Polymer Physics: Phenomenology of Polymeric Fluid Simulations -- Chapter: Collective Coordinates and Collective Models
《聚合物物理：聚合物流体模拟现象学》是我正在写的一本评论书。我预计这将需要一段时间才能完成，所以我提供个别章节时，每一个或多或少完成。本章考虑孤立高分子链的集体坐标和集体模型。集体坐标可以是有效的工具，用于隔离聚合物运动的方面，如果只观察单个原子或单体的笛卡尔坐标，则这些方面不太明显。我把傅立叶，劳斯和哈尔小波供应商的集体坐标。我所考虑的集体坐标之一，劳斯坐标，自然地遵循聚合物动力学的劳斯模型。因此，我们考虑劳斯模型以及它的更重要的前身，柯克伍德-里斯曼模型。哈尔小波是值得注意的，因为他们允许一个单独的区域分离的聚合物
2022-10-25 cond-mat.soft
Normal Modes of Rouse-Ham Symmetric Star Polymer Model
本文研究 Rouse-Ham 型粗粒化对称星形聚合物的简正模式，提出用置换、Hadamard 矩阵及适用于任意臂数的 DFT 矩阵构造正交模式。
2024-06-04 cond-mat.soft
From caging to Rouse dynamics in polymer melts with intramolecular barriers: a critical test of the Mode Coupling Theory
通过计算机模拟和解模式耦合理论（MCT）方程，我们研究了分子内势垒对非纠缠聚合物的几个动力学方面的作用。调查的动态范围延伸到链劳斯模式的放松，从玻璃形成者的笼子制度特性。我们回顾我们最近的工作在这个问题上，提供新的结果和批判性地讨论理论的局限性。MCT的结构松弛的解决方案再现定性趋势的模拟弱和中等的障碍。然而，一个渐进的差异显示，作为刚性链的极限接近。这种分歧似乎并不与动态的不均匀性，这确实是不增加势垒强度增强。它也不与三点静态相关的卷积近似的故障，这保留了其有效性刚性链。这些发现表明，需要改进的聚合物熔体的MCT方程。关于链自由度的松弛，MCT提供了从链重定向到锁定制度的时间尺度的微观基础。它合理化，从第一原理，所观察到的偏差从劳斯模型增加的屏障强度。这些包括弛豫时间的异常缩放，长时间的高原，和非单调的波长依赖的模式转换器。
2010-10-01 cond-mat.soft
Molecular-Dynamics Simulation of a Glassy Polymer Melt: Rouse Model and Cage Effect
我们报告的分子动力学模拟的玻璃状聚合物熔体组成的短，线性珠弹簧链的结果。它表明在以前的工作中，这种发病的玻璃减慢是兼容的模式耦合理论的预测。单体被其空间邻居“笼住”的物理过程导致颗粒均方位移的明显两步行为。在这项工作中，我们分析了这个笼子的过程中的熔体的动态劳斯描述的影响。我们表明，劳斯理论是适用于长度和时间尺度以上的典型尺度的笼化过程。此外，单体位移进行了比较与模拟结果的二元Lennard-Jones混合物指出的差异，这是由粒子的连接性。
1999-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Mode-coupling theory for structural and conformational dynamics of polymer melts
本文提出了一种适用于致密高分子体系的模式耦合理论，它统一地考虑了与结构慢化和高分子链构象自由度有关的链段笼效应。一个理想的聚合物熔体的玻璃化转变的预测，成为分子量无关的大分子。该理论提供了一个微观的理由，在聚合物熔体中使用的劳斯理论，和Rouse模式阻尼器和均方位移的结果是在良好的协议与计算机模拟结果。
2002-04-04 cond-mat.soft
Dynamical Transitions in a Dragged Growing Polymer Chain
我们扩展的劳斯模型的聚合物动力学的非平稳链增长的情况下。对于长度为$N(t) = t^α$的拖曳聚合物链，我们发现两个转变的构象动力学。在$α= 1/2$处，张力的传播和链的平均形状发生定性变化，而在$α= 1 $处，平均质心运动停止。这些转变是由于一个简单的物理机制：张力传播和聚合物生长之间的竞赛决斗。因此，它们也应该出现在半柔性或刚性聚合物的生长中。广义Rouse模型继承了原始Rouse模型的多功能性：它可以有效地模拟，并且可以进行分析处理。
2016-07-22 cond-mat.soft
Simple derivation of the first cumulant for the Rouse chain
推导了Rouse模型中聚合物线团动态结构因子的一阶累积量的简单解析表达式。所得到的公式是准确的通常假设的连续分布的珠沿链。它反映了聚合物的内部运动及其扩散对光或中子的光的散射的贡献，并且在散射时波矢变化的整个区域内都是有效的。
2007-09-26 cond-mat.soft
Monte Carlo Simulation of Long Chain Polymer Melts: Crossover from Rouse to Reptation Dynamics
我们提供了蒙特卡罗模拟的数据，在稠密熔体中的单分散线性聚合物链的聚合度之间的N=16和N=512。本研究的目的是研究从短链的类Rouse动力学到长链的类爬行动力学的交叉。为了解决这个问题，我们计算各种不同的数量：标准的均方位移的内部单体和链的质心，最近提出的立方不变量，持久性的键矢量方向与时间，和自动关联函数的键矢量，端到端的矢量和劳斯模式。这一分析表明，从非纠缠动力学的交叉是非常漫长的。只有最大的链长N=512，约为纠缠长度的13倍，显示了爬行的证据。
2000-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Frequency Dispersion of Sound Propagation in Rouse Polymer Melts via Generalized Dynamic Random Phase Approximation
对L组分聚合物体系的动态无规相近似（DRPA）进行了推广。与原始的DRPA不同，DRPA将聚合物浓缩体系的集体密度-密度时间相关函数的（L × L）矩阵与示踪剂大分子和所谓的断链体系（BLS）的矩阵联系起来，我们的广义DRPA解决了这个问题，为（5 × L）×（5 × L）矩阵的耦合相关性和组分数的时间关联函数，动能和通量密度。所提出的技术是用来研究的传播的声音和动态形状因子在解开（劳斯）单分散均聚物熔体。计算的声速和吸收系数揭示了大量的频散。松弛时间被发现是N倍小于劳斯时间（N是聚合度），这证明了强大的动态筛选，因为链间相互作用。我们还讨论了聚合物熔体中布里渊散射的一些特性。此外，还找到了（q，p）-表示中Rouse链的动力学结构函数的一个新的简便表达式。
2003-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy production in active Rouse polymers
本研究构建了以活性Ornstein-Uhlenbeck粒子为珠子的活性Rouse聚合物解析模型，通过简正模分析解耦相互作用并解析计算熵产生，揭示了不同条件下的熵产生特性及Rouse模、聚合物性质的影响。
2025-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behaviour of the Rouse model for gelling polymers
它表明，传统上接受的“劳斯值”的临界指数在凝胶化转变不产生从劳斯模型凝胶聚合物。胶凝聚合物的劳斯模型的真正的临界行为是从由分子形成的分形簇的连接矩阵的光谱性质获得的。所需的频谱特性与返回概率的“盲蚂蚁”-随机行走的临界集群。由此产生的标度关系表示的剪切应力松弛函数的临界指数，因此，剪切粘度和第一法向应力系数的临界指数，在光谱维数$d_{s}$的临界膨胀集群和指数$σ$和$τ$的集群大小分布。
2003-08-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static Rouse Modes and Related Quantities: Corrections to Chain Ideality in Polymer Melts
根据Flory理想假设，在致密聚合物体系中，链内和链间的排斥体积相互作用应该是相互补偿的。因此，多链效应应被忽略，聚合物的构象可以从简单的幻影链模型来理解。在这里，我们提供证据反对这个幻影链，平均场图片。从理论上和数值上分析了Rouse模的静态关联函数。我们的数值结果是从两个粗粒度的聚合物模型，其中的单体排斥的强度可以变化，从完全排除的体积（“硬单体”），没有排除的体积（“幻影链”）的计算机模拟。对于非零的排除体积，我们发现模拟的关联函数的劳斯模式偏离显着的幻影链模型的预测。这表明在熔体中沿着链存在不可忽略的相关性。这些相关性可以通过微扰理论来考虑。我们的模拟结果与这些新的理论预测吻合得很好。
2007-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rouse Mode Analysis of Chain Relaxation in Reversibly Crosslinked Polymer Melts
本文通过混合MD/MC模拟研究可逆交联聚合物熔体的链弛豫，发现键寿命长短决定链呈现单一或双弛豫模式，并指出短链效应导致慢模式偏离粘性Rouse模型预测。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of polymeric manifolds in melts: Hartree approximation
利用Martin-Siggia-Rose泛函技巧和自洽Hartree近似，研究了D维流形在相似流形融合中的动力学问题，导出了广义Rouse方程，并研究了它的静态和动态性质.静态上临界尺寸区分高斯和非高斯制度，而其动态对应区分劳斯和重整化劳斯行为。动态指数的计算显式。线性链的特殊情况下，显示与MD和MC模拟协议。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rouse Modes of Self-avoiding Flexible Polymers
使用基于晶格的蒙特卡罗代码模拟自避免柔性聚合物在三维的情况下，明确的流体动力学，我们研究他们的劳斯模式。对于自避免聚合物，劳斯模式预计不会是统计独立的，然而，我们证明了这些模式保持高度的统计独立性。基于高精度模拟数据，提出了长链聚合物模振幅关联函数的近似解析表达式。由此，我们推导出解析和数值确认几个自避免柔性聚合物的标度特性，如（i）的实空间的端到端的距离，（ii）的端到端的矢量关联函数，（iii）的关联函数的小空间矢量连接两个附近的单体在聚合物的中间，和（iv）异常的动态的中间单体。重要的是，扩大我们最近的工作的理论聚合物易位，我们还表明，异常动力学的中间单体可以从它的经验，通过使用波动耗散定理的力量。
2009-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chain End Mobilities in Polymer Melts - A Computational Study
Rouse模型可以看作是描述短链聚合物在熔融条件下动力学的标准模型。在这方面的贡献，我们明确检查这个模型的基本假设之一，即所有单体的均匀摩擦系数，MD模拟数据的基础上的聚（环氧乙烷）（PEO）熔体。这个问题直接产生于这样一个事实，即在一个真正的聚合物熔体中，末端单体平均比中心单体具有更多的分子间邻居，人们会认为正是这些细节影响摩擦系数的精确值。的迁移率是由我们最近开发的统计方法，它提供了详细的见解，当地的聚合物动力学。此外，它产生互补的信息，从均方位移（MSD）或劳斯模式分析。事实证明，均匀流动性的劳斯假设是履行一个很好的近似PEO熔体。然而，一个更详细的分析表明，潜在的微观动力学是高度影响不同的贡献内和分子间排斥体积相互作用，这不能考虑到修改后的摩擦系数。较小的偏差只发生在较大的时间尺度上的终端单体，这可以归因于存在两种不同的逃逸机制，从他们的第一个协调领域。当仅用MSD研究动力学时，这些影响仍然难以捉摸。
2014-10-13 cond-mat.soft
Effect of microstructure on polymer chain dynamics in polyethylene glycol solutions
用宏观尺度的振荡流变学和微观尺度的荧光探针扩散研究了聚乙二醇（PEG）水溶液的微观结构和相互作用对链段动力学的影响。光漂白后PEG溶液荧光恢复（FRAP）曲线具有随PEG浓度增加的不动分数，对于PEG体积分数（c）> 0.2，表明结构化。PEG溶液微尺度扩散系数遵循劳斯标度D {\ alpha} c^（-0.54），c < 0.8，类似于良好溶剂中的未缠结中性聚合物。在PEG基质中添加纳米粘土膨润土（B）使探针扩散减慢3-7倍，具有非均匀动力学。在PEG基质中加入羧甲基纤维素（CMC），探针扩散是均匀的，扩散时间的增加微不足道。PEG、PEG+B和PEG + CMC溶液的宏观尺度储存模量缩放为粘性流体样，随后是短的弹性平台。在弹性平台之外，缩放是浓度依赖性幂律，大于0.1<c<0.2 PEG溶液的0.5的Rouse缩放。我们确定了PEG分子间相互作用的时间尺度τ_b，使得当ω>τ_b^（-1）时，Rouse标度恢复。向PEG中加入CMC也可恢复Rouse结垢。此外，B给出的贡献，从聚合物基体和网络的B粒子，导致偏离纯劳斯行为。静态微观结构研究表明，随着PEG基质中粘土颗粒浓度的增加，粘土颗粒之间的耗尽相互作用导致了粘土颗粒的聚集，从而导致了储能模量与c的非单调浓度依赖关系。
2020-07-05 cond-mat.soft
Long-time dynamics of Rouse-Zimm polymers in dilute solutions with hydrodynamic memory
柔性聚合物在稀溶液中的动力学研究考虑到流体动力学记忆，作为流体惯性的结果。与Rouse-Zimm（RZ）理论不同，Boussinesq摩擦力代替Stokes力作用于单体（珠粒），并且溶剂的运动由非定常的纳维-斯托克斯方程控制。得到的广义RZ方程近似求解。结果表明，描述聚合物运动的时间关联函数与RZ模型中的时间关联函数有本质的不同。聚合物线圈的均方位移（MSD）在短时间t^2（而不是t^2）处。在很长一段时间内，MSD包含额外的（爱因斯坦项的）贡献，其中的前导是~ t^（1/2）。聚合物的内简正模的弛豫不同于传统的指数衰减。这表现在它们的关联函数的长时间拖尾上，当流体动力相互作用很强时，最长的拖尾在Rouse极限下为~ t^（-3/2），在Zimm情况下为t^（-5/2）。它被讨论，发现的特点，特别是一个有效的聚合物线圈的扩散较慢，应观察到在动态散射实验。
2004-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Conformation and dynamics of a self-avoiding active flexible polymer
我们研究了聚合物的构象和动力学，将其单体视为活性布朗粒子。这种活性聚合物显示出非常有趣的物理行为，这在活性劳斯链中是不存在的。链最初收缩与积极的力量，这开始膨胀进一步增加的力量。膨胀后的收缩完全归因于单体之间的排斥体积相互作用。在溶胀状态下，链表现出从自回避行为到Rouse行为的交叉，端到端距离的标度指数为$ν_a \simeq 1/2$。通过各种物理量，具体地，单体的径向分布函数，散射时间，以及各种能量计算，分析了结构中的非单调性。链松弛速度比劳斯链在中间力制度，与交叉的松弛时间的变化在大的主动力由幂律$τ_r \sim Pe^{-4/3}$（PE是Péclet数）。
2020-04-10 cond-mat.soft
Monomer motion in single- and double-stranded DNA coils
柔性聚合物在稀溶液中的动力学通常用纯Rouse或Zimm珠-弹簧模型来描述，该模型假设内部弛豫模式的连续分布。我们表明，这种方法可能会导致误导的实验数据的解释。更正确的描述应该来自联合Rouse-Zimm（RZ）理论，该理论包含Rouse和Zimm模型作为极限情况。内部模式相对于模式数是离散的，并且珠运动的类型在时间上从Rouse行为改变为Zimm行为。我们证明了这一解释最近首次观察到的动力学的个别聚合物单体使用荧光相关技术[R。Shusterman等人，物理修订信函92，048303（2004）]。优化RZ理论的双链和单链DNA线圈（dsDNA和ssDNA）的数据，这些聚合物的行为的物理力学描述的参数已被确定。计算表明，dsDNA主要遵循经典的Zimm型动力学，而不是Rouse一个，因为它最初提出的。单链DNA也主要表现为Zimm聚合物。对于dsDNA，库恩长度与文献中普遍接受的值一致，而在ssDNA的情况下，库恩长度的值比文献中通常引用的值大得多。
2005-09-15 cond-mat.soft
Static and dynamic contributions to anomalous chain dynamics in polymer blends
通过计算机模拟，我们研究了非纠缠聚合物共混物在一个简单的珠-弹簧模型中的Rouse模的弛豫。两种不同的模型用于快速组件，即全柔性和半柔性链。后者是半柔性的，这意味着静态链内相关性在所有长度尺度上都是强非高斯的。动态不对称性的共混物中的强烈增强，通过降低温度，诱导约束效应的快速组件。对于快分量的两种模型，劳斯模式的动力学表现出非常不同的趋势。对于完全灵活的情况下，松弛时间表现出渐进的偏离劳斯缩放上增加的动态不对称性。这种反常效应有一个动态的起源。它是不相关的特定的静态特征的劳斯模式，这确实是相同的完全灵活的均聚物，并没有修改的动态不对称的共混物。相反，在半柔性的情况下，弛豫时间表现出近似相同的标度行为的模式的振幅。这表明，半柔性链的反常动力学标度的起源本质上是静态的。我们讨论了这些意见的适用性的理论方法在聚合物共混物中的链动力学的影响。
2010-11-10 cond-mat.soft
Review: Simulational Tests of the Rouse Model
该综述章节通过文献与模拟测试证明，Rouse模型无法准确描述聚合物熔体中的运动，其关于振幅自相关、均方振幅及中间结构因子的预测均与模拟结果不符。
2022-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Hartree approximation in dynamics of polymeric manifolds in the melt
本文将Martin-Siggia-Rose（MSR）泛函积分方法应用于D维流形在相似流形融合中的动力学。在动态随机相近似（RPA）的框架下，可以简单地实现对熔体的集体变量的积分。利用自洽的Hartree近似，得到了测试流形的有效作用泛函。导出了测试流形的广义Rouse方程（GRE），并研究了它的静态和动态性质。有人发现，静态上临界尺寸，$d_{\rm uc}=2D/(2-D)$，区分高斯（或屏蔽）和非高斯制度，而其动态对应，${\tilde d}_{uc}=2d_{\rm uc}$，区分简单的劳斯和重整化劳斯行为。我们论证了Rouse模关联函数具有扩展的指数形式。该政权的亚扩散指数计算明确。线性链的特殊情况下，D=1，显示出良好的协议与MD和MC模拟。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entangled-like Chain Dynamics in Non-entangled Polymer Blends with Large Dynamic Asymmetry
我们讨论了一个简单的模型的模拟聚合物共混物的劳斯模型的框架。与标准预测不一致，两个组件之间的大的动态不对称性诱导强的非指数性的快速组件的劳斯模式。尽管链比纠缠长度短得多，但它也诱导了类似于交叉到纠缠状链动力学的动力学特征。这种不寻常的行为与强烈的记忆效应有关，这种记忆效应打破了作用在标记链上的外力与时间不相关的假设。
2008-01-16 cond-mat.soft
Structure and dynamics of a Rouse polymer in a fluctuating correlated medium
本研究通过耦合标量高斯场模型，揭示了波动关联介质使Rouse聚合物质心弛豫呈代数非马尔可夫行为，同时加速高阶模式弛豫，并分析了尺寸及拉伸响应。
2025-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depth-dependent interplay of dynamical heterogeneity and chain dynamics at the surface of glass-forming polymers
Department of Chemical, Biological, and Materials Engineering, The University of South Florida（南佛罗里达大学化学、生物与材料工程系）
研究揭示了玻璃形成聚合物表面深度依赖的动力学异质性与链动力学的相互作用，通过分子动力学模拟发现界面迁移梯度对链松弛的影响及Rouse缩放指数的变化。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Comment on "Monomer Dynamics in Double- and Single-Stranded DNA Polymers"
讨论了Shusterman等人[Phys. Rev. Lett. 92，048303]对于长的dsDNA不是Rouse聚合物，事实上，大分子的行为（近似）为Zimm聚合物。
2005-09-15 cond-mat.soft
Why Does the Rouse Model Works at Least Satisfactorily at Polymer Molecular Masses M<M_c ?
推广的劳斯模型，而不使用任何关于高斯分布的连接段的两端的向量的假设。在初始（一般来说，非线性）朗之万方程中，大分子连续片段的自平均自然定义了标记链的线性项，该项与经典劳斯模型的熵项仅在数值系数上不同。在无惯性近似下，简正模的关联函数的初始衰减率由Rouse模型描述，与Kuhn段两端连接矢量的涨落性质无关。如果初始朗之万方程是用动力学自洽近似来处理的，那么这种说法在任何时刻都是有效的。用布朗动力学方法对Fraenkel链的模拟表明，对于给定的链模型，线性化方程能很好地描述短波简正模自相关函数的衰减，而Rouse方程则可用于长波模。这项研究的结果使得有可能解释的库恩和劳斯段的长度，估计从静态和动态实验之间的显着差异。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of a polymer chain confined in a membrane
我们提出了一个布朗动力学理论与全流体动力学（斯托克斯动力学）的高斯高分子链嵌入在液体膜，其中所包围的散装溶剂和墙壁。的迁移率张量推导出在傅立叶空间中的两个几何形状，即，一个自由的膜嵌入在一个散装流体，和膜夹在两个壁。在预平均近似，一个新的表达式的聚合物的扩散系数得到的自由膜的几何形状。我们还进行了Rouse正常模式分析，以获得弛豫时间和动力学结构因子。对于大的聚合物尺寸，这两个量显示齐姆样的行为在自由膜的情况下，而它们是Rouse样的夹层膜的几何形状。我们使用标度参数来讨论排除体积相互作用对聚合物弛豫时间的影响。
2011-04-01 cond-mat.soft
Dynamics of ring polymer melts: Memory function approach
Technische Universität Ilmenau（伊尔梅瑙工业大学）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）
通过引入有效球对称吸引势和记忆函数，利用重整化Rouse形式研究环状聚合物的静态与动态性质，结果与实验和模拟吻合，并揭示了自扩散系数随分子量指数衰减的动态局域化效应。
2026-10-14 cond-mat.soft
Characterization of local dynamics and mobilities in polymer melts - a simulation study
通过MD模拟研究的PEO熔体的局部动力学特征进行了比较，两个模型链系统，即著名的劳斯模型以及半柔性链模型（SFCM），另外还包括链刚度。除了分析，而一般的量，如均方位移（MSD），我们提出了一种新的统计方法来提取本地珠流动性从模拟数据的基础上的Langevin方程，从而提供了一个补充的方法，以经典的Rouse模式分析。这使我们能够检查朗之万方程的有效性，因此，劳斯模型。此外，新方法具有广泛的应用，用于分析更复杂的聚合物体系，如梳状支化聚合物或聚合物共混物的动力学。
2010-05-31 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Models for polymer dynamics from dimensionality reduction techniques
本文通过PCA和tICA等线性降维方法分析聚合物动力学，证明tICA生成的动力学等价于D-SCFT，并引入隐变量与时间局部方法纳入时间记忆，推广构建了对称嵌段共聚物熔体失稳分解的连续介质模型。
2025-08-08 cond-mat.soft
Understanding Segmental Dynamics in Polymer Electrolytes: A Computer Study
通过分析简正模，研究了聚氧化乙烯（PEO）在纯聚合物和聚合物电解质（PEO/LiBF $_4$）中的链段动力学。我们验证了劳斯理论的适用性，特别是对于聚合物电解质的动态异质性，所产生的阳离子-聚合物相互作用，改变沿链的流动性不均匀。我们发现，这两个系统的劳斯模式是正交的，尽管存在的非指数松弛的模式和违反高斯自相似的链。在聚合物电解质中的链段动力学的减速是合理的，由数量级增加的摩擦系数的那些单体，这是由阳离子结合。在一般情况下，对于电解质的劳斯预测的动态段（自由和/或绑定）同意，除了很短的时间。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How a local active force modifies the structural properties of polymers
我们研究的动态聚合物，描述为一个变体的劳斯链，由一个活性终端单体（头）驱动。局部主动力诱导从球状到细长状态的过渡，如通过研究端到端距离所揭示的，其方差在适当的近似下解析预测。由局部自推进产生的Rouse模式的弛豫时间的变化与从球状到细长构象的转变是一致的。此外，链头的键-键空间相关性也受到影响，并且观察到沿链的过度拉伸键的梯度。我们比较我们的数值结果与唯象刚性聚合物理论和几个分析预测Rouse链近似。
2020-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Molecular Weight Dependence of Chain Dynamics in Unentangled Polymer Blends with Strong Dynamic Asymmetry
我们解决的一般问题，如何在未缠结的聚合物的链动力学的分子量依赖性的修改共混。通过介电谱，我们测量的正常模式弛豫的聚异戊二烯的共混物与聚（叔丁基苯乙烯）的缓慢矩阵。未缠结的聚异戊二烯在共混物中表现出强烈的偏差从劳斯缩放，接近'纠缠样'的行为在低温下伴随着在共混物中的动态不对称性的增加。所得到的结果进行了讨论的广义朗之万方程形式主义的框架。在此基础上，发现了最长链弛豫时间的分子量依赖性与相应Rouse相关函数的非指数性之间的非平凡关系，并通过分子动力学模拟证实了这一结果.
2012-02-23 cond-mat.soft
Large deviations of Rouse polymer chain: First passage problem
本文的目的是研究解决劳斯模型（最简单的聚合物链模型）首次通过（FP）问题的几种分析方法。我们表明，这个问题必须被视为一个多维Kramers的问题，它提出了丰富的和意想不到的行为。我们首先进行直接和前向通量采样（FFS）模拟，并测量平均首次通过时间$τ(z)$的自由端达到一定的距离$z$远离原点。结果表明，如果Rouse链由更多的珠子表示，则平均FP时间变快。两个标度制度的$τ(z)$观察到，与它们之间的过渡变化作为链长的函数。我们使用这些模拟结果来测试两种理论方法。一个是一个众所周知的渐近理论有效的极限温度为零。我们表明，这个限制对应于完全扩展链时，每个链段被拉伸，这是不是特别现实。在Freidlin-Wentzell理论的基础上，提出了一个新的理论，该理论将动力学投影到最小作用路径上，正确地预测了两个标度区，但在第一个标度区没有得到正确的数值前因子。结合我们的理论与FFS模拟导致我们一个简单的分析表达式适用于所有的扩展和链长。聚合物FP问题的应用之一是支化聚合物的流变学。在本文中，我们考虑了管模型中的手臂缩回机制，它精确地映射到我们已经解决的模型上。结果进行了比较，米尔纳-麦克利什理论没有约束释放，被发现高估FP时间的一个因素10或更多。
2015-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Falsity of the Rouse Mode Solution of the Rouse and Zimm Models
Rouse（J.Chem.Phys.21，1272（1953））和Zimm（J.Chem.Phys.24，269（1956））对聚合物链动力学的处理显示出包含基本的数学错误，这导致它们失去了在粘度和介电弛豫中占主导地位的零弛豫速率、全身旋转运动。因此，这些模型经常引用的模式解决方案是定性不正确的。通过与Wilson-Decius-Cross方法对多原子分子振动模的处理比较，定性地揭示了Rouse模型解的正确形式。
2009-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientation Correlation in Simplified Models of Polymer Melts
我们在一个简单的通用珠-弹簧模型中研究了完全柔性聚合物熔体体系中的相互局部链序。排除体积的相互作用与连接导致的局部排序的影响，这是独立的链长之间的25和700单体，即在劳斯以及在爬行制度。这些有序现象延伸到约3至4个单体尺寸的距离，然后衰减到零。
1998-08-24 cond-mat.soft
Multiscale Simulation of Entangled Polymer Melt with Elastic Deformation
为了预测缠结聚合物熔体的流动行为，我们发展了由拉格朗日流体粒子模拟和粗粒聚合物动力学模拟组成的多尺度模拟。我们在拉格朗日流体粒子模拟中引入了粒子变形来描述局部点处的伸长流动。颗粒变形与局部聚合物变形一致。
2014-01-30 cond-mat.soft
Local chain ordering in amorphous polymer melts: Influence of chain stiffness
采用通用聚合物模型的分子动力学模拟研究了具有不同内禀刚度的聚合物熔体。确定了单链的重要静态观测量，如回转半径或持续长度。此外，我们研究了整体静态熔体结构，包括对关联函数，结构函数和取向关联函数。
1999-01-22 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneities in non-entangled polystyrene and poly(ethylene oxide) star melts
星型聚合物由于其内部结构的原因，可以表现出非均匀的动力学行为。在这项工作中，我们采用原子分子动力学模拟研究非纠缠的聚苯乙烯和聚（环氧乙烷）星形熔体的平移运动。我们专注于从多臂星形架构起源的本地异质动力学和量化的分子内动力学梯度。通过检查的平移运动的顺序的库恩长度的长度尺度，我们的目标是找到共同的特点，研究化学和提供一个关键的和直接的比较与聚合物动力学的理论模型。我们讨论了所观察到的趋势，相对于连续劳斯模型调整的星形架构。两个版本的劳斯模型进行检查：一个假设均匀摩擦的每一个劳斯珠和另一个考虑较大的分支点摩擦。除了相邻珠子之间的链连接性之外，两个版本都忽略了链之间的相互作用。尽管可以容忍的模拟数据的描述，没有模型出现准确地反映流动性梯度。这里采用的详细的定量原子模型之间的差距桥梁的理论和一般的，粗粒模型的星形聚合物，缺乏不可缺少的化学细节。
2020-12-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
The dynamics of polymers in solution with hydrodynamic memory
聚合物溶液动力学理论是在布朗运动（BM）和Rouse-Zimm（RZ）模型的流体力学理论基础上发展起来的。结果表明，描述聚合物运动的时间关联函数与以往基于爱因斯坦BM理论的RZ模型有本质的不同。聚合物线圈的MSD在短时间内与t^2（而不是t）成比例。在很长一段时间里，它包含了（对爱因斯坦项的）额外贡献，其前导是~ t^{1/2}。聚合物的内简正模的弛豫不同于传统的指数衰减。这表现在它们的关联函数的尾部，当流体动力相互作用很强时，最长的寿命在Rouse极限下为~ t^{-3/2}，在Zimm情况下为t^{-5/2}。它被讨论，发现的特点，特别是一个较慢的扩散的线圈，应观察到在动态散射实验。计算了聚合物线团的动态结构因子和一阶累积量。该理论被扩展到的情况下，所研究的聚合物的动力学的影响，在稀溶液中的其他聚合物的存在下。
2005-09-15 cond-mat.soft
Clustering of entanglement points in highly strained polymer melts
采用分子动力学模拟方法，对聚合物熔体中珠簧链的大变形进行了研究。应用原始路径分析的强变形的聚合物熔体，拓扑约束的作用在高度缠结的聚合物熔体进行了研究和量化。我们发现，拉伸链的原始路径（PP）的整体，大规模的构象遵循仿射变形，而沿着PP的纠缠点的数量和分布不。变形后，链的PP在平行和垂直于伸长的两个方向上收缩。在进一步的放松，我们观察到一个长寿命的纠缠点集群。与延迟的弛豫时间一起，这导致熔体中拓扑约束的亚稳不均匀分布。
2019-05-31 cond-mat.soft
Efficient equilibration of confined and free-standing films of highly entangled polymer melts
含有高度缠结的长链聚合物熔体在限制或自由表面的平衡是一个挑战的计算机模拟。我们首先研究聚合物熔体的基础上的软球粗粒模型限制在两个壁之间的周期性边界条件，在两个方向上平行的墙壁。然后，我们应用反向映射重新插入底层珠弹簧模型的微观细节。通过调节壁面势的强度，即使在壁面附近，处于平衡状态的受限聚合物熔体的单体密度也保持在体密度。在一个弱的限制制度，我们观察到相同的构象性质的链在散装熔体表明，我们的限制聚合物熔体已达到其平衡状态。我们的方法提供了一种有效的方法来平衡具有不同厚度的大聚合物膜，并且不限于特定的底层微观模型。在垂直于壁的方向上关闭壁电势，使得能够研究独立的高度缠结的聚合物膜或具有一个支撑基底的聚合物膜。
2020-09-18 cond-mat.soft
Dynamic surface decoupling in a sheared polymer melt
我们提出了几种机制有助于摩擦的聚合物熔体吸附在结构化表面。第一种是众所周知的本体聚合物链从表面层的解缠结。然而，如果表面在原子尺度上是理想的，则聚合物链的吸附部分可以沿着表面势的等势线移动。这引起熔体的强烈滑移。对于高剪切速率，链部分解吸。然而，吸附链上的摩擦力增加，导致准粘边界条件。我们建议，吸附层可以有效地用于调节聚合物熔体和表面之间的摩擦力。
2005-02-24 cond-mat.soft
Generalized entropy theory of glass-formation in fully flexible polymer melts
广义熵理论（GET）为分子参数如何影响聚合物玻璃形成提供了许多见解。考虑到链刚性在理解聚合物材料的玻璃化形成过程中通常起着关键作用的事实，GET最初是基于半柔性链模型开发的。因此，GET中的所有先前计算都考虑了具有一定程度链刚性的聚合物。基于完全柔性聚合物熔体热力学和动力学性质对内聚相互作用强度（$ε$）的依赖性的计算机模拟结果，本文采用GET方法研究了$ε$对弯曲刚度消失的聚合物熔体模型中玻璃形成的影响，即，全柔性聚合物熔体。与模拟结果一致，完全柔性的聚合物熔体的GET预测，基本的无量纲热力学性质（如热膨胀系数和等温压缩率）是由$ε$标度的温度在低压制度的通用功能。对于完全柔性的聚合物熔体，在GET中的构型熵密度也发现了类似的标度行为。此外，我们发现，玻璃形成的特征温度线性增加与$ε$和脆性是独立的$ε$在完全灵活的聚合物熔体，预测再次与模拟的玻璃形成聚合物熔体组成的完全灵活的链。除了在模拟中观察到的这些一般趋势的解释，完全柔性的聚合物熔体的GET预测在低温下存在正的残余构型熵，表明在低温玻璃态下返回到Arrhenius弛豫。
2016-12-05 cond-mat.soft
Reactive conformations and non-Markovian reaction kinetics of a Rouse polymer searching for a target in confinement
我们从理论上研究了一个扩散限制反应物之间的连接到一个劳斯聚合物和一个外部固定的反应位点的限制。本工作完成并超越了以前的研究[T.盖兰岛Bénichou和R. Voituriez，Nat. Chem.，4，268（2012）]，其表明在反应的非常瞬间聚合物构象的分布在反应动力学中起关键作用，并且其确定使得能够在理论中包括非马尔可夫效应。在这里，我们详细描述了这个非马尔可夫理论，我们比较它与数值随机模拟和马尔可夫的方法，其中反应构象近似平衡。我们建立了以下新结果。我们的分析揭示了一个强烈的非马尔可夫制度在1D中，马尔可夫和非马尔可夫依赖的关系时间的初始距离是不同的。在这种制度下，反应构象是如此不同的平衡构象，反应时间的马尔可夫表达式可以高估了几个数量级的长链。我们还展示了如何推导出定性标度律的反应时间在一个系统的方式，考虑到不同的行为的单体运动在所有的时间和长度尺度。最后，我们还给出了一个分析描述的聚合物的平均伸长的形状在瞬间的反应，我们表明，它的光谱表现为一个慢的幂律大的波数。
2012-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Regularization methods for finding the relaxation time spectra of linear polydisperse polymer melts
从多分散聚合物的流变测量值计算离散或连续弛豫时间谱是一个不适定问题。在本文中，曲线拟合方法解决这个问题，并从文献中选择的模型进行比较。结果表明，该方法能够准确地预测线性多分散聚合物熔体的分子量分布及其弛豫时间谱。
2018-02-19 cond-mat.soft
Quantitatively Connecting Experimental Time-Temperature-Superposition-Breakdown of Polymers near the Glass Transition to Dynamic Heterogeneity via the Heterogeneous Rouse Model
该研究扩展 HRM 以描述近 Tg 未缠结聚合物的动态非均匀性，定量解释 TTS 失效及复模量实验数据，并提出由流变标度推断动态非均匀性的方法。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale Simulation of History Dependent Flow in Polymer Melt
我们已经开发了一种新的多尺度模拟技术，调查历史相关的纠缠聚合物熔体的流动行为，使用平滑粒子流体动力学模拟与微观模拟器，占纠缠聚合物的动态作用于每个流体元素。将多尺度模拟技术应用于二维周期系统中聚合物熔体绕圆形障碍物的缠绕流动。研究发现，缠结聚合物熔体的应变率历史依赖的应力影响其流动行为，应力的记忆性导致非线性行为，即使在${\rm Wi} \le 1$的区域。还研究了纠缠态$<Z>$的空间分布。在障碍物周围观察到稍低的纠缠区域，并发现在下游区域加宽。
2011-03-09 cond-mat.soft
Effects of a nanoscopic filler on the structure and dynamics of a simulated polymer melt and the relationship to ultra-thin films
我们进行分子动力学模拟的理想化的聚合物熔体周围的纳米级填料颗粒，以探测局部熔体结构和动力学上的填料的影响。我们表明，熔体的玻璃化转变温度$T_g$可以转移到更高或更低的温度，通过适当地调整聚合物和填料之间的相互作用。接近填料表面的聚合物动力学的逐渐变化导致玻璃化转变的变化。我们还发现，虽然聚合物的体结构变化不大，靠近表面的聚合物往往是细长和扁平的，独立的类型的相互作用，我们研究。因此，动力学出现强烈的相互作用的影响，而熔体结构只改变了填料的存在所施加的几何约束。我们的研究结果表明，超薄聚合物薄膜（厚度$\lesssim 100$纳米），这表明超薄膜和填充聚合物系统可能会被理解在相同的上下文中获得的那些强烈的相似性。
2000-07-28 cond-mat.soft
Hysteretic behavior of a polymer molecule immersed in an incompatible melt
已知浸入低分子量溶剂中的聚合物链的回转半径随溶剂质量单调变化。在这里，我们考虑的行为链浸入高分子量溶剂（聚合物熔体）。不出所料，我们发现，随着链与聚合物熔体之间的不相容性增加，链的两种极限构象是理想无规卷曲（R = aN^1/2）和致密小球（R = aN^1/3）。然而，我们发现，在这两个限制的回转半径的链提出了一个滞后行为。
2000-12-07 cond-mat.soft
Lattice model of linear telechelic polymer melts. II. Influence of chain stiffness on basic thermodynamic properties
本文应用本文发展的半柔性线型遥爪熔体的晶格集团理论（LCT），研究了链刚度对线型遥爪聚合物熔体平均自组装程度和基本热力学性质的影响。我们的计算意味着，链刚度促进自组装的线性遥爪聚合物熔体组装冷却时，聚合物体积分数$ϕ$或温度$T$是高的，但反对自组装时，$ϕ$和$T$都足够低。这使我们能够确定在$ϕ$ - $T$平面中的边界线，该边界线将链刚度对自组装的定性不同影响的两个区域分开。在经典的Flory-Huggins型理论中，自组装的焓和熵通常被看作是可调参数，但在本文中，它们强烈地依赖于链的刚性。此外，说明性计算的线性遥爪聚合物熔体的熵密度的依赖性链刚度表明，包括半柔性内的LCT的重要性，当探索的性质的线性遥爪聚合物熔体的模型中的玻璃形成。
2015-06-26 cond-mat.soft
