Modeling of Branched Thickening Polymers under Poiseuille Flow Gives Clues as to how to Increase a Solvent Viscosity
通过添加增稠支化聚合物产生的溶剂的粘度增强被预测为聚合物浓度、支化长度和持久性长度以及共价键相互作用的强度的函数。采用耗散粒子动力学模型对非平衡定态Poiffille流场进行了数值模拟，得到了流体的粘度。结果发现，聚合物聚集成聚集体提高了粘度，并且它更强烈地受到键合相互作用强度的影响。一般标度关系被发现的粘度作为研究的变量的函数，这是预期有用的设计和合成的新的增粘聚合物。有人认为，我们的研究结果可以应用于水性增稠剂，重要的胶体流体，如油漆和涂料，也为非极性流体，如超临界CO2，这是一个有前途的非水力压裂液也可用于提高石油采收率。
2021-07-29 cond-mat.soft
Conformational Transition of H-shaped Branched Polymers
采用动态蒙特卡罗模拟方法，模拟了不同主链（主链）和侧链（支链）长度的H型支化聚合物的构象转变。H型聚合物与等效线性聚合物相比，表现出θ温度的降低，伴随着更小的链尺寸。我们观察到支链对骨架尺寸的影响比相反的影响更明显，这归因于分子内普遍存在的构象异质性。随着分枝长度的增加，主链以卷曲和球状状态略微伸展。然而，在崩溃前（cf。皱球）状态下，主链尺寸随分支长度的增加而减小。我们将这种非单调行为归因于在塌缩转变过程中排斥体积相互作用和链内珠-珠吸引相互作用之间的相互作用。结构分析表明，固有的构象异质性促进了具有分离的主链和分支单元的塌陷结构（类似于“三明治”或“Janus”形态）的形成，而不是由所有单元组成的均匀分布的结构。随着主干或分支长度的增加，塌陷小球的形状变得更加球形。
2013-10-15 cond-mat.soft
Branched Polymers and Percolation
我们研究了支化聚合物的一个假定模型，该模型在二维上被证明是普通渗流的普适类。我们证实了这一点，高统计模拟，并表明，它是在渗透普适性类也为三个维度，与以前的索赔。这些先前的研究似乎被这个模型中的缩放的巨大修正所误导。
2000-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Axial dispersion in dilute solutions of linear and branched polymers in parallel-plate and expansion-contraction microchannels
Auburn University（奥本大学）；University of Illinois, Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
利用多粒子碰撞动力学模拟，研究了线性、梳形和星形聚合物在平行板和正弦膨胀-收缩微通道中的轴向分散，发现分散系数依赖于聚合物构型和浓度，并通过考虑聚合物扩散系数的限制效应和流场贡献，使用考虑非均匀分布的理论合理预测了平行板微通道中的分散系数。
2026-06-02 cond-mat.soft
The confinement free energies of non-ideal branched polymers and ideal unbranched polymers are the same
我们使用降维的方法表明，排除体积相互作用限制在两个平板之间的支化聚合物，在热力学极限，限制自由能和密度分布是相同的理想的线性聚合物具有相同数量的单体和相同的单体板相互作用潜力。由于支化引起的冷凝被由于排除的体积相互作用引起的溶胀精确地补偿。
2008-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Water is not a Dynamic Polydisperse Branched Polymer
Naserifar和Goddard的贡献论文报告说，他们在环境条件下的RexPoN水模型将液态水模拟为动态多分散支化聚合物，他们推测这解释了过冷区域中液-液临界点（LLCP）的存在。我们的工作解决了几个严重的事实错误和不必要的猜测，在他们的论文中，他们的解释，他们的模型和其含义的LLCP在过冷水。
2019-05-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Adsorption of annealed branched polymers on curved surfaces
支化聚合物在吸附表面附近的退火行为在许多生物和工业过程中起着重要作用。最重要的是，溶液中的单链RNA倾向于折叠并自结合以形成高度分支的结构。使用平均场论，我们都微扰和数值研究几种不同的几何形状的表面上的支化聚合物在良溶剂中的吸附。独立的壁的几何形状，我们观察到，作为分支密度增加，表面张力降低。然而，我们发现支化密度和曲率之间的耦合，其中当壁朝向聚合物弯曲时发生表面张力的进一步降低，但是当壁远离聚合物弯曲时表面张力的降低量减小。我们发现，对于局限于球形空腔中的支化聚合物，大多数支化点位于内壁附近，并且对于临界空腔半径，表面张力最小。对于正弦曲面附近的支化聚合物，我们发现支化点聚集在波谷，而端点聚集在波峰。
2015-10-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
Crosslinked polymer chains with excluded volume: A new class of branched polymers?
在本说明中，考虑了具有和不具有排除体积相互作用的微凝胶。基于早期的精确计算高斯微凝胶，这是由自交联（与$M$交联）的聚合物链的链长$N$弗洛里型近似形成的，以获得第一次洞察他们在溶液中的行为。结果表明，存在两种不同类型的微凝胶：一种特殊类型的支化聚合物，其尺寸尺度为$R \propto N^{2/5} M^{-1/5}$，而不是$R \propto N^{1/2}$。第二种类型是$c^*$ -微凝胶，其平均筛目尺寸$r$是溶胀的，并形成具有$r = a (N/M)^{3/5}$形式的标度律的自回避行走。
1997-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistics of randomly branched polymers in a semi-space
本文研究了无规支化的3-官能$N$ -链聚合物链的统计性质，该链的一个点固定在三维空间中距离不可穿透表面$d$的位置上，不含排斥体积.精确求解Dyson型方程的三维配分函数$Z(N,d)=N^{-θ} e^{γN}$，我们发现“表面”的临界指数$θ={5/2}$，以及密度分布的3-功能单元和死端。我们的方法还可以计算三维半空间中无规支化聚合物的成对关联函数。
2004-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Branched-polymer to inflated transition of self-avoiding fluid surfaces
利用蒙特卡罗模拟技术研究了动态三角网格上自回避流体表面模型的相变。我们报告的支化聚合物和膨胀相之间的连续过渡在${\it Δ}p \!=\!0$，其中${\it Δ}p (=\!p_{\rm in}\!-\!p_{\rm out})$是内外侧的表面之间的压力差。该转变的特征在于封闭体积相对于弯曲刚度$κ$和压力差${\it Δ}p$的变化的几乎不连续的变化。没有表面波动过渡伴随着这种过渡到具有顶点数量的表面$N\!=\!2562$。
2014-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Disorder effects on the static scattering function of star branched polymers
我们提出了一个分析的影响f-臂星形支化聚合物在d维的静态散射函数的结构无序。为此，我们考虑模型的星形聚合物沉浸在一个良好的溶剂中的结构缺陷的存在下，相关的大距离r根据幂律\sim r^{-a}。特别地，我们感兴趣的是相同分子量的星形和线性聚合物的回转半径的比率g（f），这是一个通用的实验可测量的量。我们应用一个直接的聚合物重整化方法，并在双\varepsilon =4-d，δ=4-a-展开内评估结果。我们发现g（f）随着δ的增加而增加。因此，无序相关性的增加导致相对于相同分子量的线性聚合物的星的尺寸测量的增加。
2012-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Renormalized field theory of collapsing directed randomly branched polymers
我们提出了一个动力学场论的定向随机支化聚合物，特别是他们的崩溃过渡。我们开发了一个唯象模型的形式，一个随机响应功能，使我们能够解决几个有趣的问题，如膨胀相和崩溃过渡的缩放行为。对于膨胀相，我们发现，通过选择适当的模型参数，我们的随机泛函减少到一个描述的弛豫动力学附近的杨-李奇异边缘。这证实了溶胀支化聚合物的标度行为受杨-李普适类的控制，这是很久以前就知道的。我们的论文的主要焦点在于定向支化聚合物的塌缩转变。我们证明了任意阶的重正化微扰理论与$\varepsilon$ -展开，这种过渡属于相同的普适类定向渗流。
2009-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Exploiting Scaling Laws for Polymeric Bottle Brushes: a Theoretical Coarse-Graining for Homopolymeric Branched Polymers
瓶刷是由接枝有侧链的线性聚合物主链制成的聚合物大分子。接枝密度σg、接枝侧链长度ns及其化学性质的选择完全决定了每种大分子的性质，例如其弹性和其折叠行为。通常，实验瓶刷是由数万个单体单元组成的系统，使得计算方法非常昂贵，特别是在瓶刷解决方案的情况下。因此，对这些大分子进行适当的粗粒化描述显得至关重要。我们在这里提出了一种理论方法，能够开发一个通用的，可转移的和分析的多尺度粗粒化的均聚瓶刷聚合物在良好的溶剂条件下。从标度理论开始，每个大分子被映射到一条拴系的星形聚合物链上，其有效势能从标度预测、计算和实验验证中得知，并且可以表示为臂数f的函数，和每个臂的长度na。然后恒星彼此拴在一起，它们之间的有效势能仅取决于原始星系的关键参数。瓶刷聚合物（σg，ns）。然后，使用的广义形式的有效势再现与标度理论和模拟得到的大分子的性质。在目前的研究中得到的有效电位的一般形式允许的理论和计算描述的所有接枝密度和所有长度的骨干和接枝臂的均聚瓶刷聚合物的性能，打开了多种应用程序的路径。
2019-08-08 cond-mat.soft
Scaling exponents for a monkey on a tree - fractal dimensions of randomly branched polymers
我们利用重整化动力学场论研究了大尺寸无规支化聚合物上扩散和其他输运过程（包括自回避行走和导电）的渐近性质。我们专注于溶胀相和塌陷过渡，在聚合物中的循环是无关紧要的。在这里，聚合物的渐近统计是格树的渐近统计，在它们上面的扩散让人想起猴子爬上树。我们计算一组通用的标度指数，包括扩散指数和分形维数的最小路径2-循环顺序，并在可用的情况下，将它们与数值结果进行比较。
2012-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Branched Polymers on the Given-Mandelbrot family of fractals
本文用精确实空间重整化方法研究了Given-Mandelbrot分形族上n个键的支化聚合物的不同构型数的平均每格点数A_n。该族的不同成员由整数参数b表征，b > 1。当b从2变化到无穷大时，分形维数从$ log_{_2} 3$变化到2。我们发现对于所有b > 2，A_n随$ λ^n exp(b n ^ψ)$变化，其中$λ$和$b$是常数，而$ 0 < ψ<1$是常数.我们确定的指数$ψ$，和尺寸指数$ν$（聚合物的平均直径变化为$n^ν$），完全为所有b > 2。这推广了Knezevic和Vannimenus对b = 3的早期结果[Phys. Rev { \bf B 35}（1987）4988]。
2005-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fresh look at randomly branched polymers
我们开发了一个新的，各向同性的随机支化聚合物的动力学场论，我们使用这个模型与重整化群（RG）研究这些聚合物的物理中的几个突出的问题。我们的模型提供了一个替代的有利位置，通过降维理解溶胀相。我们揭示了一个隐藏的Becchi-Rouet-Stora（BRS）对称性的模型，描述了崩溃（$θ$ -）过渡到紧凑的聚合物构象，并计算临界指数为2-循环顺序。事实证明，这些指数的长期1-循环结果并不完全正确。RG流的失控表明，所谓的$θ^\prime$ -转变可能是波动诱导的一级转变。
2009-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Segment Distribution around the Center of Gravity of Branched Polymers
利用Isihara公式推导了支化聚合物绕重心质量分布的数学表达式。我们引入了从重心到$ν$第三臂上的$i$第三质量点的端到端矢量$\vec{r}_{Gν_{i}}$的高斯近似，然后，对于星形聚合物，对于足够大的$N$，结果是\begin{equation} φ_{star}(s)=\frac{1}{N}\sum_{ν=1}^{f}\sum_{i=1}^{N_ν}\left(\frac{d}{2π\left\langle r_{Gν_{i}}^{2}\right\rangle}\right)^{d/2}\exp\left(-\frac{d}{2\left\langle r_{Gν_{i}}^{2}\right\rangle}s^{2}\right)\notag \end{equation}，其中$f$表示臂数。不幸的是，发现所得的$φ_{star}(s)$不是高斯的。对于树枝状聚合物\begin{equation} φ_{dend}(s)=\sum_{h=1}^{g}ω_{h}\left(\frac{d}{2pi\left\langle r_{G_{h}}^{2}\right\rangle}\right)^{d/2}\exp\left(-\frac{d}{2\left\langle r_{G_{h}}^{2}\right\rangle}s^{2}\right)\notag \end{…
2020-06-12 cond-mat.soft
Radius of Gyration of Randomly Branched Molecules
本文<s2x>从动力学方程的观点重新研究了支化聚合物均方回转半径的数学推导。特别地，我们导出了A-R-Bf-1模型的相应量，结果表明均方回转半径与R-Af模型完全相同。
2014-02-26 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
The collapse transition of randomly branched polymers -renormalized field theory
本文提出了一个随机支化各向同性聚合物的最小动力学模型，并在重整化场论的框架下研究了该模型。对于溶胀相，我们表明，我们的模型提供了一条路线，从不同的角度来理解既定的降维结果。对于塌陷$θ$过渡，我们发现了一个隐藏的贝基-Rouet-Stora超对称，信号树配置的唯一相关性。我们纠正了长期存在的1-循环结果的临界指数，我们把这些结果的2-循环顺序。对于坍缩的$θ^{\prime}$ -跃迁，我们发现了一个重整化群流的逃逸，这使得我们相信这个跃迁是涨落诱导的一级跃迁。我们的动力学模型使我们能够计算的最短路径上的随机支化聚合物在溶胀相的分形维数，以及在崩溃过渡和相关的分形维数。
2011-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Perspectives on the viscoelasticity and flow behavior of entangled linear and branched polymers
我们简要回顾了缠结聚合物流变学的最新进展，并确定了新兴的研究趋势和突出的挑战，特别是在支化聚合物方面。重点放在良好的特征模型系统的作用，以及合成表征，流变和建模/模拟的协同作用。了解所观察到的线性和非线性流变现象的理论框架是管模型，这是严格评估鉴于其成功和不足之处，而替代方法进行了简要讨论。最后，有趣的实验结果和有争议的问题，值得一致的解释，如剪切带不稳定性，多个应力过冲在瞬态简单剪切和增强稳态拉伸粘度聚合物溶液中，进行了讨论，而未来的发展方向，如分支点动力学和各向异性单体摩擦的概述。
2015-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Branched Polymers with Excluded Volume Effects/ Relationship between Polymer Dimensions and Generation Number
我们讨论了经验方程的推广：$\left\langle s_{N}^{2}\right\rangle_{0}\propto g\,l^{2}$，其中下标0表示没有排除体积的理想值，$g$表示从根到最年轻（最外层）代的代数。类比线性链问题，我们引入的假设，缩放关系，$\left\langle s_{N}^{2}\right\rangle_{0}\propto g^{2λ}\,l^{2}$，存在于任意聚合物的架构，其中$λ$是一个指数的骨干结构。然后，利用$g$和$N$（单体数）之间的关系，我们可以推导出不同结构聚合物的指数$ν$。排除体积效应理论对$ν_{0}$、$ν$和$λ$等量施加了严格的限制;例如，对于在良溶剂中的孤立聚合物，必须满足不等式$ν_{0}\ge\frac{1}{d+1}$。一个有趣的问题是，是否存在一个实际的分子，违反这一不等式。我们举了两个例子，其中有$ν_{0}=1/4$用于$d=2$，有$ν_{0}=1/6$用于$d=3$，并讨论了这个问题。
2021-07-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Viral RNA as a branched polymer
本章探讨如何通过平面图将病毒长 RNA 分子视为支化聚合物，揭示其特征性紧凑度，并展示如何结合聚合物物理学已知结果与额外相互作用来扩展该模型。
2023-03-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Delayed Arm Retraction Controls the Nonlinear Oscillatory Response of Long-Chain-Branched Polymer Melts
Rheonic Lab（Rheonic 实验室）；University of Milan（米兰大学）
研究长链支化聚合物熔体非线性振荡响应，提出分子管理论，纳入分支点力传递和延迟臂回缩，解释NLI特征最大值，预测不同非线性区域及相关参数，为非线性傅里叶流变学提供分子解释并联系聚合物结构。
2026-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universal properties of branched copolymers in dilute solutions
本文通过解析重整化与晶格模拟相结合的方法，系统研究了花环型和哑铃形支化共聚物在稀溶液中的普适构象性质，定量揭示了组分间相互作用对尺寸特征的影响。
2024-04-01 cond-mat.soft
Excluded Volume Effects of Branched Molecules
膨胀因子，$α^{2}=\langle s_{N}^{2}\rangle/\langle s_{N}^{2}\rangle_{0}$，在熔融状态下的支链分子的估计。平衡膨胀因子被确定为渗透势$ΔG_{osmotic}$的所有不均匀项趋于零的点。数值分析表明，$\log\,α=0.082\,\log N+\text{const.}$为$10^{3}\le N\le 10^{7}$，给出$α\cong \text{const.}\,N^{1/12}$使$\langle s_{N}^{2}\rangle^{1/2}\propto N^{1/3}$与之吻合的值为临界堆积密度。
2016-12-29 cond-mat.soft
Universal size and shape ratios for arms in star-branched polymers: theory and mesoscopic simulations
星形聚合物经历了从一组低臂数的松散耦合链到高臂数的密集毛状胶体的转变。这种变化影响溶解度、聚集和流变行为，并且具有很大的实际意义。我们研究的范围内的大小和形状的性质的星分子和它的个别武器后，这种转变。理论计算基于连续链模型，并在$ε=4-d$中以一阶进行。计算机模拟是由耗散粒子动力学和部分由Monte Carlo方法，结果表明非常好的协议与选定的一组属性已知从以前的模拟。理论和模拟提供了定性相似的趋势时，增加的数量的武器，但更高阶的近似理论，以实现良好的定量协议。
2019-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Probability of loops formation in star polymers in long range correlated disorder
我们分析的统计循环形成$f$支化的星形聚合物在环境中的结构缺陷，相关的大距离$r$根据幂律$\sim r^{-a}$。应用直接聚合物重整化方法，我们发现了一组普适指数的值，控制着大分子中各种类型的环的概率的缩放。
2017-04-19 cond-mat.soft
Tri-branched gels: Rubbery materials with the lowest branching factor approach the ideal elastic limit
与诸如金属和陶瓷的硬质材料不同，橡胶材料由于交联的三维聚合物网络的大构象自由度而可以承受大的变形。然而，网络的支化因子对橡胶材料的最终机械性能的影响尚未得到澄清。这项研究表明，三分支，这需要最低的分支因子，导致在理论上限附近的大弹性形变。这种理想的弹性限度是通过可逆的应变诱导结晶来实现的，从而提供按需增强。研究结果表明，聚合物链是高度取向沿拉伸轴，其中增强的可逆应变诱导结晶是观察到在三支化，而不是在四支化网络。结构刚性的数学理论被用来解释链取向的差异。虽然四支化聚合物自硫化发展以来一直是优选的，但这些突出三支化优点的发现将促使橡胶材料开发的范式转变。
2022-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Influence of polymer excluded volume on the phase behavior of colloid-polymer mixtures
我们确定耗尽引起的硬球胶体和相互作用的聚合物的相行为的大规模蒙特卡罗模拟使用非常准确的粗粒化技术。与标准的Asakura-Oosawa模型理论和模拟的比较表明，包括排除聚合物之间的体积相互作用导致在相图中的定性差异。这些效应对于较大的相对聚合物尺寸变得越来越重要。我们的模拟结果同意定量与最近的实验。
2002-06-05 cond-mat.soft
Coil--globule transition of a polymer involved in excluded-volume interactions with macromolecules
根据熵和相互作用能之间的平衡，聚合物呈现出伸展的卷曲态和紧凑的球状态。聚合物在伸展卷曲状态和紧凑小球状态之间的转变可以通过改变热力学力（例如温度）以改变能量/熵平衡来诱导。以前，这种转变是理论上研究考虑到排除体积之间的相互作用的聚合物链使用的配分函数。对于长链聚合物和短链聚合物的二元混合物，可以通过改变短链聚合物的浓度来诱导螺旋-小球转变。在这里，我们调查的转变所造成的短聚合物通过推广的配分函数的长聚合物，包括排除体积效应的短聚合物。通过系统地改变Flory的chi参数，作为混合聚合物浓度的函数的线圈-小球转变进行了研究。我们表明，过渡是由排斥体积之间的相互作用和短的聚合物在溶剂中的分散状态的相互作用。我们还发现，同样的结果可以通过结合混合熵和弹性能，如果一个长的聚合物的体积是适当的定义。
2015-09-21 cond-mat.soft
Optimal target search on a fast folding polymer chain with volume exchange
我们研究了搜索过程中的一个快速折叠的聚合物（“DNA”）的粒子（“蛋白质”），其搜索结合一维扩散沿链，利维型扩散介导的链循环，和体积交换的合奏目标。相对于物理参数，特别是对于最佳搜索，获得了搜索过程的丰富行为。
2006-01-06 cond-mat.soft
Flory-Huggins theory for athermal mixtures of hard spheres and larger flexible polymers
一个简单的分析理论的混合物的硬球和较大的聚合物排除体积相互作用的发展。该混合物显示出广泛的不溶性。对于具有强排斥体积相互作用的大聚合物，在分层的临界点处单体的密度随着聚合物长度的平方根而减小，而球体的密度趋于恒定。这与硬球和理想聚合物的混合物的行为非常不同，这些混合物虽然比具有排除体积相互作用的聚合物的混合物更难混溶，但在分层的临界点处具有高得多的聚合物密度。该理论适用于完整范围的混合物的球体与灵活的聚合物，从那些具有强大的排斥体积相互作用的理想聚合物。
2002-06-17 cond-mat.soft
Influence of Solvent Quality on Conformations of Crowded Polymers
聚合物在受限环境中的结构和功能，例如，细胞质中的生物聚合物受到大分子拥挤的强烈影响。为了探索拥挤的聚合物的构象的溶剂质量的影响，我们模型的聚合物作为可穿透的椭球体，其形状的波动是由自避免行走的统计，适合于在良好的溶剂中的聚合物。在这个粗粒度的模型，我们进行蒙特卡罗模拟的混合物的聚合物和硬纳米球拥挤，包括试验的变化聚合物的大小和形状。通过聚合物场论预测的自由能成本，通过拥挤的聚合物的渗透被纳入。为了分析拥挤对聚合物构象在不同溶剂中的影响，我们计算平均聚合物形状分布，回转半径，体积和非球面度的聚合物-拥挤的尺寸比和拥挤的体积分数的范围内。模拟结果准确预测的自由体积理论的聚合物拥挤。在良好的和θ溶剂的聚合物的结果比较表明，聚合物链段之间的排斥体积的相互作用显着影响拥挤，特别是在拥挤的限制远小于聚合物。我们的方法可能有助于激励未来的实验研究的聚合物在拥挤的环境中，与药物输送和基因治疗可能的相关性。
2018-09-21 cond-mat.soft
Equilibration of Long Chain Polymer Melts in Computer Simulations
研究了制备长链聚合物平衡熔体的几种方法。我们表明，标准的方法，其中一个开始与正确的端到端的距离随机安排在模拟细胞的链的合奏，并迅速引入排除体积，导致变形短的长度尺度。这种变形对于长链来说是最强的，并且只有在链移动了它们自己的尺寸之后才松弛。示出两种方法来克服这种局部变形的链。一种方法是首先预填充高斯链，这减少了系统中的密度波动，然后逐渐引入排除体积。第二种方法是双枢轴算法，其中在一对链上形成新的键，创建两个新链，每个新链与原始链都有很大不同。我们证明了这些方法的有效性的线性珠弹簧聚合物模型与零和非零的弯曲刚度，但该方法适用于更复杂的架构，如支化和星形聚合物。
2003-06-02 cond-mat.soft
Universal size ratios of Gaussian polymers with complex architecture: Radius of gyration vs hydrodynamic radius
本研究致力于更深入地了解支化聚合物的复杂结构对其在溶剂中行为的影响。大分子的折叠动力学和聚合物流体的流体动力学强烈依赖于单个大分子的尺寸和形状度量，而这些尺寸和形状度量又由它们的拓扑结构决定。为此，我们采用基于路径积分方法的分析理论和分子动力学模拟相结合的方法，研究了含有$f^c$线性支链和$f^r$闭环接枝到中心核的复杂高斯聚合物的结构性质。使用理论，我们确定的尺寸措施，如回转半径$R_g$和流体动力学半径$R_H$，并获得估计的尺寸比$R_g /R_H$与它的依赖性的功能$f=f^c+f^r$的接枝聚合物。特别是，我们得到的定量估计的紧凑化（尺寸措施的减少）的这种复杂的聚合物结构与闭环$f^r$的数量增加相比，线性或星形的分子相同的总分子量。数值模拟证实了理论预测，即随着$f$的增加，$R_g /R_H$向1减小。这些研究结果提供了定性的描述复杂的聚合物与不同的臂结构的$θ$解决方案。
2020-07-15 cond-mat.soft
Colloids and polymers in random colloidal matrices: demixing under good-solvent conditions
我们考虑一个简化的胶体-聚合物混合物的粗粒模型，其中聚合物被表示为通过对势相互作用的单原子分子。我们用它来研究聚合物-胶体分离在存在的淬火矩阵的胶体硬球。我们将聚合物与胶体的尺寸比固定为0.8，并考虑基质，使得由于基质而无法进入胶体的体积的分数f等于40%。在Asakura-Oosawa-Vrij（AOV）的情况下，我们发现，在聚合物和胶体体积分数平面的双节点曲线有一个小的依赖于无序。至于临界点的位置，行为是从AOV的情况下观察到的不同：而临界胶体体积分数基本上是相同的，在本体中，并在存在的矩阵，在临界状态下的聚合物体积分数增加，随着f的增加。与AOV情况不同，一般没有观察到毛细管胶体冷凝或蒸发。
2012-10-01 cond-mat.soft
An equation for the description of volume and temperature dependences of the dynamics of supercooled liquids and polymer melts
最近提出的表达式来描述的结构（或α）弛豫时间的温度和体积依赖性进行了讨论。该方程满足弛豫时间的标度律tau = f（TV^g），其中T是温度，V是比容，g是材料相关常数。函数f的表达式被示出，以准确地拟合实验数据的几个玻璃形成液体和聚合物在一个扩展的范围内，包括动态交叉，提供了一个描述的动态参数的数量最少。本文的结果可以与先前发现的等容脆性与常压下的等压脆性和标度指数g的相关性相一致。
2007-03-20 cond-mat.soft
Molecular rotors to probe the local viscosity of a polymer glass
我们研究了局部粘度的聚合物玻璃在其玻璃化转变温度附近使用环境敏感的荧光分子转子嵌入在聚合物基体。转子的荧光取决于局部粘度，并且测量探针的荧光强度和寿命因此允许测量当经历玻璃化转变时聚合物玻璃中的局部自由体积。这也使我们能够研究的局部粘度和自由体积时，聚合物薄膜被置于外部应力。我们发现，薄膜不均匀流动，但经历剪切带，这是可见的空间变化的自由体积和粘度。
2022-04-19 cond-mat.soft
Excluded volume effects on semiflexible ring polymers
二维半柔性聚合物环的研究都通过成像圆形DNA吸附在云母表面上，并通过Monte Carlo模拟的幻影聚合物，以及聚合物的有限厚度。在整个范围内的灵活性的大小和形状的不同模型的比较表明，排除体积有限的厚度引起的各向异性增加的主轴的构象，形状的变化，实现了增强的相关性沿轮廓。
2010-04-14 cond-mat.soft q-bio.BM
Scattering from Star Polymers including Excluded Volume Effects
在这项工作中，我们提出了一个新的模型的形状因子的星形聚合物组成的自回避分支。该模型考虑了排除体积效应，并由星形聚合物的两点关联函数导出。我们比较这个模型的小角中子散射（SANS）的测量从聚苯乙烯（PS）的明星沉浸在一个很好的溶剂，四氢呋喃（THF）。结果表明，该模型提供了一个很好的描述散射签名起源于排除体积效应，它明确阐明了一个星型聚合物的全球构象和其组成分支的局部刚度之间的连接。
2014-04-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Wetting in mixtures of colloids and excluded-volume polymers from density functional theory
本文采用基于Wertheim一阶热力学微扰理论的微观密度泛函理论研究了胶体和排斥体积聚合物非热混合物的润湿行为。在反对Asakura-Oosawa-Vrij模型的润湿行为，我们发现富含聚合物的相润湿硬壁。润湿转变是一级的，并伴随着预润湿转变。我们没有发现任何线索的分层过渡的部分润湿制度。我们的结果类似于无热聚合物溶液中的润湿行为。我们指出，一个准确的，单体解析的胶体-聚合物混合物的理论应该包括正确的缩放行为在稀聚合物制度和准确的描述的参考系。
2005-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excluded volume effects in polymer brushes at moderate chain stretching
我们开发了一个强拉伸近似的聚合物刷的自避免聚合物链。计算了刷的密度分布和末端单体在拉伸方向上的位置分布，并与模拟数据进行了比较。我们发现，与之前基于低接枝密度（中度链拉伸）下高斯弹性的方法相比，我们的方法可以产生明显更好的近似，其中可以忽略由于有限伸展性而引起的校正。
2021-05-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Scattering from Colloid-Polymer Conjugates with Excluded Volume Effect
在这项工作中，我们提出的散射函数的共轭体组成的胶体粒子和自避免的聚合物链。该模型直接由两点关联函数导出，并考虑了体积效应。计算的散射函数的胶体和聚合物刚度的几何形状上的依赖性进行了研究。在现有的实验结果相比，我们的模型被发现能够描述的散射签名的胶体聚合物共轭物，并提供额外的构象信息。该模型明确阐明了共轭物的全局构象与其组成成分的微观结构之间的联系。
2014-07-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Gyration radius of a circular polymer under a topological constraint with excluded volume
在拓扑约束下，环状聚合物的平均尺寸是变小还是变大并不重要。利用一些结不变量，我们数值计算的均方回转半径的环状聚合物具有固定的结类型，其中的环状聚合物是由自由连接的硬圆柱体组成的自避免多边形。我们得到的图的回转半径与多边形节点的平凡，三叶形和8字结的数量。讨论了回转半径在拓扑约束下的可能渐近行为。在渐近极限下，当聚合物较薄时，具有给定纽结的环状聚合物的尺寸比没有拓扑约束的环状聚合物的尺寸大，当聚合物足够厚时，有效膨胀变弱。
2001-04-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Universal consequences of the presence of excluded volume interactions in dilute polymer solutions undergoing shear flow
溶剂质量的作用，在确定稀聚合物溶液进行稳定的简单剪切流动的通用材料性能进行检查。使用的聚合物分子的珠-弹簧链表示，和溶剂分子对聚合物构象的影响是由一个狭窄的高斯排除体积势，成对的行为之间的珠链。布朗动力学模拟数据，获得的链的有限长度，并外推到无限长的链的限制，被证明是模型无关的。窄高斯势的这一特征导致与$δ$函数排斥势相同的结果，使得能够预测通用交叉标度函数和在排除的体积极限中的渐近行为。通用的粘度函数，通过这个程序获得的，被发现表现出增加的剪切稀化与溶剂质量。在排除的体积限制，他们被发现服从幂律标度与特征剪切速率$β$，在密切的协议与以前获得的重整化群的结果。排除的体积相互作用的存在下，也示出导致弱化的聚合物链与流动方向的对齐。
2004-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization in melts and poor-solvent solutions of semiflexible polymers: extensive DPD study
本文采用耗散粒子动力学模拟技术研究了不同浓度半柔性聚合物在熔体和贫溶剂溶液中的结晶行为。我们使用一个粗粒度的聚合物模型，试图捕捉大的时间和长度尺度上的结晶在这样的系统的一般原则。我们观察到的结晶过程开始于一个初始的随机制备的系统，在不良溶剂中具有不同的聚合物体积分数。因为溶剂非常差，所以宏观相聚合物-溶剂分离发生得非常快，并且伴随着部分聚合物结晶。研究发现，在初始随机制备体系中，随着聚合物体积分数的增加，结晶过程结束时的总结晶分数降低，而当聚合物体积分数大于50%时，稳态结晶速度几乎相同。同时，平均晶粒尺寸也有很大的差别，在聚合物体积分数为90%时有一个最大值。我们假设该聚合物浓度在可用于增加微晶尺寸的聚合物材料的量与防止微晶生长和合并的链缠结之间的平衡的意义上是最佳值。
2020-01-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Statistical field theory for nonlinear elasticity of polymer networks with excluded volume interactions
本文基于聚合物自洽统计场论建立细观模型，研究排除体积相互作用对交联聚合物网络非线性弹性的影响，揭示近不可压缩性、应变软化-硬化及局部化失稳。
2023-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure, Dynamics and Hydrogen Transport in Amorphous Polymers: An Analysis of the Interplay Between Free Volume Element Distribution and Local Segmental Dynamics from Molecular Dynamics Simulations
本研究通过全原子分子动力学模拟探究三种不同柔韧性聚合物的链动力学与自由体积元的关联，揭示了温度、链柔韧性对自由体积元分布及氢输运的调控机制。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium swelling and universal ratios in dilute polymer solutions: Exact Brownian dynamics simulations for a delta function excluded volume potential
一个狭窄的高斯排斥体积势，这往往是一个δ函数的排斥势的宽度参数d* 趋于零的限制，已被用来检查排除体积相互作用的平衡和线性粘弹性稀聚合物溶液的普遍后果。布朗动力学模拟数据，获得有限长度的链，已外推到无限长的链的限制，以获得模型独立的预测。该方法在预测静态溶液性质的众所周知的方面的成功表明，它可以被用来作为一个系统的手段，通过它可以研究溶剂质量对平衡和非平衡性质的影响。
2003-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Statistical Theory of cosolvent-induced coil-globule transitions in dilute polymer solution
我们提出了一个统计模型的稀聚合物溶液在良溶剂中的存在下，低分子量的助溶剂。我们研究了共溶剂浓度的变化和共溶剂与聚合物之间的相互作用类型引起的聚合物的构象变化。我们描述的聚合物在溶液中的爱德华兹模型，其中的配分函数的聚合物链与一个固定的回转半径的框架中的平均场近似描述。聚合物共溶剂和共溶剂共溶剂的相互作用在总亥姆霍兹自由能的贡献也被处理内的平均场近似。为了方便起见，我们将体系体积分为两部分：通过其回转体积表示的聚合物链所占据的体积和本体溶液。考虑到两个子体积之间的平衡，我们得到了溶液的总Helmholtz自由能作为回转半径和回转体积内的共溶剂浓度的函数。最小化后的总亥姆霍兹自由能相对于其参数，我们得到一个系统的耦合方程相对于聚合物链的回转回转半径和共溶剂浓度内的回转体积。改变聚合物和共溶剂之间的相互作用强度，我们表明，聚合物的崩溃发生在两种情况下-无论是当聚合物和共溶剂之间的相互作用是排斥性的或当相互作用是有吸引力的。所报告的效果可能与不同学科有关，其中在共溶剂存在下大分子的构象转变是令人感兴趣的，特别是在生物学、化学和材料科学中。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and dynamics of a polymer-nanoparticle composite: Effect of nanoparticle size and volume fraction
我们使用分子动力学模拟研究了半稀释，未缠结的聚合物溶液中含有分散良好，弱吸引力的纳米粒子（NP）的大小（$σ_N$）小于聚合物的回转半径$R_g$。我们发现，如果$σ_N$是大于单体的大小的聚合物溶胀，而较小的NP导致链收缩。如果体积分数$ϕ_N$增加，则聚合物链（$D_p$）和NP（$D_N$）的扩散系数降低。$D_p$的减少可以很好地描述的约束参数，而$D_N$显示出更复杂的依赖于$σ_N$，这是由于能量和熵效应之间的相互作用。当$ϕ_N$超过依赖于$σ_N$的值时，NP不再很好地分散，并且如果$ϕ_N$增加，则$D_N$和$D_p$增加。
2018-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
