广义Stokes-Einstein关系,而短时间扩散系数则不服从广义Stokes-Einstein关系。我们找到了良好的定性和定量的协议实验。
2009-08-12 cond-mat.soft
The size and shape of snowflake star polymers in dilute solutions: analytical and numerical approaches
本研究通过解析与模拟方法,探究了雪花聚合物尺寸与形状随分支参数的变化,发现分支点增多导致构象更致密。
2023-06-23 cond-mat.soft
Universality of the deswelling of tangentially active polymer chains in dilute solutions
Indian Institute of Technology (ISM) Dhanbad(印度理工学院(ISMD)丹巴德)
本研究通过布朗动力学模拟揭示稀溶液中切向活性聚合物链去胀的通用性,发现其溶胀行为遵循通用特性,建立活性聚合物构象与标度律的联系,为相关生物物理应用提供框架。
2026-09-17 cond-mat.soft
Relation between extensional viscosity and polymer conformation in dilute polymer solutions
Nagoya University(名古屋大学)
本研究通过耗散粒子动力学模拟揭示稀溶液中聚合物伸展黏度与构型的定量关系,基于Rouse模型分析表明伸展黏度由回转半径及其导数决定。
2025-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Investigation of a dilute polymer solution in confined geometries
本文介绍了一个简短的概述的理论,数值和实验工作的临界行为的稀释聚合物溶液的长柔性聚合物链被限制在半无限空间限制的表面或在狭缝几何形状的两个平行的壁具有不同的吸附或排斥性能方面的聚合物,以及在一种或两种不同种类的介观球形胶体颗粒的解决方案。本文讨论了在固定空间维数d=3直到一个圈阶的情况下,大质量场论方法在以下问题中的应用:(a)研究浸入良溶剂中的一端固定在表面,另一端受外力拉伸的真实高分子链的弹性性质;(b)单体密度分布的计算,耗尽相互作用势和耗尽力在浸入受限几何结构中的稀聚合物溶液中产生,如两个平行壁的狭缝,对于聚合物或具有一种或两种不同种类的介观球形胶体颗粒的聚合物-胶体混合物具有不同的吸附或排斥性质。所提出的结果给出了可能性,更好地理解所产生的限制的物理效应的复杂性,并表明在受限的几何形状的线性聚合物链的有趣的和非平凡的行为,并在良好的定性和定量协议与以前的理论研究,DFT,MC模拟和实验数据的基础上的AFM和TIRM的结果。此外,所获得的结果具有重要的实际应用,为更好地了解单个大分子,网络,凝胶和刷层的弹性性能,以及在生产中的应用的可能性,新型的纳米和微机电设备的指示。
2018-01-05 cond-mat.soft
Rheology of dilute polymer solutions with time-dependent screening of hydrodynamic interactions
流体动力学相互作用(HI)的筛选本质上影响聚合物溶液的宏观性质。这种筛选不仅取决于聚合物浓度,而且具有动态性质。在目前的工作中,珠弹簧理论的发展,在这种现象被描述为解决方案的非纠缠的聚合物线圈。将测试聚合物的珠粒的运动方程与溶剂速度的Brinkman方程一起求解,所述Brinkman方程考虑了溶液中其他线圈的存在。给出了聚合物简正模的时间关联函数,证明了在线圈扩散和内模弛豫过程中,HI屏蔽的趋势。随着线圈浓度的增加,它们都表现出向精确的Rouse行为的过渡。计算了溶液的粘度和其他一些可观测的量。随着时间的增加,含时量的行为从Rouse区到Zimm区再到Rouse动力学。
2007-11-02 cond-mat.soft
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
Universal dynamics of dilute and semidilute solutions of flexible linear polymers
实验观察和计算机模拟最近揭示了以前未知的聚合物溶液行为的普遍方面。这一进展已成为可能,由于实验方法和模拟技术的发展,以及制定的缩放参数,已确定适当的缩放变量,以实现数据崩溃,无论是平衡和非平衡性质。在这篇综述中,这些进展,我们了解的通用聚合物溶液的行为进行了讨论,随着以前的实验观察和理论预测的简要概述,以提供一个背景下的讨论。属性的普遍性的存在还不清楚,它还没有得到理论验证的突出,并指出需要实验验证的普遍行为的理论预测。
2019-03-01 cond-mat.soft
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
Aggregation of theta-polymers in spherical confinement
我们研究了θ聚合物在球形约束下的聚集态转变。这使得系统的研究密度对聚集转变温度的影响,为多达24个单分散聚合物。我们的研究结果表明,在稀制度的解决方案,聚合物可以被认为是孤立的所有温度大于聚集温度,这是示出的密度的函数。由此产生的竞争之间的单聚合物的崩溃和聚集产生的孤立链近似的较低的温度范围。我们提供熵和能量参数来描述有限系统中单分散溶液的聚集转变的密度依赖性和有限尺寸效应。这使我们能够估计在一个球形空腔中的稀释系统的聚集转变温度,使用一些小的,充分稀释的聚合物系统的模拟。
2014-12-03 cond-mat.soft
The viscosity radius in dilute polymer solutions: Universal behaviour from DNA rheology and Brownian dynamics simulations
膨胀的粘度半径,$α_η$,和通用粘度比,$U_{ηR}$,已被确定为线性DNA分子在稀溶液中过量盐的实验,和数值布朗动力学模拟,作为溶剂质量的函数。在后一种情况下,渐近参数自由预测已获得外推模拟数据有限链的长链限制。实验和模拟表明,$α_η$和$U_{ηR}$从$θ$到良溶剂的通用交叉与合成聚合物-溶剂系统的早期观察一致。动态粘度半径的溶胀从所观察到的静态回转半径的溶胀之间的显着差异,示出产生的流体动力学相互作用的存在下,在非排水限制。$α_η$和$U_{ηR}$的模拟值与先前报道的合成聚合物溶液中的实验测量值以及本文报道的线性DNA溶液中的测量值非常一致。
2014-10-14 cond-mat.soft
A coarse grained model of polymer networks focusing on the intermediate length scales
本文提出了一个基于细观尺度动力学的高分子链和网络的粗粒度模型。该模型考虑到使用记忆函数和有色噪声的组成聚合物链的内部自由度。我们将我们的模型应用于稀聚合物溶液和聚合物网络。对聚合物稀溶液的数值模拟表明了模型动力学假设的有效性。通过将该模型应用于聚合物网络,我们发现了从孤立链状态到网络状态的动力学行为的转变。
2008-03-29 cond-mat.soft
A multi-blob representation of semi-dilute polymer solutions
一个粗粒度的聚合物解决方案的多斑点描述,软,可转移的有效相互作用的基础上,结合和非结合斑点。选择斑点的数量,使得斑点密度不超过它们的重叠阈值,允许深入半稀释状态探索聚合物浓度。这种定量的多斑点的描述显示,以保持已知的聚合物溶液的标度律,并提供准确的振幅估计,同时导致的数量级的模拟效率的增加,并允许分析计算的结构和热力学性质。
2007-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Steady state extensional rheology of a dilute suspension of spheres in a dilute polymer solution
本文研究了球形颗粒在稀聚合物溶液中的稀悬浮液的稳态拉伸流变学。对于不含颗粒的聚合物流体,除了溶剂粘度之外,聚合物的拉伸粘度$μ^\text{poly}$对总的无量纲拉伸粘度$1+μ^\text{poly}$有贡献。当一个小体积分数,$ϕ$,球被添加到聚合物流体,应力被改变的爱因斯坦粘度为2.5 $ϕ$和两个额外的应力贡献:相互作用应力和颗粒诱导的聚合物应力(PIPS)。在较低的Deborah数(拉伸速率和聚合物松弛时间的乘积)$De\lesssim0.5$下,净相互作用应力为正,而在较大的$De$下为负。相对于未扰动流,单轴拉伸流中球体的存在产生了更大和更小的局部拉伸区域。在卷曲-拉伸转变($De<0.5$)之下,远离颗粒的聚合物处于卷曲状态,并且当它们被颗粒周围的大拉伸区域拉伸时,在颗粒下游形成拉伸聚合物的尾流。这导致正相互作用应力波(表面)和PIPS(拉伸尾流)。在卷曲-拉伸转变之外,远离颗粒的聚合物被高度拉伸,但当它们到达颗粒表面附近的低拉伸区域时,它们更接近卷曲状态。因此,负PIPS由塌陷的聚合物区域产生。当$De\gtrsim0.6$时,来自相互作用小应力和PIPS的拉伸粘度的变化分别为$ϕμ^\text{poly}$和大约-1.85 $ϕμ^\text{poly}$。在大的$De$下,聚合物拉伸粘度$μ^\text{poly}$大。因此,添加颗粒降低了悬浮液($(2.5…
2022-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theory of self-coacervation in semi-dilute and concentrated zwitterionic polymer solutions
基于无规相近似,我们发展了两性离子聚合物溶液自凝聚的分子理论。我们表明,单体单元的体积相互作用和带电基团在聚合物主链上的静电相关性之间的相互作用可以导致液-液相分离(自凝聚)。我们分析凝聚相聚合物浓度的行为取决于静电相互作用强度-比耶鲁姆长度的键长的链。我们建立,在广泛的聚合物浓度值-从半稀释到相当浓的溶液-的链连接性和排除体积的相互作用的单体单元的偶极单体单元的静电相互作用的总自由能的贡献有一个非常弱的影响。结果表明,在较弱的静电相互作用下,静电关联表现为Keesom相互作用(Keesom机制),而在较强的静电相互作用下,静电自由能由Debye-H{ü}ckel极限定律描述(Debye机制).我们表明,对于真正的两性离子凝聚体的Keesom政权实现只有足够小的聚合物浓度的凝聚相,而德拜政权是大约实现相当致密的凝聚体。使用密度泛函理论的平均场变量,我们计算的表面张力(表面自由能)的$"$凝聚层-溶剂$"$界面的函数的本体聚合物浓度。所得结果可用于估计实际应用所需的聚合物链的参数,例如药物封装和递送,以及粘合剂材料的设计。
2023-03-29 cond-mat.soft
Polymer solutions: from hard monomers to soft polymers
一个粗粒化的战略相互作用的聚合物的稀溶液和半稀溶液,胶体聚合物混合物的简要说明。追踪到的自由度,以获得一个有效的,依赖于状态的对聚合物的质量中心之间的潜力。在结垢分析中讨论了良好和不良溶剂条件之间的交叉。该方法被扩展到嵌段共聚物表示为“项链”的软“斑点”,它的成功在这里说明的对称的二嵌段共聚物,表现出微相分离的情况下。
2005-07-15 cond-mat.soft
Polymer-Nanoparticle Complexes : from Dilute Solution to Solid State
我们报告的形成和结构特性的超胶束聚集体也称为静电复合物,由矿物纳米粒子和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。仔细研究的矿物颗粒是超细和带正电的羟基乙酸钇纳米颗粒。结合光、中子和X射线散射实验,我们表征了有机-无机复合物的尺寸和聚集数。我们已经发现,混合聚集体具有典型的尺寸在100 nm的范围内,并表现出显着的胶体稳定性相对于离子强度和浓度的变化。从溶液中浇铸厚度高达数百微米的固体膜,从而得到其中分散和固定纳米颗粒簇的本体聚合物基质。此外还发现,在薄膜浇铸过程中,络合物的结构几乎保持不变。
2006-07-07 cond-mat.soft
Polymer collapse in the presence of hydrodynamic interactions
本文用数值方法研究了高分子链在稀溶液中坍缩的动力学行为。在存在和不存在流体动力学相互作用的情况下测量塌陷率。我们发现,流体动力学相互作用都加速聚合物崩溃,改变折叠途径。
2002-01-15 cond-mat.soft
Mechanically Interlocked Polymers in Dilute Solution under Shear and Extensional Flows: A Brownian Dynamics Study
Wayne State University(韦恩州立大学)
本研究通过布朗动力学模拟,探讨了机械互锁聚合物在剪切和拉伸流中的流变学特性,揭示了机械键对流体响应的影响。
2025-12-18 cond-mat.soft
Fluctuating hydrodynamics for dilute granular gases: a Monte Carlo study
本文采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)算法研究了均匀冷却状态下稀颗粒气体中的流体动力学噪声。DSMC包括在非弹性硬盘的分子动力学(MD)中不存在的随机化源。尽管有这种差异,一个公平的定量协议,发现,包括违反的波动耗散关系的噪声振幅相同的顺序在MD观察。这项研究表明,确定性碰撞动力学是不是一个重要的成分再现,以一个很好的近似程度,在稀颗粒气体的流体动力学波动。
2010-05-22 cond-mat.soft
Scaling of dynamics in 2d semi-dilute polymer solutions
我们研究表面聚合物单分子膜的粘弹性通过测量与表面光散射的热浓度波动的动态。对于各种系统的蛋白质和合成聚合物,我们发现一个半稀制度中的弹性和粘性组件的扩张模量显示幂律依赖于浓度。令人惊讶的是,这两个分量的指数之间存在普遍的关系:粘度的幂是弹性的幂的两倍。这些结果不能解释散装系统的理论发展的基础上,和一个简单的解释奇异的二维行为的建议。
2003-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Choice of the uncritical manifold for dilute polymer solutions
我们讨论了重正化微扰理论的稀聚合物溶液的结果的依赖性上的非临界流形的扰动系列进行评估的选择。特别强调的是多分散性校正的一个和两个循环计算的结果的影响。对于单分散的解决方案,我们建立后,Borel重申的非临界流形的选择的依赖性降低时,考虑到更高的订单的扩展。
2004-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
On the swelling properties of pom-pom polymers in dilute solutions. Part 1: symmetric case
我们考虑一类多支化聚合物大分子的最简单的代表,称为pom-pom结构。该分子由主链直链组成,其末端为两个分支点,官能度(侧链数)分别为$f_1$和$f_2$。在对称的情况下,考虑在本研究中,有$f_1=f_2=f$与链的总数$F=2f+1$。而pom-pom分子的熔体的流变行为进行了深入研究,到目前为止,我们把我们的注意力转向构象性质的这种聚合物在稀溶液的制度。普适性的概念,起源于临界现象和聚合物的标度性质,在这项研究中使用。为了能够比较直接聚合物重整化方法与通过耗散粒子动力学模拟获得的结果,我们集中在形状特征的通用比率上。通过这种方式,能量和长度尺度的差异被消除,并且通用比率仅取决于空间尺寸、溶剂质量和分子支化的类型。对整个分子和其单个分支都评估了这样的通用比率。对于某些形状属性,理论和模拟是非常一致的,对于其他我们发现的区间$F$,两者都同意相当不错。理论和模拟方法相结合,提供了彻底的定量描述的特殊性的溶胀效应和空间延伸的pom-pom分子,并与已知的结果进行比较,为更简单的分子拓扑结构。
2020-12-01 cond-mat.soft
Corrections to Scaling in the Hydrodynamic Properties of Dilute Polymer Solutions
我们讨论了流体动力学半径$R_H$的聚合物链在良好的溶剂中,并表明,领先的顺序校正的渐近规律$R_H \propto N^ν$($N$聚合度,$ν\approx 0.59$)是一个“分析”项的顺序$N^{-(1 - ν)}$,这是直接相关的链离散成有限数量的珠。这一结果进一步证实了高斯链的精确计算,并广泛的数值模拟的不同模型的良好的溶剂链,在那里我们发现一个值的$1.591 \pm 0.007$的渐近普适比$R_G / R_H$,$R_G$链的回转半径。对于$Θ$链,数据显然外推到$R_G / R_H \approx 1.44$,其不同于高斯值1.5045,但与先前的模拟一致。我们还表明,实验观察到的动态光散射的初始衰减率从渐近Benmouna-Akcasu值的偏差可以部分地理解类似的参数。
2002-03-22 cond-mat.soft
The Kinetic Theory of Dilute Solutions of Flexible Polymers: Hydrodynamic Interaction
本文讨论了在稀聚合物溶液的分子理论中,处理非线性微观现象,如流体动力学相互作用、有限延伸性、排除体积和内粘度的连贯概念基础的发展。特别是,最近的进展在流体动力学相互作用的治疗进行了审查,并强调了连续的改进,最终导致预测的普遍粘度函数θ溶剂。
1998-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lagrangian velocity statistics of homogeneous isotropic turbulence in dilute polymer solutions
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka(大阪大学工学研究科)
通过直接数值模拟研究稀聚合物溶液中均匀各向同性湍流的拉格朗日速度统计,发现聚合物通过抑制从小到大的涡旋来调节功率谱密度和积分时间尺度。
2026-07-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelasticity of Dilute Solutions of Semiflexible Polymers
我们使用布朗动力学模拟和理论的剪切松弛模量G(t)的相对刚性的半柔性聚合物的稀溶液的定性不同,从刚性杆。对于短于其持久长度的链,G(t)表现出三种时间区域:在非常早的时间,当纵向变形是仿射的,G(t)\sim t^{-3/4}。在一个宽的中间区域,在此期间链长松弛,G(t)\sim t^{-5/4}。在长时间内,$G(t)模拟刚性杆的情况。作为具有频率依赖性弹性模量B(ω)\sim(i ω)^{3/4}的有效可伸展杆的聚合物模型定量地描述了贯穿前两个区域的G(t)。
2000-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of polydispersity and concentration on elastocapillary thinning of dilute polymer solutions
本文通过分子量分布和浓度效应解释了稀聚合物溶液中弹性毛细变薄时间尺度τ_EC对浓度的依赖性,并用共混实验和模型验证了该机制。
2024-07-01 cond-mat.soft
Viscoelastic Effect on Hydrodynamic Relaxation in Polymer Solutions
本文研究了粘弹性对聚合物半稀溶液流体力学松弛的影响。从线性化的双流体模型方程,我们预测的动力学不对称耦合之间的速度波动和粘弹性应力的影响的流体动力学松弛过程中,导致波数依赖的剪切粘度。
2002-12-11 cond-mat.soft
Signatures of elastoviscous buckling in the dilute rheology of stiff polymers
当刚性聚合物在剪切流中翻滚时,其经历压缩粘性力,这可导致其屈曲并随着流动强度的增加而经历一系列形态转变。我们使用数值模拟来揭示这些过渡的刚性聚合物的稀悬浮液的稳定剪切流变学的影响。我们的结果同意经典的缩放布朗杆在相对较弱的流动,但离开他们以上的屈曲阈值。弹性粘性屈曲的特征包括剪切变稀的增强和法向应力差的增加。我们讨论了我们的研究结果,在刚性布朗杆和非布朗弹性纤维过去的工作,并强调了微妙的作用,热波动触发不稳定性。
2021-06-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Swelling of asymmetric pom-pom polymers in dilute solutions
在本文中,我们继续我们最近的分析[K。Haydukivska等人,J. Mol.液体,2021,328,115456]的复杂分子,所述复杂分子在线性主链的两端具有两个分支点,其中$f_1$和$f_2$侧臂从它们开始,称为pom-pom聚合物。在这里,我们分析了不对称的情况下,$f_1 \neq f_2$,通过应用这两种分析方法,直接聚合物重整化的基础上,和计算机模拟使用耗散粒子动力学和蒙特卡罗方法。我们研究所发挥的作用,考虑到无限稀释制度和良好的溶剂conditions.The定量估计的平均聚合物构象的分子不对称性的通用尺寸和形状特征的这种分子和它们的个别分支,所有功能的$f_1$和$f_2$的一套报告。特别是,我们评估的回转半径的对称和不对称的pom-pom拓扑结构具有相同的分子量的大小比,并定量地揭示了其不对称性所造成的分子的有效尺寸的增加。我们还引入并分析了非对称因子,并估算了侧星的存在所引起的质心移动,这可以作为pom-pom结构非对称性的另一特征。
2022-07-13 cond-mat.soft
Coherent structures in plane channel flow of dilute polymer solutions with vanishing inertia
当受到足够强的速度梯度时,长的柔性聚合物的溶液表现出流动不稳定性和混沌运动,通常被称为弹性湍流。它的机制不同于牛顿流体中常见的惯性驱动的湍流,并且人们对其了解甚少。在这里,我们证明了纯弹性压力驱动的通道流动的稀聚合物溶液的动力学是由精确的相干结构,采取二维行波的形式。我们的结果表明,没有线性不稳定性是需要维持这样的行波解,并且它们的起源是纯弹性的性质。我们表明,相关的应力分布的特点是薄,dielent-like安排的聚合物拉伸,这是持续的一对孤涡。我们讨论了直通道中弹性湍流过渡的行波解的含义,并提出了在实验中检测它们的方法。
2022-06-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Statistical and hydrodynamic properties of topological polymers for various graphs showing enhanced short-range correlation
对于具有不同拓扑结构的聚合物,我们通过模拟系统地计算了均方回转半径和流体动力学半径。我们把具有非平凡拓扑的聚合物称为拓扑聚合物。我们评估这两个数量的理想和真正的链模型,并表明,不同的拓扑类型之间的数量的比例不依赖于排除体积的存在,如果拓扑聚合物只有三价顶点,至于聚合物的调查。我们还计算了回转半径与流体动力学半径的比值,从重整化群的观点来看,我们希望这一比值是普适的。此外,我们表明,短距离链内的相关性大大增强的拓扑聚合物表示复杂的图形。
2016-07-29 cond-mat.soft
The influence of the extent of excluded volume interactions on the linear viscoelastic properties of dilute polymer solutions
Rouse模型最近已被修改,以考虑到排除的体积之间存在的相互作用的聚合物链的各个部分,通过纳入一个狭窄的高斯排斥势之间的对珠的Rouse链(cond-mat/0002448)。窄高斯势的特征在于两个参数:z* -,其说明相互作用的强度,和d* -,其说明相互作用的程度。在d* 趋于零的极限下,窄高斯势趋于更常用的δ函数排斥势。参数d* 的影响,在无限的链长的限制,平衡和线性粘弹性的性质,并在通用的比例,涉及这些属性,在这里进行检查。端到端向量的重整化群计算表明,为变量d* 选择的值不会影响临界指数或万有比。一个类似的趋势也观察到的结果与近似的解决方案,这是基于假设的非平衡构型分布函数是高斯。
2000-11-09 cond-mat.soft
Canonical Distribution Functions in Polymer Dynamics: I. Dilute Solutions of Flexible Polymers
准平衡或最大熵近似是为了从聚合物动力学的动力学模型导出本构方程。它示出了一般和说明的一个例子,如何从最大熵原理,如何从宏观和本构方程,以及如何这些本构方程可以实现数值正则分布函数。此外,准平衡近似的准确性的措施,提出了可以评估,而整合的本构方程。在考虑的例子中,它被证实,近似的精度增加,包括更多的宏观变量。在定常拉伸流动中,我们发现在线圈-拉伸过渡区上方需要包含更多的宏观变量,以达到与下面相同的精度。
2002-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear electro-osmosis in dilute non-adsorbing polymer solutions with low ionic strength
用布朗动力学模拟和动力学理论研究了低盐度非吸附性聚合物稀溶液中电渗的非线性行为。在布朗模拟中,考虑了聚合物与无滑移壁面之间的流体动力学相互作用,采用Blake张量的Rotne-Prager近似。在足够强的外加电场下的活塞流中,聚合物向本体迁移,形成比平衡层厚的耗尽层。因此,电渗迁移率随着电场非线性地增加并且变得饱和。这种非线性迁移率定性上不依赖于聚合物溶液的流变性质的细节。同一系统的动力学理论的分析计算定量再现布朗动力学模拟的结果。
2015-06-18 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Dilute polymer solutions under shear flow: comprehensive qualitative analysis using a bead-spring chain model with a FENE-Fraenkel spring
本文提出基于FENE-Fraenkel弹簧的珠-簧链通用模型,可统一刚性杆到熵弹簧行为并纳入弯曲、排除体积与流体动力学相互作用,以再现并平滑连接稀聚合物溶液在剪切流中的多种流变现象。
2022-11-16 cond-mat.soft
Polymer depletion interaction between two parallel repulsive walls
用场论方法研究了柔性长链聚合物稀溶液中两平行排斥壁间的耗尽相互作用。特别注意在良溶剂中与聚合物相关的链单体之间的自回避。我们的直接方法避免了将实际聚合物链映射到有效的硬球或软球上。我们将所得结果与最近的蒙特卡罗模拟[A. Milchev和K. Binder,Eur.物理杂志B 3,477(1998)]和非离子聚合物稀溶液中球形胶体颗粒与平面壁之间的耗尽相互作用的实验结果[D.鲁德哈特角Bechinger和P. Leiderer,Phys. Rev. Lett. 81,1330(1998)]。
2001-11-01 cond-mat.soft
Orientational order and topological defects in a dilute solutions of rodlike polymers at low Reynolds number
本研究通过直接数值模拟探究低雷诺数下刚性棒状聚合物稀溶液的取向与混沌流的关系,发现棒状聚合物倾向与速度场对齐,旋转无序区关联强涡度梯度,类湍流行为与平均指向矢场拓扑缺陷相关,分析覆盖二维与三维。
2023-12-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The origin of dynamic scaling in dilute polymer solutions
的流体动力学半径的聚合物链,使用布朗动力学模拟的连续爱德华兹模型,被发现服从交叉的排除体积参数z,这是显着不同的观察到的回转半径。结果表明,这种差异产生的贡献,由于动态相关性的扩散,这是忽略了常用的定义的流体动力学半径的基础上的柯克伍德表达式。膨胀的流体动力学半径从θ-状态,从模拟中获得,显示出显着的协议与实验测量。
2005-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Single polymer adsorption in shear: flattening versus hydrodynamic lift and corrugation effects
利用布朗流体力学模拟和标度参数研究了剪切作用下单一聚合物在平面上的吸附。相互竞争的影响被解开:在没有流体动力学相互作用的情况下,剪切阻力使链缠绕,从而增强吸附。另一方面,流体动力学升力引起从表面的长程排斥,通过不连续的脱附过渡抢占表面吸附状态,与理论参数一致。链扁平化主要由流体动力学升力控制,因此总体而言,剪切流动削弱了柔性聚合物的吸附。表面摩擦由于小波长的表面潜在的波纹被认为是削弱的表面吸引力。
2010-10-25 cond-mat.soft
Re-orientational dynamics of ring polymers in dilute solutions
Indian Institute of Science(印度科学研究所)
研究了七种拓扑结构不同的聚合物链在无限稀释极限下的扩散动力学,发现拓扑结构显著影响旋转扩散系数,机械键的存在减缓了旋转扩散,揭示了分子拓扑对聚合物反应动力学的作用。
2025-07-12 cond-mat.soft
Measuring the viscoelastic behavior of dilute polymer solutions using high-speed statistical particle microrheology
聚合物溶液的粘弹性行为通常使用振荡剪切流变仪测量,然而,这种方法的准确性受到设备的振荡频率的限制,并且由于稀聚合物溶液的弛豫时间短,这需要在非常高的频率下测量。微流变学已被提出来克服这一技术挑战。然而,解决微观流变学中颗粒位移统计的设备是昂贵的。在这项工作中,我们测量了甲基纤维素溶液在不同浓度下的粘弹性行为,使用传统的epi-荧光显微镜耦合到一个高速增强相机。统计粒子跟踪用于分析分散粒子的均方位移。对于浓度在0.063 - 0.5%之间的Methocel溶液,报告了弛豫时间在0.76 - 9.00 ms之间,粘弹性模量G'在11.34 - 3.39之间
2020-04-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-assembly of liquid crystal block copolymer PEG-b-smectic polymer in pure state and in dilute aqueous solution
合成并表征了一系列疏水嵌段为近晶聚合物聚(4-甲氧基苯基4-(6-丙烯酰氧基-己氧基)-苯甲酸酯)(PA 6酯1),亲水嵌段为聚乙二醇(PEG)的两亲性液晶嵌段共聚物。详细研究了其中一种分子在纯态和稀水溶液中的自组装行为。利用小角X射线散射(SAXS)和广角X射线散射(WAXS)研究了纯态样品在磁场作用下的纳米结构。观察到六方圆柱形的微观偏析相,晶格间距为11.2 nm。PEG嵌段在圆柱体中,而近晶聚合物嵌段形成层间距为2.4 nm且层法线平行于圆柱体长轴的基质。如低温TEM所示,在水中形成有小平面的单层聚合物囊泡,聚合物囊泡。在这些聚合物囊泡的溶致双层膜中,疏水嵌段中的热致近晶顺序清晰可见,层法线平行于膜表面。
2009-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Geometric pumping induced by shear flow in dilute liquid crystalline polymer solutions
本文研究了液晶高分子稀溶液在双向剪切流作用下的非线性流变行为。本文采用全计数统计技术分析了描述液晶高分子取向动力学的Smoluchowski方程。在绝热极限下,我们推导出了由Berry-like曲率产生的时间积分电流的表达式。使用该表达式,它示出的期望值的时间积分的角速度的液晶聚合物和时间积分的应力张量通常不为零,即使剪切速率的时间平均值为零。通过对Smoluchowski方程的直接数值模拟,证实了理论计算的有效性。非绝热效应也进行了研究,通过模拟发现,时间积分应力张量依赖于速度的调制的剪切速率,如果我们采用各向同性分布作为初始状态。
2014-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion dynamics of star-shaped macromolecules in dilute solutions
本文利用多粒子碰撞动力学研究稀溶液中星形聚合物链形状对质心扩散的影响,发现高各向异性星形链因旋转扩散较慢而具有更快的平动扩散速率。
2023-07-10 cond-mat.soft
Aggregation in Dilute Aqueous Solutions of Hydroxypropyl Cellulose with Salt Ions
本文通过光散射实验和引入界面能量密度的Cahn-Hilliard方程模拟,研究了含碱金属盐离子的羟丙基纤维素稀溶液热聚集行为,发现疏水作用增强会导致聚集体尺寸增大。
2025-04-07 cond-mat.soft