Breakdown of the Kratky-Porod Wormlike Chain Model for Semiflexible Polymers in Two Dimensions
通过对$d=2$维半柔性聚合物的大规模蒙特卡罗模拟，验证了Kratky-Porod模型的适用性。该模型被广泛用作描述刚性聚合物的构象和力-延伸曲线的“标准模型“。结果表明，半柔性聚合物在$d=2$中表现出从硬杆到自回避行走的交叉，中间高斯制度（暗示的Kratky-Porod模型）是完全不存在的。因此，后者也可以描述力与延伸曲线，只有当轮廓长度是只有几倍大于持久长度。生物聚合物在界面上的实验的后果进行了简要讨论。
2011-11-14 cond-mat.soft
Harmonically confined, semiflexible polymer in a channel: response to a stretching force and spatial distribution of the endpoints
我们考虑一个不可伸展的，半柔性的聚合物或蠕虫状的链，其在横向上被抛物线势所限制，并在末端受到纵向力，使得聚合物被拉伸并且回折可以忽略不计。简单的解析表达式的配分函数，有效的在这个政权中，获得任意长度的链与各种边界条件的结束。还分析了端点的空间分布或径向分布函数。
2011-07-16 cond-mat.soft
Anomalous fluctuations of nematic order in solutions of semiflexible polymers
轮廓长度$L$超过其持久长度$\ell_p$的半柔性聚合物中的有序性通过将聚合物限制在半径$r_{eff}$远大于半径$r_ρ$的圆柱体中来描述，这是从溶液的相应浓度预期的。大规模分子动力学模拟结合密度泛函理论被用来定位各向同性向列（$I-N$）的过渡，并验证这种圆柱形的限制。异常波动，由于链偏转从相邻的链中的α相的建议。将偏转视为半柔性聚合物向列有序相中的集体激发，阐明了现有理论在描述$I-N$转变时存在缺陷的根源。
2016-04-04 cond-mat.soft
Lattice models of directed and semiflexible polymers in anisotropic environment
我们研究了聚合物在平行取向的扩展柱状缺陷存在下的构象性质。考虑了两类大分子：沿外部拉伸场方向择优取向的所谓部分定向聚合物和半柔性聚合物。我们在格子模型的框架内工作：部分定向自回避行走（PDSAW）和有偏自回避行走（BSAW）。我们的PDSAW的数值分析表明，拉伸场和各向异性之间的竞争所造成的扩展缺陷的存在导致系统中存在的三个特征的长度尺度。在每一个固定的浓度的混乱，我们发现了一个过渡点，扩展缺陷的影响是完全平衡的拉伸场。在各向异性环境中的数值模拟揭示了聚合物刚度的增加。特别是，半柔性聚合物的持久长度增加的存在下的障碍。
2015-07-23 cond-mat.soft
Wall-anchored semiflexible polymer under large amplitude oscillatory shear flow
半柔性聚合物的一端拴在一个不可穿透的墙壁，并暴露于振荡剪切流的性能进行了研究的细观模拟。一个聚合物，限制在两个维度，描述了一个线性珠弹簧链，和流体相互作用纳入布朗多粒子碰撞动力学方法。在小应变下，聚合物遵循所施加的流场。然而，在高应变，我们发现一个强烈的非线性响应，主要的构象变化。聚合物沿流动方向拉伸，并在流动时表现出U形构象。由于在半空间中的限制，在随时间变化的聚合物性质的频率加倍出现沿垂直于壁的方向。
2021-12-11 cond-mat.soft
Entropic Unmixing in Nematic Blends of Semiflexible Polymers
当溶致溶液的渗透压变化时，具有相同链长但不同持久长度的半柔性聚合物的二元混合物分离成两个共存的不同的双相。分子动力学模拟和密度泛函理论预测的相图要么有一个三相点，其中的各向同性相共存的两个三相，或一个临界点内的非混合的混合物。组分之间的局部优选键角的差异驱动这种不混合，而单体之间没有任何吸引力的相互作用。
2020-09-14 cond-mat.soft
Isostaticity and the solidification of semiflexible polymer melts
利用分子动力学模拟的切线软球珠弹簧聚合物模型，我们研究的程度，半柔性聚合物熔体凝固在等静压。柔性和刚性链结晶时，他们是均衡的定义适当的自由度计数参数。半柔性链也凝固均衡时，如果一个广义的均衡性标准，占缓慢冻结的构型自由链刚度增加。固化时平均配位数$Z(T_s)$对链特征比$C_\infty$的依赖性与无热系统中堵塞$Z(ϕ_J)$对$C_\infty$的平均配位数的依赖性具有相同的函数形式[ $Z \simeq a - b\ln(C_\infty)$ ]，这表明堵塞相关现象在热聚合物固化中发挥着重要作用。
2017-07-20 cond-mat.soft
Wrinkling of Random and Regular Semiflexible Polymer Networks
本文研究了二维无规和三角形半柔性聚合物网络在剪切作用下的变形。这两种类型的半柔性网络表现出一个小的临界剪切角以上，其规模与1.9和2.0之间的弯曲模量的指数。随机网络表现出滞后的阈值。起皱使总弹性能降低高达20%，并强烈影响所有半柔性网络的弹性特性，例如弯曲和拉伸主导行为之间的交叉。在随机网络中，我们也发现了亚稳态褶皱配置的证据。而随机网络的无序微结构影响褶皱振幅的标度行为，它对褶皱波长的影响很小。因此，皱纹代表了剪切应变或弹性性质的稳健的、与微观结构无关的测定。
2014-06-05 cond-mat.soft
Transient helix formation in semiflexible polymers without confinement effects
半柔性聚合物的珠-弹簧模型的单体之间的通用相互作用（例如库仑或其他长程径向对称排斥相互作用）诱导初始直的聚合物链中的不稳定性以形成长寿命的螺旋结构。这一机制可以解释刚性（生物）聚合物中螺旋的自发出现，因为链的有效电荷增加。螺旋的形成是独立的化学和扭转势不使用。因此，该方法可用于合成长度为nm-10 $μ$的螺旋弹簧。
2020-09-17 cond-mat.soft
Self-organization in suspensions of end-functionalized semiflexible polymers under shear flow
采用介观流体力学模拟方法研究了端官能化半柔性聚合物悬浮液在流动条件下的非平衡动力学行为和结构形成。混合模拟方法结合了流体的多粒子碰撞动力学方法，该方法考虑了流体动力学相互作用，半柔性聚合物的分子动力学模拟。在平衡状态下，观察到各种支架状网络结构，这取决于聚合物的柔性和末端吸引强度。我们研究了聚合物网络在剪切作用下的流动行为，分析了它们的非平衡结构和流变性质。在低剪切速率下，支架结构破裂并形成致密聚集体，而在高剪切速率下，结构完整性完全丧失。我们提供了一个详细的分析剪切速率相关的流致结构。这些研究为复杂材料中网络结构的形成和变形提供了更深入的理解。
2015-11-03 cond-mat.soft
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
Conformational properties of active semiflexible polymers
本文理论上研究了活性噪声下柔性及半柔性聚合物的构象性质，采用连续高斯半柔性聚合物模型并考虑有限拉伸性，发现活性强烈影响弛豫时间，且随活性增加聚合物发生从弯曲弹性主导到柔性动力学的转变，并伴随显著的噪声诱导收缩与大活性下的膨胀。
2016-10-25 cond-mat.soft
Tethered Semiflexible Polymer under Large Amplitude Oscillatory Shear
通过模拟研究了具有固定端的半柔性聚合物在振荡剪切流作用下的性能。二维受限聚合物被建模为线性珠弹簧链，与流体的相互作用由布朗多粒子碰撞动力学方法描述。对于小的剪切速率，端部的束缚导致或多或少的线性振荡响应。然而，在高剪切速率下，我们发现一个强烈的非线性反应，与聚合物（部分）包裹在固定点。这导致聚合物的整体收缩。在动力学上，聚合物质心位置的定位概率在类似于limaçon的空间曲线上是最大的，尽管具有不均匀的分布。我们发现剪切引起的修改的正常模式关联函数，在高剪切速率的频率加倍。有趣的是，出现了关联函数的笛卡尔分量的奇偶不对称性，对于奇$x$ -和偶$y$ -模式具有相当相似的光谱，反之亦然。总体而言，我们的模拟产生了一个有趣的非线性行为的栓系半柔性聚合物在振荡剪切流。
2021-12-11 cond-mat.soft
Buckling instability for a charged and fluctuating semiflexible polymer
在这篇文章中，我们解决的问题，欧拉的屈曲不稳定性的带电半柔性聚合物，是下的压缩力的作用。我们认为这种不稳定性作为一个相变和调查的作用，热波动的屈曲临界力。通过分子动力学模拟，我们发现临界力随温度的升高而减小。在有限温度下的排斥静电相互作用与热涨落竞争，以增加屈曲阈值。
2011-02-02 cond-mat.soft
Folding and unfolding kinetics of a single semiflexible polymer
从理论上研究了单分子半柔性聚合物的折叠转变动力学。在折叠过渡中，增长率随着塌陷结构域中单体数量的增加而降低，这表明对耗散的主要贡献来自结构域的运动。在展开过渡，动力学标度指数，1/8和1/4，分别确定为解纠缠和松弛步骤。我们进行了朗之万动力学模拟来测试我们的理论。结果表明，我们的理论与模拟结果吻合得很好。我们还提出了动力学的过渡中存在的流体动力学相互作用。
2008-04-17 cond-mat.soft
Collapse Transition of Two-Dimensional Flexible and Semiflexible Polymers
表面受限聚合物的球状-卷曲转变的性质一直是一个争论的问题。在这里，通过部分定向晶格模型研究了这种2D塌缩过渡。在具有正弯曲刚度（$Δ>0$）的聚合物的一般情况下，塌陷转变为{\em一阶};仅在弯曲刚度为零的极限情况下（$Δ\equiv 0$），塌陷转变为{\em二阶}。这些分析结果得到了蒙特卡罗模拟的证实。我们还提出了一些未来可能的实验。
2007-01-18 cond-mat.soft
Self-Assembly of Crowded Semiflexible Polymers under Dynamic and Deformable Confinement
University at Buffalo（布法罗大学）；Rutgers University（罗格斯大学）
研究动态可变形环境中半刚性聚合物自组装行为，通过分子动力学模拟发现聚合物浓度、链长和约束程度影响结构有序性，动态约束通过约束变化速率与聚合物移动竞争调控组装。
2026-03-27 cond-mat.soft
Tension dynamics in semiflexible polymers. Part I: Coarse-grained equations of motion
基于蠕虫链模型，建立了弱弯曲半柔性聚合物非线性动力学的粗粒度描述。通过多尺度摄动分析，利用弱弯曲极限所固有的长度尺度分离，揭示了骨架张力时空松弛的确定性本质，并推导出相应的粗粒度运动方程.从这个偏积分-微分方程，弱弯曲聚合物的非线性响应的一些详细的分析预测，在所附的文件（第二部分，cond-mat/0609638）。
2006-09-25 cond-mat.soft
Conformations of entangled semiflexible polymers: entropic trapping and transient non-equilibrium distributions
管模型是聚合物物理学中的一个核心概念，它可以将复杂的多丝缠结聚合物溶液问题简化为单丝描述。研究了半柔性聚合物溶液中约束管和单笼丝构象的概率分布函数。计算机模拟开发，模仿实际动态的限制聚合物在无序系统与拓扑约束的时间尺度上的局部平衡，但远低于大规模的网络重排。我们观察曲率的统计分布，并将我们的结果与最近的实验结果进行比较。出乎意料的是，所观察到的分布显示出明显的差异，从自由聚合物，即使在排除体积的情况下。广泛的模拟允许属性这些功能的熵捕获网络空隙空间。瞬态非平衡分布被证明是一个通用的功能，在中间的时间尺度淬火无序系统。
2009-08-02 cond-mat.soft
Free energy and extension of a semiflexible polymer in cylindrical confining geometries
我们考虑一个长的，半柔性的聚合物，持久长度$P$和轮廓长度$L$，波动在一个狭窄的圆柱形通道直径$D$。在区域$D\ll P\ll L$中，限制自由能$ΔF$和聚合物占据的通道长度$R_\parallel$由Odijk关系式$ΔF/R_\parallel=A_\circ k_BTP^{-1/3}D^{-2/3}$和$R_\parallel=L[1-α_\circ(D/P)^{2/3}]$给出，其中$A_\circ$和$α_\circ$是无量纲振幅。使用模拟算法的启发PERM（修剪富集Rosenbluth方法），它产生的结果非常长的聚合物，我们确定$A_\circ$和$α_\circ$和类似的振幅与矩形横截面的通道。对于一个半柔性聚合物被限制在一个圆柱的表面，相应的振幅推导出一个精确的解析方法。这些结果对于解释微通道或微流体装置中生物聚合物的实验是相关的。
2007-04-19 cond-mat.soft
Quantitative Tube Model for Semiflexible Polymer Solutions
我们开发了一个分析和定量理论的管模型的概念纠缠网络的半柔性聚合物。导出了管径L_perp的绝对值作为聚合物的持续长度l_p和网络的网格尺寸xi的函数。对于首阶，我们发现L_ \perp = 0.32 xi^{6/5} l_p^{-1/5}，这与已知的渐近标度律是一致的.此外，我们的理论提供了校正缩放，占有限的聚合物长度的影响，并占主导地位的网格尺寸聚合物长度比。我们通过广泛的计算机模拟来支持我们的分析研究。这些允许验证我们的理论描述必不可少的假设，并提供了一个很好的协议与分析计算的管径。此外，我们提出了模拟数据的网络中的管宽度的分布函数。
2007-03-03 cond-mat.soft
Unexpected ductility in semiflexible polymer glasses with $N_e = C_\infty$
半柔性聚合物玻璃（SPG），包括由最近合成的半柔性共轭聚合物（SCP）形成的那些，预期是脆性的，因为它们的银纹延伸比$λ_{\rm craze}$和断裂拉伸$λ_{\rm frac}$的经典公式预测具有$N_e = C_\infty$的系统具有$λ_{\rm craze} = λ_{\rm frac} = 1$，因此不能变形到大应变。使用分子动力学模拟，我们表明，事实上，这样的玻璃可以形成稳定的银纹与$λ_{\rm craze} \simeq N_e^{1/4} \simeq C_\infty^{1/4}$，并在$λ_{\rm frac} = (3N_e^{1/2} - 2)^{1/2} \simeq (3C_\infty^{1/2} - 2)^{1/2}$断裂。我们认为，$λ_{\rm craze}$和$λ_{\rm frac}$的经典公式不能描述SPG的机械响应，因为他们没有考虑库恩段的能力，在变形过程中伸展。
2022-08-31 cond-mat.soft
Linear Dimensions of Adsorbed Semiflexible Polymers: What can be learned about their persistence length?
部分或完全吸附的半柔性聚合物链的构象进行了研究，改变轮廓长度$L$，链刚度，$κ$，和强度的吸附势在很宽的范围内。分子动力学模拟表明，部分吸附链（与“尾巴”，表面附着的“火车”和“环”）是不描述的Kratky-Porod蠕虫状链模型。分析了三维$(\ell_p)$值到二维$(2\ell_p)$增强值的持续长度的交叉，并确定了$L \gg \ell_p$的排除体积效应。实验的解释的后果的建议。验证了吸附阈值与$\ell_p^{-1/3}$成比例关系的预测。
2019-09-13 cond-mat.soft
Visualizing the strain field in semiflexible polymer networks: strain fluctuations and nonlinear rheology of F-actin gels
我们的图像半柔性聚合物网络剪切下在微米尺度。通过跟踪嵌入的探针颗粒，我们确定局部应变场，并直接测量其均匀性，或亲和度，在2-100微米的尺度。非仿射应变的程度取决于聚合物的长度和交联密度，与理论预测一致。我们还发现了微尺度应变的均匀性和网络的非线性弹性之间的直接对应关系。
2007-02-14 cond-mat.soft
Tension dynamics in semiflexible polymers. Part II: Scaling solutions and applications
在这篇文章的第一部分中，我们对弱弯曲半柔性聚合物的动力学进行了系统的粗粒度描述。在这里，我们讨论了所建立的确定性偏积分-微分方程的解析解的骨干张力的时空松弛。对于原型实验的情况下，如突然应用或释放一个强大的外部拉力，它表明，拉伸动力学反映了自仿射构象波动谱在各种中间渐近幂律。详细和明确的分析预测的张力传播和放松和相应的结果，为共同的可观的，如端到端的距离，得到。
2006-09-25 cond-mat.soft
Semiflexible polymers under external fields confined to two dimensions
通过分子动力学模拟研究了二维半柔性聚合物的非平衡结构和动力学性质。三种不同的情况被认为是：力的延伸关系的拴系聚合物，最初拉伸的半柔性聚合物的松弛，和剪切流动下的半柔性聚合物。我们发现定量协议与理论预测的力-延伸关系和熵收缩聚合物的时间依赖性。剪切流动下的半柔性聚合物在大的剪切速率下表现出显着的构象变化，其中刚性较低的聚合物被流动延伸，而刚性较高的聚合物被收缩。此外，聚合物通过流动排列，从而二维半柔性聚合物的行为类似于三维柔性聚合物。在高剪切速率下，翻滚时间显示幂律依赖性，其指数与三维系统中的柔性聚合物的指数相当。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo study of multiply crosslinked semiflexible polymer networks
我们提出了一种方法来产生现实的，三维网络的交联半柔性聚合物。这些网络的自由能是从各个聚合物的力延伸特性和它们通过交联的持久方向性获得的。一个Monte Carlo计划是用来获得各向同性，均匀的网络，最小化的自由能，并为所有相关参数可以改变：的持久性长度，轮廓长度以及交联长度可以随意选择。我们还提供了对受剪切应变的网络力学性能的初步调查，表明它们显示出预期的非线性硬化行为。此外，一个关键的作用，非亲和性和它的关系，在网络中的秩序被发现。
2008-10-02 cond-mat.soft
Facile equilibration of well-entangled semiflexible bead-spring polymer melts
应用双桥杂化（DBH）方法对模拟缠结聚合物熔体进行平衡[R. Auhl等人，J.Chem.Phys.v.119，p.12718，2003]随着链刚度增加到半柔性状态而失去其有效性，因为与双桥Monte Carlo移动相关的能垒变得过高。在这里，我们克服了这个问题相结合的DBH与核心软化对电位的使用。这大大降低了能垒，使我们能够平衡熔体与$N \simeq 40 N_e$和链刚度一直到各向同性-无规转变使用模拟不超过1亿的时间步长。对于半柔性链，我们的方法是几倍的速度比标准DBH，我们利用这种加速开发改进的Kremer-Grest熔体的链刚度依赖的库恩长度$\ell_K$和纠缠长度$N_e$的表达式。
2021-11-18 cond-mat.soft
Semiflexible polymer rings on topographically and chemically structured surfaces
我们调查的半柔性聚合物环，如环状DNA，吸附到地形或化学结构的基板表面的形态。我们分类两个条纹表面结构，（i）地形表面凹槽和（ii）化学结构化的表面域的所有平衡形态。对于这两种类型的条纹，我们发现四个平衡形状：一个圆形的环形和一个局限的细长形状，以及两个形状包含凸起。我们确定了这些形态的完整的分叉图作为其轮廓长度的函数和粘结强度与弯曲刚度的比率。对于由几个条纹组成的更复杂的几何形状，我们发现细长形状之间的过渡级联。最后，我们比较我们的研究结果环凝聚吸引力的相互作用。
2014-05-25 cond-mat.soft
A semiflexible polymer chain under geometrical restrictions: Only bulk behaviour and no surface adsorption
本文分析了在良溶剂条件下，线性半柔性均聚物链在两种几何约束下的二维构象行为。约束是阶梯形的不可穿透曲面。不可穿透的表面是二维空间中的线。无限长的聚合物链被限制在这两个（A和B）表面之间。当链与一个或两个约束有吸引力相互作用时，利用完全定向自回避行走的格模型计算了配分函数的精确表达式.已经发现，在所提出的模型下，链仅显示出批量行为。换句话说，由于对链的行走施加的限制，链不可能吸附。
2014-07-11 cond-mat.soft
Statistics of Semiflexible Polymer Chains and the Generalized Borel Transform
在本文中，我们提出了一种新的方法来离散版本的蠕虫状链模型（WCM）的半柔性聚合物。我们的解决方案的模型是基于一种新的计算技术，称为广义波莱尔变换（GBT），我们用它来研究半柔性聚合物链的统计力学。具体来说，我们近似地评估模型的特征函数。之后，我们使用GBT计算模型的聚合物传播子，并找到一个有效的表达与任何数量的段和半柔性参数值的聚合物。这个表达式准确地捕捉到了柔性和无限刚性聚合物的极限。在这两者之间，预测平滑和近似的交叉行为。我们的传播子的另一个性质是，它满足聚合物链的有限延伸性的条件。计算了单链结构因子。该特性是波矢量$k,$的递减函数，直到达到平台。我们的计算清楚地表明，结构因子随波矢的增加而减小得更快，当半柔性参数增加时。此外，当波矢足够大时，即使对于短的聚合物链，也存在结构因子遵循$k^{-θ}$形式的近似幂律的区域。对于柔性聚合物，$θ$等于2，对于刚性链，$θ$等于1。我们还将我们的结果与其他模型的预测进行了比较。
2003-08-13 cond-mat.soft
Estimation of Persistence Lengths of Semiflexible Polymers: Insight from Simulations
大分子的持久长度是其基本特征之一，描述了其内在的局部刚性。然而，很难从聚合物的物理性质中提取该长度，不同的配方可能会给出彼此不一致的答案。蒙特卡罗模拟被用来阐明这个问题，给出了两个晶格模型，自避免步行模型扩展的键弯曲能，和瓶刷聚合物描述的键波动模型的比较讨论。讨论的条件下，这样的大分子的描述Kratky-Porod蠕虫状链持有，并考虑的问题，在何种程度上的持久性长度取决于外部条件（如溶剂质量）。详细讨论了半柔性聚合物的散射函数，并与各种解析方法进行了比较，最后对实验工作进行了展望。
2013-03-11 cond-mat.soft
Tension Dynamics and Linear Viscoelastic Behavior of a Single Semiflexible Polymer Chain
本文基于Hallatschek等人发展的蠕虫链模型理论，研究了单根半柔性高分子链的动力学响应。作用在两个链端的振荡力下的线性粘弹性响应解析地导出作为振荡频率的函数。我们将证明，在低频极限下，复柔度的实部与Marko和Siggia的静态结果一致，而虚部则表现出+1/2的幂律依赖性。另一方面，这些顺应性随着高频极限的幂律-7/8而减小。这些都不同于劳斯动力学。一个缩放参数来理解这些新的结果。
2009-03-12 cond-mat.soft
Statistical mechanics of semiflexible polymers
我们提出了半柔性聚合物的弹性力学理论的基础上的Kratky-Porod模型和量子刚性转子之间的连接在一个外部均匀的领域，和处理后者使用量子力学传播子方法。如果通过矩阵$\tilde{P}(k,p)=(I+ikDM)^{-1}D$替换端到端聚合物距离$1/(k^{2}/3+p)$的傅立叶-拉普拉斯变换，其中$D$和$M$与量子刚性旋转体的光谱相关，并且考虑所考虑的表达式的适当矩阵元素，则柔性聚合物的现有表达式和关系可以推广到半柔性聚合物。本工作也提供了框架，研究聚合物在外场中，和问题，包括半柔性聚合物的切线。我们研究了聚合物的结构因子，聚合物的自由端与另一端的固定切线的横向波动，以及半柔性聚合物在界面上的局部化。利用自由半柔性聚合物的端-端分布函数，得到了半柔性聚合物在半空间Dirichlet边界条件下的配分函数，研究了半柔性聚合物在表面附近的行为以及在表面上的吸附.
2004-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement induces conformational transition of semiflexible polymer rings to figure eight form
采用蒙特卡罗模拟的半柔性聚合物环在弱球形限制的构象转变为8形，扭曲配置被发现和量化。
2010-04-26 cond-mat.soft q-bio.BM
Ordered qausi-two-dimensional structure of nanoparticles in semiflexiblering polymer brushes under compression
采用分子动力学（MD）方法对环状聚合物刷的粗粒珠-弹簧模型进行了模拟。柔性聚合物刷在压缩期间总是无序的，而半柔性刷在足够强的压缩下倾向于有序。此外，半柔性聚合物刷的聚合物单体密度在聚合物刷表面附近很高，导致自由能在聚合物刷表面附近出现峰值。因此，通过在半柔性环刷系统中压缩纳米颗粒（NPs），NPs倾向于在刷表面和不可穿透的壁之间呈现紧密堆积的单层结构，这为设计响应性应用提供了新的途径。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Fluctuations of a long, semiflexible polymer in a narrow channel
我们考虑一个不可扩展的，半柔性的聚合物或蠕虫状链，持久长度$P$和轮廓长度$L$，波动在直径$D$的圆柱形通道。在对应于长的紧密限制的聚合物的状态$D\ll P\ll L$中，聚合物占据的通道$<R_\parallel>$的平均长度和与平均值的均方差分别作为$<R_\parallel>=[1-α_\circ(D/P)^{2/3}]L$和$<ΔR_\parallel^{\thinspace 2}\thinspace>=β_\circ(D^2/P)L$变化，其中$α_\circ$和$β_\circ$是无量纲振幅。在早期的工作中，我们确定了$α_\circ$和类似的幅度$α_\Box$的通道具有矩形截面的模拟非常长的链。在本文中，我们估计$β_\circ$和$β_\Box$从模拟。的估计进行了比较，精确的分析结果半柔性聚合物限制在横向上的抛物线势，而不是一个通道，并与最近的实验。对于抛物型约束势，我们也得到了一个简单的解析结果的分布$R_\parallel$或径向分布函数，这是渐近准确的大$L$和实验上看到的歪斜的形状。
2010-08-09 cond-mat.soft
Free energy of a folded semiflexible polymer confined to a nanochannel of various geometries
利用蒙特卡罗模拟研究了长通道内折叠半柔性聚合物的构象性质。我们测量构象自由能相对于聚合物的端到端距离的变化，并从这些功能中，我们提取的发夹折叠的自由能，以及所产生的熵力沿通道重叠的聚合物的部分之间的相互作用。我们考虑缩放的自由能相对于不同的持久性长度的聚合物，以及在圆柱形，矩形和三角形通道的限制的通道尺寸。我们专注于聚合物的行为在经典的Odijk和回折Odijk制度。我们发现熵力的缩放接近预测的缩放参数，在第二维里水平上处理偏转段之间的相互作用。此外，测得的发夹折叠自由能是一致的，直接从最近的圆柱形通道的理论计算。它也是一致的，从测量的聚合物的全球持久性长度在最近的模拟研究中的反折Odijk政权的值。
2018-05-31 cond-mat.soft
Semiflexible polymers in a random environment
我们使用简单的标度参数和一步复本对称性破缺理论的本地化的半柔性聚合物在淬火随机环境。与完全柔性的聚合物相反，半柔性聚合物的局部化不仅取决于无序的细节，而且取决于聚合物可以弯曲的容易程度。这两种效应的相互作用可以导致定域聚合物的离域，同时增加无序密度或刚度。我们的理论提供了一个通用的标准，具有不同程度的灵活性的聚合物的离域，并允许我们提出一个相图的高度折叠（本地化）状态的半柔性聚合物的无序强度和链刚性的函数。
2004-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Radial Distribution Function for Semiflexible Polymers Confined in Microchannels
推导了半柔性聚合物在外加电位下端到端距离$\vec{R}$的分布$G(\vec{R})$的解析表达式，以阐明限制对生物分子力学和统计性质的影响.对于抛物型约束的结果是准确的，而对于现实的潜力的自洽的ananadium的开发，使$G(\vec{R})$是明确的，即使是硬壁约束。的理论结果是在很好的定量协议与荧光显微镜数据的肌动蛋白丝限制在矩形形状的微通道。这允许明确地确定持久长度$L_P$和统计特性（例如，Odijk偏转长度$λ$）对沟道宽度$D$的依赖性。结果表明，忽略约束的影响导致一个显着高估的弯曲刚度的细丝。
2006-12-22 cond-mat.soft
Driven translocation of a semiflexible polymer through a conical channel in the presence of attractive surface interactions
我们研究了一个半柔性聚合物通过一个圆锥形通道与吸引力的表面相互作用和驱动力，在空间上变化的通道内的易位。使用的柔性聚合物的易位动力学通过一个扩展的通道作为控制的结果，我们首先表明，通道的不对称形状引起的非单调功能的总易位时间作为一个函数的通道的顶角。通道内单个单体珠粒的等待时间分布显示出强烈依赖于驱动力和表面相互作用的独特功能。聚合物刚度导致通道的所有角度的更长的移位时间。此外，作为通道角度的函数的移位时间的非单调特征随着聚合物变得更硬而显著改变，这反映在等待时间分布的变化特征中。我们构建了一个自由能描述的系统将熵和精力充沛的贡献，在低力制度来解释模拟结果。
2022-11-14 cond-mat.soft
Spectral Signatures of Active Fluctuations in Semiflexible Polymers
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究所穆哈利分校）
研究活跃环境如何转化为半柔性聚合物内部波动谱，通过显式主动布朗粒子的力统计推导出时序持久和空间相关的噪声模型，并通过模拟验证。发现活动性重新组织波动谱而非均匀改变：增强主动力主要增强最低模式，而增强持久性使谱权重向更长波长转移。
2026-04-11 cond-mat.soft
Splay--density coupling in semiflexible main-chain nematic polymers with hairpins
我们建立了一个宏观描述的splay-密度耦合在半柔性的主链聚合物与发夹，使用矢量连续性约束的“恢复”极序的链切线和引入链backfolds（发夹）作为其新型的来源，除了链端。我们把这两种类型的源作为一个统一的基础上的两个理想气体的混合物与固定的组成。执行详细的蒙特卡罗模拟的“软”蠕虫状链可变长度和灵活性的单畴熔体，我们通过他们的结构因素表明，链回折削弱的splay-密度耦合，并演示如何这种削弱可以始终量化的宏观层面上。我们还探讨和讨论了偏离非相互作用气体理想化的链端和回折。
2018-11-14 cond-mat.soft
An Anisotropic Effective Model for the Simulation of Semiflexible Ring Polymers
我们推导并引入各向异性的有效对势的粗粒度解决方案的半柔性环聚合物的各种长度。该系统最近已经通过完全单体分辨的计算机模拟进行了研究，揭示了许多不寻常的特征和结构形成，然而，这些特征和结构形成不能被环质心之间的旋转平均有效对势捕获[M. Bernabei等人，软物质9，1287（2013）]。我们新的粗粒化策略是将每个环都描绘成一个柔软的、可穿透的圆盘。我们证明，对于短和中等长度的环的新模型是相当能够捕获的物理在一个定量的方式，而对于最大的环，这类似于灵活的，它在高密度失败。我们的工作开辟了一般的，各向异性的可穿透的相互作用势的物理理由的方式。
2015-07-20 cond-mat.soft
A generalized theory of semiflexible polymers
DNA在短于持久长度的长度尺度上的弯曲在遗传信息从DNA到细胞功能的翻译中起着不可或缺的作用。这些生物系统的定量实验研究导致了新的兴趣，在聚合物力学相关的描述构象自由能的DNA弯曲诱导蛋白质-DNA复合物。最近的实验结果从DNA环化的研究投下了怀疑的适用性的规范半柔性聚合物理论，蠕虫状链（WLC）模型，DNA弯曲的生物长度尺度。本文发展了一类广义半柔性聚合物模型的链统计理论。我们的重点是这些模型的理论发展和实验观测值的计算。为了说明我们的方法，我们专注于一个特定的玩具模型的DNA弯曲。我们表明，WLC模型一般描述的长尺度链统计的半柔性聚合物，预测的重整化群。特别是，我们表明，无论是WLC或我们的新模型充分描述力延伸，解决方案散射，和长轮廓长度环化实验，无论DNA弯曲弹性的细节。相反，对短尺度链行为敏感的实验原则上可以揭示出与WLC模型中假设的线性弹性行为的巨大偏离。我们明确地证明了这一点，表明我们的玩具模型可以重现Cloutier和Widom观察到的异常大的短轮廓长度环化J因子。最后，我们讨论了这些模型的DNA链统计在未来的实验中的适用性。
2005-08-05 cond-mat.soft
Jamming of semiflexible polymers
我们研究了模型自由旋转聚合物中的堵塞作为链长$N$和键角$θ_0$的函数。堵塞时的体积分数$ϕ_J(θ_0)$对于刚性棒状链（$θ_0 = 0$）是最小的，并且随着$θ_0 \leq π/2$的增加而单调增加。与柔性聚合物相反，自由旋转聚合物的边缘堵塞状态是高度实体化的，即使考虑到键和角度约束。大长径比（小$θ_0$）链表现出与刚性纤维不同的行为：对大规模弯曲的抵抗在其堵塞现象中起着重要作用。低长径比（大$θ_0$）链的行为更像柔性聚合物，但由于存在对应于固定键角的冻结三体相关性，在低得多的密度下仍然堵塞。长链系统在较低的$ϕ$处发生堵塞，并且比短链系统在堵塞时更具实体性。这些研究结果的聚合物固化的影响进行了讨论。
2016-11-07 cond-mat.soft
Stochastic curvature of enclosed semiflexible polymers
研究了半柔性聚合物在典型尺寸为$a$的紧致域中的构象状态，在随机曲率满足白噪声涨落定理的假设下，将其作为Frenet方程定义的路径的随机实现.这种方法使我们能够推导出的赫尔曼-乌尔曼方程，在那里我们利用多极分解，使我们能够表明，位置概率密度函数是很好地描述了电报员的方程时，$2a/\ell_{p}>1$，其中$\ell_{p}$是持久性长度。我们还开发了一个Monte Carlo算法用于计算机模拟，以研究在一个紧凑的域中的构象状态。此外，半柔性聚合物封闭在一个正方形域的侧$a$的情况下，作为一个明确的例子制定的理论和算法。在这种情况下，我们表明存在类似于Spakowitz和Wang [Phys. Rev. Lett. { \bf 91}，2（2003）]，其中在这种情况下，临界持续长度是$\ell^{*}_{p}\simeq a/8$，使得均方端到端距离对于值$\ell_{p}>\ell^{*}_{p}$表现出振荡行为，而对于$\ell_{p}<\ell^{*}_{p}$，其表现为单调增加。
2018-12-08 cond-mat.soft
Free Energy of Twisted Semiflexible Polymers
我们调查的作用，在单分子测量扭矩链接（$t-lk$）曲线的波动。对于有限持久长度的半柔性聚合物（即轮廓长度$L$与持久长度$L_P$相当的聚合物），恒定扭矩（等扭矩）系综中的扭矩-连接曲线与恒定连接（等连接）系综中的扭矩-连接曲线不同。因此，一个遇到的概念上有趣的问题的“自由能的过渡”在切换合奏，同时进行转矩链路测量。我们预测依赖于半柔性参数$β= L/L_P$的这一额外的贡献的自由能显示为一个地区的扭矩链接平面。这可以通过未来使用单一生物聚合物的扭矩连杆实验进行测试。我们带出的刚性聚合物的扭矩链接曲线的不等价性，并提出明确的解析表达式的{ \it独特}扭矩链接关系在两个合奏和自由能差切换合奏在这种情况下。我们的工作的预测可以测试对扭转约束的生物聚合物的单分子实验。
2008-05-16 cond-mat.soft
Semiflexible Polymers Under Good Solvent Conditions Interacting With Repulsive Walls
利用密度泛函理论和分子动力学模拟研究了半柔性聚合物在排斥性平面壁约束下的溶液，阐明了壁面对聚合物链排列的促进作用和单体-壁面排斥作用引起的耗尽作用之间的竞争.一个粗粒度的珠弹簧模型与债券弯曲的潜力进行了研究，改变的轮廓长度和持久性长度的聚合物，以及在溶液中的单体浓度（良好的溶剂条件下，假设整个，和溶剂分子不包括明确）。研究了近壁处单体密度和压力张量分量的分布，得到了溶液的表面张力。虽然对于柔性聚合物，表面张力随着链长略微降低，但是对于刚性聚合物，其明显地随着链长增加。因此，在固定的密度和固定的链长下，表面张力也随着持续长度的增加而增加。链端总是在壁附近富集，但这种效应对于刚性聚合物比柔性聚合物大得多。此外，还研究了壁面附近的均方回转半径分量和介电序参量的分布，以阐明壁面诱导介电有序发生的条件。
2016-04-11 cond-mat.soft
Emergent helicity in free-standing semiflexible, charged polymers
本文提出一种通用机制，通过在半柔性带电异质聚合物中引入屏蔽库仑相互作用，在无扭转势条件下自发产生瞬态螺旋结构，并证明几何约束可延长其寿命。
2023-04-12 cond-mat.soft
Phase behavior of flexible and semiflexible polymers in solvents of varying quality
采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了半柔性高分子在不同质量溶剂中的相分离和有序化的相互作用。我们研究了粗粒度的模型，与键角的潜力，以控制链刚度，链长度可比的持久性长度的链。我们改变了单体单元的密度和控制隐式溶剂质量的有效温度。对于非常刚性的链，只有一个单一的过渡，从各向同性流体到一个无规管被发现，与“天鹅颈”拓扑结构的相图。然而，对于刚性较低的链，在临界点结束的不同浓度的各向同性流体之间的不混合也在高于三相点的温度下发生。相关的临界行为进行了检查，在MD模拟和发现与伊辛普适性兼容。除了这个临界行为，DFT计算同意定性与MD模拟。
2019-05-16 cond-mat.soft
Barrier crossing of semiflexible polymers
研究了半柔性高分子在双势阱中的运动。我们计算的形状，能量和有效扩散常数的扭结激发，特别是它们的依赖于弯曲刚度的半柔性聚合物。对于对称势，扭结运动是纯扩散的，而扭结运动在聚合物上存在驱动力的情况下变成定向的。基于扭结动力学，我们确定了半柔性聚合物的平均速度。Kramers逃逸势垒的过程是通过扭结-反扭结对的成核和扩散运动进行的，通过扭结-反扭结对的湮灭弛豫到直线构型。我们的研究结果适用于生物聚合物，如DNA和肌动蛋白丝或合成的聚电解质结构基板上的激活运动。
2005-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster Glasses of Semiflexible Ring Polymers
我们提出了计算机模拟的非打结非级联半柔性环聚合物的浓缩溶液。与它们的柔性对应物不同，收缩涉及强烈的能量惩罚，有利于环的相互渗透和聚集。我们调查的质量中心的环在非晶簇相，由无序列的扁长的扁长的环束穿透的缓慢动力学。散射函数揭示了自我和集体运动的显著解耦。质量中心之间的相关性表现出缓慢的松弛，如预期的初期玻璃化转变，表明动态逮捕的集群位置。然而，自相关在更短的时间尺度上衰减。这个特征是单个环在团簇矩阵上快速、连续交换和扩散的表现。我们的研究结果揭示了一种新的情况下，在一个简单的单分散系统的玻璃形成，其特征在于自集体解耦，软笼和温和的动态异质性。
2013-12-11 cond-mat.soft
Semiflexible polymer enclosed in a 3D compact domain
使用[Rev. E 100，012503（2019）]中开发的随机曲率方法，在每当$3\ell/\ell_ {p}> 1$时的状态下，研究了封闭在体积$V:=\ell^{3}$中的半柔性聚合物的构象状态作为路径的随机实现，其中$\ell_{p}$是持久长度。半柔性聚合物封闭在立方体和球体的情况下被认为是。在这些情况下，我们探讨了Spakowitz-Wang型聚合物的形状转变，其中临界持续长度在均方端到端距离的水平上区分振荡相和单调相。这种形状的转变提供了一个普遍的签名的一个半柔性聚合物的行为限制在一个紧凑的域的证据。
2021-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
