Sequencing of semiflexible polymers of varying bending rigidity using patterned pores
我们研究了易位的半柔性聚合物通过扩展孔与图案的粘性，使用Langevin动力学模拟。我们发现，易位时间动力学上的孔图案化的后果是戏剧性的，强烈依赖于聚合物刚度和孔-聚合物相互作用的相互作用。对于沿其长度具有周期性变化的刚度的非均相聚合物，我们发现序列的嵌段大小和取向的变化导致易位时间分布的大变化。我们展示了如何利用这一事实来制定一个有效的测序策略。该策略涉及具有图案化表面能量学的多个孔，可以高度准确地预测具有不同弯曲刚度的杂聚物序列。
2018-05-01 cond-mat.soft
Polymers pushing Polymers: Polymer Mixtures in Thermodynamic Equilibrium with a Pore
我们通过制定二元聚合物混合物的状态方程来研究聚合物从聚合物混合物中分配到纳米尺寸的空腔中，假设两种聚合物组分中只有一种（较小的）可以穿透空腔。通过推导分配平衡方程并数值求解，我们引入了“聚合物-推动-聚合物”的概念来描述非渗透聚合物对渗透聚合物的分配作用。即使在一个非常简单的模型的二元聚合物混合物的聚合物分区到一个孔中示出依赖于在一个复杂的方式上的聚合物混合物的组合物和/或孔隙渗透惩罚。这可能导致增强以及减少分区，由于我们详细分析了两个独立的能量尺度。
2012-08-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Controlling Polymer Capture and Translocation by Electrostatic Polymer-Pore Interactions
聚合物易位实验通常涉及阴离子聚电解质，例如驱动通过带负电荷的纳米孔的DNA分子。因此，聚合物捕获到纳米孔然后易位的定量建模需要考虑由电荷相似的聚合物-孔相互作用产生的静电势垒。为此，在这项工作中，我们耦合平均场水平的电流体动力学方程与Smoluchowski形式主义的静电势垒，电泳漂移，和电渗透液体流动之间的相互作用的特征。特别是，我们发现，由于不同的离子密度制度的盐屏蔽的漂移和屏障效应发生，存在一个特征盐浓度最大限度地提高屏障限制的聚合物捕获到孔的概率。我们还表明，在障碍占主导地位的制度，聚合物的易位时间与膜电荷呈指数增长，并与孔半径和盐浓度呈指数衰减快。这些结果表明，这些参数在势垒驱动制度的改变可以是一种有效的方式来控制的易位过程的持续时间，并促进更准确的测量的离子电流信号在孔。
2017-05-11 cond-mat.soft
Translocation of short and long polymers through an interacting pore
我们进行二维朗之万动力学模拟电场驱动的聚合物易位通过一个有吸引力的纳米孔。我们调查的吸引力区域的位置，使用不同的孔图案的效果。发现这对作为链长的函数的易位时间和对聚合物进入频率都有影响。我们定性地比较我们的结果与现有的实验数据。
2013-02-12 cond-mat.soft
Polymer Brushes in Cylindrical Pores: Simulation versus Scaling Theory
在良好的溶剂条件下，研究了柔性聚合物在直径为D的圆柱形孔中的端接结构与链长N和接枝密度σ的关系。本文发展了描述链的线性尺寸随σ变化的唯象标度理论，并用珠-弹簧模型的分子动力学模拟进行了验证。
2006-04-05 cond-mat.soft
Reply to the Comment on "Passage Times for Unbiased Polymer Translocation through a Narrow Pore"
理论推导和数值验证提供了缩放的孔阻塞时间为$N^{2+ν}$的无偏易位在两个和三个维度，与$N$作为聚合物的长度和$ν$作为Flory指数的聚合物。聚合物执行劳斯动力学。
2007-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bistability in the Unstable Flow of Polymer Solutions Through Porous Media
聚合物溶液通常被注入多孔介质中，用于诸如采油和地下水修复的应用。当流体通过曲折的孔隙空间时，弹性应力增加，导致流动在足够大的注入速率下变得不稳定。然而，人们对这种不稳定流动的空间和时间特征如何取决于孔隙空间几何形状知之甚少。我们阐明这种依赖性，通过系统地改变模型多孔介质中的孔隙收缩之间的间距。我们发现，当孔隙间距是大的，不稳定的漩涡形成上游的每个孔，类似于一个孤立的孔的观察。相比之下，当孔隙间距足够小时，流动表现出令人惊讶的双稳态，在两个不同的不稳定流动状态之间随机切换。我们推测，这种不寻常的行为产生的流动诱导的聚合物伸长和松弛的聚合物之间的相互作用，因为它们是平流通过多孔介质。与这个想法一致，我们发现，在一个给定的孔隙中的流动状态持续很长时间。此外，我们发现相邻孔隙之间的流动状态是相关的，但是，这些相关性不持久的长期。因此，我们的研究结果有助于阐明丰富的阵列的流动行为，可以出现在聚合物溶液流动通过多孔介质。
2020-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pore Stability and Dynamics in Polymer Membranes
两亲性二嵌段共聚物自组装的囊泡在电穿孔时表现出多种多样的行为，这是由于驱动系统的边缘、表面和弯曲能之间的竞争，而不同的粘性耗散机制决定了时间尺度。这些效应是由基本上化学上相同的分子产生的不同膜厚度d的表现。对于较小的d，我们发现大的不稳定的孔和所得的膜碎片重新组装成囊泡在几分钟内。具有较大d的囊泡形成纳米尺寸的长寿命孔，其可潜在地用于筛分应用和药物递送。
2002-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.SC
Active polymer translocation through flickering pores
利用Langevin动力学模拟研究了均聚物在驱动力作用下通过活性通道的单列移位。它示出的粘性壁和振荡宽度的通道可以导致显着更有效的易位相比，静态通道，具有等于振荡孔的平均宽度的宽度。易位的增益表现出对孔的粘性的强烈依赖性，这可以允许聚合物易位过程是高度选择性的。
2011-11-28 cond-mat.soft
Passage Times for Unbiased Polymer Translocation through a Narrow Pore
我们研究了不同孔径$b$和膜厚度$L$的聚合物在没有外场的情况下的易位过程。该聚合物执行劳斯和爬行动力学。聚合物从细胞中逃逸所需的平均移位时间$<τ_t>$和聚合物在移位过程中在孔中花费的平均停留时间$<τ_d>$遵循聚合物长度$N$、$L$和$b/R_g$的比例关系，其中$R_g$是聚合物的回转半径。我们解释这些关系使用简单的参数的基础上聚合物动力学和聚合物的平衡性质。
2006-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Nano-pore based characterization of branched polymers
我们提出了一种新的表征方法的基础上的几何性质的限制空间中的无规支化聚合物。中心思想是，无规支化聚合物表现出作为通道尺寸的函数的穿过/堵塞纳米通道的过渡。该临界通道尺寸取决于支化程度，从而允许提取分子的支化信息。
2014-01-31 cond-mat.soft
Polymer Translocation througha Pore in a Membrane
我们建立了一个新的统计物理模型，聚合物通过膜中的孔易位作为跨越自由能垒的扩散过程处理。我们确定的易位时间在链的灵活性产生的熵垒，以及在跨膜化学电势差和布朗棘轮的驱动机制，如条款。事实证明，虽然化学电势差由于聚合物的长链性质而引起对易位的显著影响，但棘轮抑制了这种影响和链柔性。
1998-02-10 cond-mat.soft
The escape transition of a lattice star polymer grafted in a pore
本文用 PERM 算法数值研究孔道中接枝晶格星形聚合物的逃逸转变，发现孔道缩短时星形臂逐条逃逸，并估计了方形和立方晶格模型的临界点。
2024-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Pore-blockade Times for Field-Driven Polymer Translocation
我们研究了一个易位聚合物的长度$N$，驱动的三维空间中的孔的字段$E$的孔封锁时间。聚合物表现出劳斯动力学，即，我们考虑在没有流体动力学相互作用的情况下的聚合物动力学。我们发现，典型的时间孔保持堵塞在易位事件的规模为$\sim N^{(1+2ν)/(1+ν)}/E$，其中$ν\simeq0.588$是聚合物的弗洛里指数。与我们以前的工作，我们表明，这种缩放行为源于聚合物动力学在紧邻的孔-特别是，记忆效应的聚合物链张力不平衡的孔。这个结果，以及其他几个小组的数值结果，违反了文献中早先提出的下限$\sim N^{1+ν}/E$。我们讨论了为什么这个下限是不正确的，并显示，基于能量守恒，正确的下限为场驱动易位的孔封锁时间是由$ηN^{2ν}/E$，其中$η$是周围的聚合物的介质的粘度。
2008-02-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polymer translocation through extended patterned pores in two dimensions: scaling of the total translocation time
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育研究所穆哈里分校）；National Centre for Biological Sciences-TIFR（国家生物科学中心-塔塔基础研究所）
本研究通过分子动力学模拟揭示了二维扩展图案化孔道中聚合物穿出时间的标度关系，发现穿出时间与链长和孔道长度的非线性关系。
2026-02-10 cond-mat.soft
Passage Times for Polymer Translocation Pulled through a Narrow Pore
我们研究了长度为$N$的易位聚合物在三维空间中的通过时间，同时将其通过一个狭窄的孔，并将恒定的力$F$施加到聚合物的一端。在小到中等的力下，满足条件$FN^ν/k_BT\lesssim1$，其中$ν\approx0.588$是聚合物的Flory指数，我们发现$τ_N$，聚合物离开孔所需的平均时间，与$F$无关地缩放为$N^{2+ν}$，与我们早先的F=0结果一致。在强力下，即，对于$FN^ν/k_BT\gg1$，通过时间的行为与$τ_N\sim N^2/F$交叉。我们在这里表明，这些行为源于聚合物动力学在紧邻的孔-特别是，记忆效应的聚合物链张力不平衡的孔。
2007-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Influence of fluid rheology on multistability in the unstable flow of polymer solutions through pore constriction arrays
本文通过实验研究流体流变学对孔隙收缩阵列中弹性流动不稳定多稳态的影响，提出用流向德博拉数这一单一无量纲参数描述多稳态起始，为聚合物流体设计提供指导。
2024-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
Polymer translocation through nano-pores in vibrating thin membranes
聚合物移位是下一代DNA测序技术的一个有前途的策略。然而，生物和合成纳米孔的使用仍然存在严重的缺点。特别是，膜层的宽度可以同时容纳几个碱基，使得精确测序应用变得困难。最近，石墨烯膜的使用为新的测序能力铺平了道路，其中包括测量横向电流的可能性。这些新的膜的厚度减少提出了新的问题上的变形性和振动的膜的易位过程中，这两个功能没有考虑到在完善的理论框架的影响。在这里，我们朝着这个方向迈出了第一步。我们报告的数值模拟工作的模型系统足够简单，允许收集显着的洞察力，这些功能的平均易位时间的影响，具有适当的统计意义。我们已经发现，热波动和纳米孔的变形性能之间的相互作用在确定过程中起着至关重要的作用。最后，我们讨论了进一步工作的新方向。
2016-12-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Theory of pore-driven and end-pulled polymer translocation dynamics through a nanopore: An overview
本文综述了基于等通量张力传播（IFTP）理论的聚合物在纳米孔中迁移动力学理论的最新进展。本文利用IFTP理论和广泛的分子动力学（MD）模拟方法研究了柔性和半柔性聚合物的孔驱动易位以及柔性链的端拉情形。IFTP理论的有效性可以通过单体的等待时间分布来量化，这些分布揭示了易位过程的动力学细节。IFTP理论允许的易位过程的参数自由的描述，并可以用来获得精确的分析缩放形式在适当的限制，包括由于孔隙摩擦的影响，出现作为一个有限大小的修正渐近缩放。我们表明，在孔驱动的半柔性和端拉的聚合物链的IFTP理论的情况下，必须增加一个明确的{ \it反}侧摩擦长期的易位过程的定量描述。
2018-10-15 cond-mat.soft
Polymer Release out of a Spherical Vesicle through a Pore
通过平均首次通过时间方法研究了聚合物在曲面或膜外的迁移。膜曲率对聚合物构象产生约束，这有效地将聚合物驱动到膜外，在膜外聚合物构象波动的可用体积更大。考虑到聚合物从球形囊泡中释放出来，聚合物移位时间$τ$从$R\gg R_G$的$τ\sim L^3$变为$R<R_G$的缩放行为$τ\sim L^2$，其中$L$是聚合物轮廓长度，$R$、$R_G$分别是囊泡半径和聚合物回转半径。还研究了聚合物捕获到球形芽中，并提出了易于捕获的可能装置。
1998-02-10 cond-mat.soft
Pore-Scale Flow Characterization of Polymer Solutions in Microfluidic Porous Media
本文综述微流控方法如何在高 Wi、低 Re 下揭示多孔介质中聚合物溶液的孔隙尺度弹性流动、不稳定性及其对非水相流体采出的影响。
2019-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Easier sieving through narrower pores: fluctuations and barrier crossing in flow-driven polymer translocation
我们表明，注入到纳米通道的聚合物链变得更容易，通道变得更窄。这个反直观的结果出现，因为减少的扩散时间尺度的链增加限制。通过扩展de Gennes blob模型得到了这些结果，并通过混合分子动力学-格子-Boltzmann模拟得到了证实.
2012-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Driven Polymer Translocation Through a Narrow Pore
在实验中，一个多核苷酸被驱动通过蛋白质孔的电场的动机，我们研究了通过一个狭窄的通道，它可能有强相互作用的聚合物螺纹的扩散运动。我们发现，有一个范围内的聚合物的长度，在该系统中是近似conventionally不变的，我们开发了一个粗粒度的描述这个政权。从该描述中，可以推导出聚合物通过孔的时间分布的一般特征。我们还介绍了一个更微观的模型。这个模型提供了一个物理上合理的方案，在实验中，聚合物的速度敏感地取决于它的化学成分，甚至取决于它在通道中的方向。最后，我们指出聚合物通过孔隙的时间的实验分布比简单估计的预期要广泛得多，并推测原因可能是这样。
1999-02-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Molecular ordering of nematic liquid crystals in tubular nanopores: Tailoring of optical anisotropy at the nanoscale by polymer pore-surface grafting
光学旋光技术是用来探索嵌入在平行的圆柱形通道的氧化铝膜孔壁覆盖的SE-1211聚合物膜增强正常锚定的液晶5 FPFFPP 3的分子有序。从有机溶液的化学膜沉积显然导致在通道壁上的局部岛的不均匀覆盖。因此，以正各向异性和负各向异性为特征的不同有序LC区域（纳米畴）的共存导致弱的有效（平均）光学双折射。重复的聚合物沉积减小了未覆盖的孔壁区域的尺寸，从而导致实验中观察到的负光学各向异性的加强。
2018-06-16 cond-mat.soft
Topology Sorting and Characterization of Folded Polymers Using Nano-pores
在这里，我们报告的易位折叠聚合物通过纳米孔使用分子动力学模拟。研究了两个案例;一种是折叠的分子在通过时展开，另一种是当分子通过纳米孔时折叠保持完整。折叠聚合物链的拓扑结构被定义为分子内接触的排列，称为电路拓扑结构。在分子内接触保持完整的情况下，我们表明，通过纳米孔的动态变化的分子具有不同的拓扑结构：一种现象，可以利用丰富的混合物中的某些拓扑结构。我们发现，纳米孔允许读取的拓扑结构的短链。此外，当通道与展开耦合时，纳米孔能够区分纯态，即，大多数触点相同布置的状态。在这种情况下，正如我们在这里所展示的，也可以沿着链读取接触位点的位置。我们的研究结果表明，纳米孔技术的适用性，以表征和排序分子的拓扑结构的基础上。
2016-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Anomalous Dynamics of Unbiased Polymer Translocation through a Narrow Pore
我们考虑一个聚合物的长度$N$易位通过一个狭窄的孔在没有外部领域。迄今为止，对其据称的异常动态的描述仍然不完整。我们发现，聚合物动力学是异常的，直到Rouse时间$τ_{R}\sim N^{1+2ν}$，通过孔的均方位移与$t^{(1+ν)/(1+2ν)}$一致，与$ν\approx0.588$的弗洛里指数。这被证明是直接相关的衰减时间的过量单体密度附近的孔作为$t^{-(1+ν)/(1+2ν)}\exp(-t/τ_{R})$。在劳斯时间之外，易位变得扩散。因此，与先前的权利要求相反，停留时间$τ_{d}$（易位聚合物通常在孔内花费的时间）标度为$N^{2+ν}$。
2007-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polymer translocation through pores with complex geometries
我们提出了一种方法，通过具有任意指定的几何形状的复合孔结构的聚合物易位的理论研究。通过复合材料的每个组成部分的易位被视为类似于易位坐标在源自孔内的链构型的自由能景观上的扩散。所提出的方法占可能的反向运动的复合材料孔的组成部分之间的界面处的前导链端，在先前的研究中被忽略的可能性。作为我们的方法的一个例子，我们研究了高斯链之间的易位由圆柱形孔连接的两个球形隔室，并由一个复合孔组成的两个连接的圆柱体的不同直径，这是结构上类似的$α$ -溶血素膜通道。我们表明，孔成分之间的反向链运动可能会显着地贡献总易位时间。我们的研究结果进一步确立，易位通过一个两个圆柱体复合孔是更快时，链被引入到孔的顺式（宽）侧的通道，而不是反式（窄）侧。
2008-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Translocation through a narrow pore under a puling force
我们采用三维分子动力学来模拟由外力驱动的聚合物通过纳米孔的移位。研究了三种不同孔径和两种不同外力作用下的迁移情况。为了了解聚合物和孔相互作用对迁移时间的影响，我们研究了9种不同的相互作用能。此外，为了更好地理解模拟结果，我们研究了聚合物的质心，形状因子和单体分布通过移位。研究结果表明，在增大聚合物-孔相互作用能的同时，随着孔径的增大，聚合物-孔相互作用能的增加。结果的形状分析表明，聚合物的形状是非常敏感的相互作用能。在高相互作用下，单体从两侧靠近孔。因此，易位开始时变快，最后变慢。
2019-01-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Polymer Translocation Through a Long Nanopore
从理论上研究了聚合物通过膜中纳米孔的迁移。最近关于电压驱动的DNA和RNA通过纳米孔的易位的实验表明，孔的尺寸和几何形状是聚合物动力学中的重要因素。提出了一种理论方法，明确考虑到纳米孔的长度和直径的影响，聚合物运动穿过膜。结果表明，孔的长度是至关重要的聚合物易位动力学。本模型预测，对于现实条件（长纳米孔和大的外部场），有两个制度的易位取决于聚合物的大小：对于大于孔长度的聚合物链，易位的速度几乎是恒定的，而对于小于孔长度的聚合物链的速度随着聚合物尺寸的减小而增加。这些结果与实验数据相符。
2002-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
End-pulled polymer translocation through a many-body flexible pore
本文研究了均聚物在柔性孔道中的迁移特性。通道被建模为一个单层管由单体组成的两个弹性参数：弹簧状的两体相互作用和弯曲的三体召回的相互作用。为了保证系统的稳定性，膜由具有疏水体（内部）的脂质双层结构复合，而孔在两个边缘是亲水的。通过悬臂将聚合物从顺式侧端拉到反式侧，悬臂通过能够测量在移位期间作用在聚合物上的力的弹簧连接到悬臂。所有的结构都对聚合物单体的冲击作出反应，并通过其组成主体的运动产生振动。在这些条件下，由悬臂所做的工作表现出与弹性常数的非单调行为，揭示了在参数区域的共振行为。此外，力谱登记为时间的函数，能够记录孔内的聚合物进展的主要动力学。
2022-10-31 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Influence of polymer-pore interactions on translocation
我们调查的影响，聚合物孔相互作用的易位动力学使用Langevin动力学模拟。吸引相互作用可以大大提高易位概率。同时，对于弱吸引力，它也缓慢地增加了易位时间，而对于强吸引力，观察到指数依赖性。当驱动力和链长固定时，随着吸引力的增加，易位时间的直方图从高斯分布向长尾分布过渡。在较弱的驱动力和较强的吸引力作用下，迁移时间和在孔中的停留时间均随链长的变化呈现非单调的变化规律。我们的模拟结果与最近的实验数据吻合得很好。
2007-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Driven translocation of a polymer: role of pore friction and crowding
通过考虑单体-孔摩擦以及在膜的{ \it反式}侧上单体的“拥挤”来研究大分子通过纳米孔的力驱动的移位，所述单体的“拥挤”抵消了作用于孔中的驱动力。推导并数值求解了易位动力学的控制微分代数方程组。对该溶液的分析表明，单体在反式侧的拥挤几乎不影响动力学，但单体-孔摩擦可以大大减缓移位过程。此外，移位指数$α$的移位时间对链长的标度律，$τ\propto N^α$，变得更小时，单体孔摩擦系数增加。这对于相对较强的力是最明显的。我们的研究结果可以解释各种各样的$α$值，发现在实验和计算机模拟。
2014-10-03 cond-mat.soft
Enhanced polymer capture speed and extended translocation time in pressure-solvation traps
基于纳米孔的生物测序技术的效率需要通过带相同电荷的孔快速捕获阴离子聚合物，然后是延长的易位过程。我们表明，这个条件可以通过设置一个压力溶剂化陷阱。多价阳离子添加到KCl溶液中触发了电荷相同的聚合物-孔吸引力。吸引力加速了压力驱动的聚合物捕获，但也将分子捕获在孔出口处，减少了聚合物捕获时间并将聚合物逃逸时间延长了几个数量级。通过与易位实验的直接比较[D. P. Hoogerheide等人，ACS Nano 8，7384（2014）]，我们还表征了聚合物在压力-电压阱中传输的电流体动力学。我们推导出标度律，可以准确地再现实验测得的聚合物易位速度和时间的压力依赖性。我们还发现，在聚合物捕获过程中，易位分子上的静电势垒减慢了液体流动。该预测确定了流动电流测量作为探测静电聚合物-孔相互作用的潜在方式。
2018-05-30 cond-mat.soft
Shear-induced ordering of nano-pores and instabilities in concentrated surfactant mesh phases
具有强结合抗衡离子的混合表面活性剂体系显示出许多有趣的相，例如由无序阵列的缺陷（双层中的水填充的纳米孔）组成的随机网格相。本研究解决了剪切下的随机网格相的非平衡相变的有序网格相与纳米孔之间的高度相干在三维。在不同的剪切应力条件下的原位小角度同步辐射X射线研究表明，尖锐的布拉格峰的X射线衍射，成功地索引的菱形晶格与R $\bar{3}$ m空间群对称性。在较高的剪切应力下，有序的网状相表现出类质同晶孪晶和屈曲。我们的实验研究带来了丰富的非平衡相变在浓缩的阳离子表面活性剂系统与强结合的抗衡离子迄今没有很好地探索，并提供了定量的理解动机。
2021-07-10 cond-mat.soft
Post-processing of polymer foam tissue scaffolds with high power ultrasound: a route to increased pore interconnectivity, pore size and fluid transport
我们将厚的聚合物泡沫组织支架暴露于高功率超声，并研究其对孔结构开放性和通过支架的流体运输的影响。我们的分析得到了超声处理过程中液体摄取测量值的支持，并通过X射线计算机断层成像、扫描电子显微镜和声学显微镜对支架微结构进行成像。超声波处理可以使平均孔径增加10%以上。更引人注目的是液体吸收的改善：对于通过标准浸泡技术仅吸收40%水的支架，我们可以在大约一小时的暴露时间内常规地实现支架的完全饱和。这些所需的修改发生没有支架完整性的损失和可忽略的质量损失，并优化时，超声处理耦合到预润湿阶段与乙醇。我们的研究结果表明，高功率超声是一种高度针对性和有效的手段，以促进厚泡沫组织支架中的孔隙互连和流体输送。
2013-02-18 cond-mat.soft q-bio.TO
Facilitated polymer capture by charge inverted electroosmotic flow in voltage-driven polymer translocation
基于纳米孔的生物传感工具的最佳功能需要从离子库中快速捕获聚合物。我们确定了一种离子相关诱导的运输机制，提供了这种条件下没有化学修饰的聚合物或孔表面。在带负电荷的硅基孔限制1：1电解质溶液的典型实验配置中，阴离子聚合物捕获受到静电聚合物-膜排斥和电渗（EO）流的限制。添加的多价阳离子抑制静电屏障并逆转孔电荷，反转将聚合物拖到反式侧的EO流的方向。这种反向EO流可用于加速从储层中捕获聚合物，并输送电泳无法控制的弱或不均匀带电聚合物。
2018-04-12 cond-mat.soft
Structure of Polymer Brushes in Cylindrical Tubes: A Molecular Dynamics Simulation
采用分子动力学模拟对一端与圆柱孔表面相连的柔性大分子的粗粒珠弹簧模型进行了模拟。链长$N$和接枝密度$σ$在很宽的范围内变化，并研究了三种孔径下从"蘑菇“到"刷子”行为的交叉。的单体密度分布和自由链端的分布进行计算和比较，在平坦的基板上的聚合物刷的相应的模型。发现对于足够大的孔直径存在$N$和$σ$的状态，其中孔中的刷高度超过平坦衬底上的刷高度，而对于足够大的$N$和$σ$（和足够小的孔直径），发生相反的行为，即刷被约束压缩。这些结果被用来讨论相应的理论聚合物刷在凹面基板。
2006-06-26 cond-mat.soft
Comment on ``Passage Times for Unbiased Polymer Translocation through a Narrow Pore''
与聚合物移位通过纳米孔相关的最基本量之一是移位时间$τ$及其对链长$N$的依赖性。我们的模拟结果的基础上的债券波动蒙特卡罗和分子动力学方法证实了原来的预测$τ\sim N^{2ν+1}$，其规模在相同的方式作为Rouse弛豫时间的链，除了一个较大的前因子，并使其他缩放索赔。
2007-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling exponents of Forced Polymer Translocation through a nano-pore
我们研究了移位均聚物通过一个薄的孔驱动的外部领域内存在的孔只使用Langevin动力学（LD）模拟在三维（3D）的几个标度特性。特别是最近的几个理论和数值研究，显然是相互矛盾的动机，我们确定的平均易位时间，质心的平均速度，$<v_{CM}>$，易位过程中的有效回转半径的标度指数的链长依赖性，以及作为移位时间的函数的移位坐标的标度指数（$s$ -坐标）。我们进一步讨论的可能性，在驱动易位的情况下，有限的孔径和它的几何形状可能是负责的veclocity标度指数小于统一和讨论的范围内的$N$这里研究的孔的几何形状上的标度指数的依赖关系。
2008-11-10 cond-mat.soft
Bistable collective behavior of polymers tethered in a nanopore
聚合物包被的孔在核质转运以及许多仿生和纳米技术应用中起着至关重要的作用。在这里，我们提出了Monte Carlo和密度泛函理论的方法来确定不同的集体相的末端接枝聚合物在纳米孔，并研究其相对稳定性作为分子间相互作用的函数。在核孔复合物相关的系统参数的范围内，我们观察到两个不同的阶段：一个与大部分的聚合物凝聚在孔壁，和其他的聚合物凝聚沿其中心轴。这两个相的相对稳定性取决于聚合物间的相互作用。这两个阶段的存在表明，在这些相互作用的边际变化，可能引起核转运受体的运输机制，导致孔之间的开放和封闭的配置转换。
2012-07-14 cond-mat.soft
Dissipative particle dynamics study of solvent mediated transitions in pores decorated with tethered polymer brushes in the form of stripes
我们研究了组分A和B的二元混合物在狭缝状孔中的自组装，其中孔壁被由A类珠子制成的栓刷条纹修饰。重点是溶剂介导的形态之间的过渡时，混合物的组成变化。对于某些限制情况下的孔隙几何形状，我们发现，一个有效的降维可能会导致准一维和二维分层。在将混合物的组成从聚合物熔体改变为良好的溶剂条件时，链的环境的改变为几种溶剂介导的形态的发展机制提供了解释，并且在某些情况下，为它们之间的切换提供了解释。我们发现溶剂介导的层状，曲折和内衬圆筒相。形态结构的定量分析进行考虑刷重叠积分和回转张量分量。
2013-03-25 cond-mat.soft
Theoretical modeling of polymer translocation: From the electrohydrodynamics of short polymers to the fluctuating long polymers
驱动聚合物易位通过纳米孔的理论公式是复杂的孔电流体动力学和非平衡聚合物动力学的构象聚合物波动起源的组合。在这篇综述中，我们讨论了建模的聚合物易位在不同的制度，短和长的聚合物，这两种效果解耦。对于短聚合物的情况下，聚合物的波动可以忽略不计，我们提出了一个刚性的聚合物模型，包括详细的电流体动力学力的易位分子。我们首先表明，电流体动力学理论可以准确地描述流体静压的压力-电压驱动的聚合物捕获实验中的聚合物移位速度和时间的依赖性。然后，我们讨论了静电相关机制负责实验观察到的DNA迁移率反转通过添加多价阳离子在固态孔，和聚合物捕获率的快速增长通过添加单价盐在$α$ -溶血素孔。在聚合物波动盛行的长链聚合物的相反制度，我们审查的等通量张力传播（IFTP）理论，可以表征在单段水平的易位动力学。IFTP理论适用于各种聚合物移位和拉动情况。我们讨论了预测的理论完全灵活和棒状孔驱动和端拉易位的情况下，精确的分析结果可以推导出的易位时间与链长和驱动力的缩放。
2018-12-18 cond-mat.soft
Translocation of Polymers through Nanopores at Weak External Field, Direct Approach with Monte Carlo Simulations
我做了非晶格三维蒙特卡罗模拟的聚合物易位通过一个狭窄的孔在低外场，试图尽可能接近一个直接的方法。该过程被发现在全球范围内的非平衡，但接近孔（折叠）的单体的动态被发现接近准平衡。我观察到的张力（或压力）建设附近的孔，和亚扩散的孔中的中间单体的位移，在文献中报道。我没有发现分数扩散方程预测的自由扩散一段时间后反应坐标的分布。
2008-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer nano-doplets forming liquid bridges in chemically structured slit pores: A computer simulation
采用柔性高分子链的粗粒珠-弹簧模型，利用分子动力学模拟研究了吸附在化学修饰平板表面的高分子纳米液滴的结构.我们考虑固着液滴在半径为R_D的圆形亲液（吸引单体）区域上，而基底的其余部分是疏液的。研究了液滴形状及其接触角随R_D的变化规律，并得到了液滴的密度分布。此外，液滴吸附在两个壁形成一个狭缝孔与两个亲液的圆形区域正好相反的相互作用进行了研究，注意两个壁之间的液体桥的形成。我们的研究的一个中心结果是在不同的壁分离以及液滴合并的动力学的两个基板壁之间的力的测量。我们的研究结果相比，各种唯象理论开发的液滴的介观，而不是纳米尺寸。
2004-11-25 cond-mat.soft
Non-monotonous translocation time of polymers across pores
针对波纹通道中聚合物扩散系数随聚合度非单调变化的问题，提出基于Fick-Jacobs方法的有效自由能模型，经数值验证吻合良好，推导得扩散系数极小值对应链长的标度关系，可用于无外场流的聚合物尺寸分离多孔吸附器设计。
2023-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of charge distribution on the translocation of an inhomogeneously charged polymer through a nanopore
我们利用离散和连续的随机模型研究了电压驱动的不均匀带电聚合物通过纳米孔的易位。作为电荷分布对移位影响的简化说明，我们考虑了具有单个带电位点的聚合物在电荷和孔之间存在和不存在相互作用的情况下的移位。我们发现，在没有孔-聚合物相互作用的情况下，最大限度地减少易位时间的电荷的位置是由易位的熵成本决定的，最佳电荷位置是在棒状聚合物的链的中点，接近理想链的前导链端。有吸引力或排斥性的孔-电荷相互作用的存在下产生的最佳电荷的位置朝向链的尾端和前端的位移，分别。此外，我们的研究结果表明，强大的吸引力或排斥力之间的相互作用的电荷和孔延长易位时间相对于易位通过一个惰性孔。我们推广我们的结果，以适应存在多个带电的网站上的聚合物。我们的研究结果提供了深入了解电荷的不均匀性对蛋白质易位通过生物膜的影响。
2007-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The shape of a flexible polymer in a cylindrical pore
我们计算的平均端到端的距离（$R$）的自避免聚合物封装在一个无限长的圆柱半径$D$。自洽摄动理论用于计算$R$作为不可穿透硬墙和软墙的$D$的函数。在这两种情况下，$R$在大的和小的$D$的限制下服从预测的缩放行为。从三维行为（$D\to\infty$）到完全拉伸的一维情况（$D\to 0$）的交叉是非单调的。$R$的最小值在$D\sim 0.46 R_F$，其中$R_F$是$R$在$D \to \infty$的弗洛里半径。软壁的结果映射到具有较大圆柱半径的硬壁情况。
2005-04-01 cond-mat.soft
Scaling Behaviors of a Polymer Ejected from a Cavity through a Small Pore
利用朗之万动力学模拟研究了球形受限柔性聚合物通过孔隙的喷射动力学。通过改变单体链长$N$和初始体积分数$ϕ_0$，得到了两种喷射速度$v$对腔内单体数$m$的标度行为：大$m$时的$v \sim m^{1.25}ϕ_0^{1.25}/N^{1.6}$和小$m$时的$v \sim m^{-1.4}$.通过将该过程划分为受限和非受限两个阶段，建立了一个鲁棒标度理论，并通过对能量耗散的研究，导出了动力学方程。修剪后的前一阶段有关的头部单体逃逸的孔，$m$的演变被证明是很好地描述的缩放理论。射血时间表现出两种适当的标度行为：分别在大和小$ϕ_0$ -或$N$ -条件下的$N^{2/(3ν)+y_1}ϕ_0^{-2/(3ν)}$和$N^{2+y_2}$，其中$y_1=1/3$、$y_2=1-ν$和$ν$是Flory指数。
2019-12-05 cond-mat.soft
Direct measurement of the critical pore size in a model membrane
我们研究了一个模型膜系统，一个独立的聚合物膜孔成核。小于临界尺寸的成核孔关闭，而大于临界尺寸的孔生长。有目的地在液体聚合物膜中制备不同尺寸的孔，并使用光学和原子力显微镜监测它们随时间的演变以提取临界半径。对于均聚物膜，临界半径与膜厚度成线性比例。结果同意一个简单的模型，该模型考虑到由于在孔隙的边缘处的表面积的能量成本。在孔的边缘处的能量成本通过使用层状形成的二嵌段共聚物膜实验地变化。潜在的分子结构导致孔边缘处的挫折增加，从而导致孔形成的成本增加。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of polymer ejection from capsid
聚合物通过纳米级孔从衣壳排出是与现代生物技术相关的重要生物过程。在这里，我们研究通用衣壳弹射使用朗之万动力学。我们表明，即使当喷射发生在漂移占主导地位的区域内，有一个很高的概率喷射过程不完成。在孔入口处引入小的对准力显著地增强喷射。这样的孔不对称性是完成病毒排出的机制的候选者。通过详细的高分辨率模拟，我们表明，这样的衣壳喷射是一个不平衡的过程，有许多共同的特点，通过在壁或膜孔驱动聚合物易位的研究。我们发现逃逸时间与聚合物长度$τ\sim N^α$成比例。我们发现，对于孔的不对称性，以前的预测证实了蒙特卡洛模拟不成立。对于具有不对称性的孔，标度指数随着衣壳内的初始单体密度（单体/衣壳体积）$ρ$而变化。对于非常低密度的$ρ\le 0.002$，聚合物仅被衣壳弱限制，并且我们测量了$α= 1.33$，其接近于聚合物移位获得的$α= 1.4$。在中等密度下，分别为$ρ= 0.01$和$0.02$的标度指数$α= 1.25$和$1.21$。这些比例与下限$α= 1.2$的粗略推导一致。对于不对称孔，当密度超过由衣壳完全限制的值$ρ\gtrapprox 0.25$时，精确缩放被破坏。高分辨率的数据表明，衣壳喷射的两个孔，类似于聚合物易位，可以表征为一个乘法随机过程，是由小规模的过渡为主。
2014-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Bacterial cell death: Atomistic simulations reveal pore formation as a mode of action of structurally nano engineered star peptide polymers
本文通过原子级分子动力学模拟揭示了交替嵌段和随机SNAPPs与脂质双层相互作用并导致成孔形成、进而引起细菌细胞死亡的逐步分子机制，为优化SNAPPs结构以对抗多重耐药菌提供了基础。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistical mechanics of a polymer chain attached to the interface of a cone-shaped channel
限制在纳米尺度几何形状的聚合物链已被用于研究核孔复合物（NPC）的潜在机制，其中货物的运输是定向的。这里显示，取决于穿过通道的溶剂质量（好或差），聚合物链可以在通道内部或外部或两者。基于短链的精确结果显示，溶剂质量的轻微变化可以将聚合物链拖到孔内，并且{ \it反之亦然}与NPC中所见的类似。此外，我们还报道了当孔径小于一定值时，不存在结晶（高密度）状态，这可能在预成型病毒前体内的DNA包装中具有潜在的应用。
2017-04-22 cond-mat.soft
Effect of Anomalous Dynamics on Unbiased Polymer Translocation
在本文中，我们研究了聚合物的长度$N$易位通过一个狭窄的孔的微观动力学。迄今为止，对其据称的异常动态的描述仍然不完整。我们发现，聚合物动力学是异常的，直到Rouse时间$τ_{R}\sim N^{1+2ν}$，通过孔的均方位移与$t^{(1+ν)/(1+2ν)}$一致，与$ν\approx0.588$的弗洛里指数。这被证明是直接相关的衰减时间的过量单体密度附近的孔作为$t^{-(1+ν)/(1+2ν)}\exp(-t/τ_{R})$。在劳斯时间之外，易位变得扩散。因此，与先前的权利要求相反，停留时间$τ_{d}$（易位聚合物通常在孔内花费的时间）标度为$N^{2+ν}$。
2007-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Polymer translocation through a nanopore: a two-dimensional Monte Carlo simulation
我们研究了在没有外部驱动力的情况下聚合物通过纳米孔的易位问题。为此，我们使用二维（2D）波动键模型与单段蒙特卡罗移动。为了克服熵的障碍，没有人为的限制，我们考虑一个聚合物，这是最初放置在中间的孔，并研究所需的逃逸时间的聚合物完全退出孔的两端。特别地，我们研究了孔长度对逃逸时间的影响。
2005-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
