Effects of Rotational Symmetry Breaking in Polymer-coated Nanopores
聚合物在圆柱形通道内表面上的统计理论传统上假设聚合物的平衡密度与方位角坐标无关。然而，模拟表明，当聚合物之间存在吸引力相互作用时，这种旋转对称性可以被打破。我们调查的阶段，出现在这些情况下，我们量化的对称性假设对系统的相行为的影响。在没有这个假设的情况下，人们可以观察到旋转对称情况和非旋转对称情况之间的平衡密度的巨大差异。一个简单的分析模型的开发，说明了这种对称性破缺的驱动热力学力。我们的研究结果对目前理解圆柱形纳米孔中的聚合物行为具有影响。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Plectoneme creation reduces the rotational friction of a polymer
利用标度参数和流体动力学模拟方法研究了半柔性聚合物的扭转动力学，该聚合物的轮廓长度$L$大于其持久长度Lp，一端以固定频率ω 0旋转.我们发现在临界频率ω_* 处存在一个非平衡相变：在线性区域，ω_0 <ω_*，轴向自旋是主要的耗散模式。在非线性状态下，ω_0> ω_*，扭转耗散模式涉及在驱动端附近连续产生原丝素，并且旋转摩擦基本上减小。
2009-10-08 cond-mat.soft
Rotational dynamics of entangled polymers
综述和推广了聚合物转动动力学的一些最新结果。在这里，我们专注于松弛的聚合物，无论是灵活的或半灵活的，最初包裹在一个刚性杆。我们还研究了稳定的聚合物旋转所产生的恒定扭矩的棒。摩擦力和熵力的相互作用导致了复杂的动力学行为，其特征在于非平凡的普适指数。结果是基于广泛的模拟聚合物进行劳斯动力学和分析方法，使用力平衡和缩放参数。分析结果与模拟结果基本一致，表明简化方法可以正确地捕捉旋转聚合物的复杂动力学行为。
2014-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Torque-Induced Rotational Dynamics in Polymers: Torsional Blobs and Thinning
通过使用斑点理论和计算机模拟，我们研究了线性聚合物绕一个长的不可穿透的杆进行静态旋转运动的性质。特别地，在模拟中，旋转由施加到拴在杆上的聚合物的端部的扭矩引起。三种不同的制度被发现，在密切类似的情况下，聚合物在一端被一个恒定的力。对于低扭矩，聚合物旋转保持其平衡构象。在中等扭矩下，聚合物呈现喇叭形，由尺寸增加的团块组成。在甚至更大的扭矩下，聚合物部分地缠绕在杆周围。我们推导出了角速度、伸长和扭矩等各种量之间的标度关系。分析预测与模拟数据吻合良好。有趣的是，我们发现了一个“变薄”制度，其中的扭矩有一个非常弱的（对数）依赖于角速度。我们讨论了这种行为的起源，这在聚合物中没有对应物被施加的力拉动。
2016-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Avoidance Governs Re-entrant Coil-Globule Transition of Inertial Active Brownian Ring Polymers
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究通过朗之万动力学模拟，揭示了转动惯性驱动活性布朗环形聚合物的重入式线团-球转变，明确了自回避与活性力极化在该转变中的关键作用，为控制活性聚合物坍缩提供了新机制。
2026-10-19 cond-mat.soft
Shearing-induced contact pattern formation in hydrogels sliding in polymer solution
在高分子浓溶液中，原位观察了旋转剪切过程中水凝胶与玻璃表面的接触。首次观察到与凝胶的旋转剪切同相旋转的动态接触图案。随着剪切时间的延长，接触斑图在圆周方向上呈现出周期性，并逐渐发展为精细的特征。在较高的滑动速度、聚合物浓度和正常压力下，图案出现得更快。此外，凝胶的柔软度也显著影响图案的特征。根据聚合物溶液在旋转软界面处的非线性流变性讨论了斑图形成。
2019-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of Rotational Diffusion on Macromolecular Self-Assembly Kinetics
Indian Institute of Science（印度科学学院）
该研究通过匹配平动扩散系数分离旋转扩散的影响，发现大分子结合概率依赖内部结构，自组装路径受旋转扩散系数影响，建立了大分子平衡动力学与自组装动力学的关联。
2026-07-31 cond-mat.soft
Translational and rotational dynamics of a self-propelled Janus probe in crowded environments
我们计算调查的动态自推进Janus探头在拥挤的环境中。拥挤是由粘弹性聚合物或非粘弹性断开单体的存在引起的。我们的模拟结果表明，平移，以及旋转均方位移，有一个独特的三步增长固定值的自推进力，并稳步增加与自推进，无论性质的拥挤。另一方面，在没有拥挤的情况下，Janus探测器的旋转动力学与自推进力无关。取代排斥聚合物与粘性的，平移和旋转均方位移的Janus探针显示急剧下降。由于Janus粒子的不同面与环境的相互作用不同，我们表明自推进的方向也会影响其动力学。固定的自推进的自推进探针的长时间平移和旋转扩散率的比率，当绘制对拥挤的面积分数，通过一个最小值，并在较高的面积分数合并到其值的情况下的拥挤。这指向在拥挤器的中间区域分数处的自推进探头的平移和旋转动力学的解耦。然而，这种旋转-旋转解耦对于无源探头是不存在的。
2020-08-05 cond-mat.soft
Disentangling Entanglements in Biopolymer Solutions
爬行理论在解释缠结聚合物溶液的不寻常材料性质方面非常成功。它将复杂的多体动力学简化为单个聚合物的描述，其中每个聚合物被设想为被限制在一个管中，通过该管它以蛇形方式移动。对于柔性聚合物，爬行理论已经得到了实验和模拟的充分证实。与此相反，半柔性聚合物的实验和数值测试要么限于爬行的发病，或进行示踪聚合物在一个固定的，静态的矩阵。在这里，我们报告布朗动力学模拟的纠缠解决方案的半柔性聚合物，这表明，曲线运动沿管（爬行）不再是占主导地位的动力学模式。相反，我们发现，聚合物解开由于相关的约束释放，导致内部弯曲模式的平衡之前，聚合物扩散的整个管的长度。终端应力松弛的物理机制是旋转扩散介导的解开，而不是沿管的曲线运动。
2018-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Analytical Rescaling of Polymer Dynamics from Mesoscale Simulations
我们提出了一种理论方法来缩放模拟粗粒聚合物液体的人工快速动力学的现实价值。由于粗粒化影响熵和耗散，两个因素进入重标度：包括分子内振动自由度，和重标度的摩擦系数。因为我们的方法是分析性的，所以它是通用的和可转移的。平移和旋转扩散的未纠缠和纠缠的聚乙烯熔体，预测粗粒聚合物熔体的介观尺度模拟，使用我们的重新缩放程序，与联合原子模拟和实验定量一致。
2011-03-10 cond-mat.soft
Semiflexible Ring Polymers on Active Motor Beds: Nonequilibrium Dynamics and Conformations
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究所穆扎法尔加尔分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础研究院海得拉巴分院）
通过粗粒化朗之万模拟，研究半柔性环状聚合物在活性马达基底上的非平衡动力学，揭示活性、持续性和刚度依赖的旋转与构象行为。
2026-06-09 cond-mat.soft
Unwinding Dynamics of a Helically Wrapped Polymer
我们研究了一种柔性聚合物的旋转动力学，它最初缠绕在一个刚性杆上，然后从杆上解开，这种动力学在生物学中的几个问题中很有意义，并且构成了聚合物从最小熵状态松弛的一个基本实例。我们研究了几个量的动力学，如总的和局部的缠绕角和度量量。在两个和三个维度，有和没有自我回避的模拟结果，解释了一个理论的基础上缩放参数和摩擦力和熵力之间的平衡。动力学的早期阶段是特别丰富的，其特征是三个共存的阶段。
2014-07-26 cond-mat.soft
Chemically symmetric and asymmetric self-driven rigid dumbbells in 2D polymer gel
我们采用计算机模拟揭示了二维聚合物凝胶中自驱动化学对称和非对称刚性哑铃的平移和旋转动力学。我们的研究结果表明，活动或自我推进总是提高哑铃的动态。使自推进哑铃化学不对称导致动力学的进一步增强。此外，自推进的方向是化学不对称哑铃的关键因素，其中朝向哑铃的非粘性半部的自推进导致与朝向哑铃的粘性半部的自推进的情况相比更快的平移和旋转动力学。我们的分析表明，对称和不对称的被动刚性哑铃都被困在聚合物凝胶的网格内，但化学不对称性总是有利于哑铃的网格到网格运动，并且当哑铃自推进时甚至更明显。这导致随着自推进的增加，van Hove函数中出现多个峰值。简而言之，我们相信我们的计算机模拟研究可以指导研究人员设计高效的人工微泳者，这些微泳者在特定位点的递送中具有潜在的应用。
2022-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of self-propelled Janus tracer in polymeric environment
化学合成的Janus颗粒由于其在外界刺激下的自推进能力，具有作为体内药物释放剂的巨大前景。在这里，我们报告了有史以来第一次计算研究的平移和旋转运动的自推进Janus示踪剂在heterogeneous聚合物环境。聚合物的存在使得Janus示踪剂的平移均方位移（MSD）与游离Janus示踪剂的平移均方位移相比增长非常缓慢，但令人惊讶的是，如在最近的实验中观察到的，均方角位移（MSAD）显著增加。此外，随着推进速度的增加，MSAD增长得更快。而当排斥性聚合物被具有粘性区域的聚合物所取代时，MSD和MSAD均显示出急剧下降。
2017-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Active Polar Ring Polymers
研究了孤立的半柔性活性极环聚合物的构象和动力学性质。环被建模为连续高斯聚合物暴露于切向主动力。线性非厄米运动运动方程的本征函数展开的解析解表明，环的构象是独立的活动。相反，活动强烈影响内环动力学和产量的特征时间制度，这是不存在的被动环。在中间的时间尺度上，柔性环表现出活动增强的扩散制度，而半柔性环表现出弹道运动。此外，第二个活跃的时间制度出现在较长的时间尺度上，环显示蛇形运动，这是让人想起坦克踩踏旋转动力学剪切流，占主导地位的模式与最长的弛豫时间。
2022-06-21 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
Screening by symmetry of long-range hydrodynamic interactions of polymers confined in sheets
流体动力可以显著地影响聚合物的运动。在片状空腔中，例如细胞的细胞质和微流体通道，流体动力是长程的。因此，预计流体动力学相互作用将主导片材中聚合物的运动，并将表现为齐姆样缩放。恰恰相反，我们注意到，虽然水动力是长程的，但由于二维流动的对称性，它们对聚合物运动的总体影响消失了。其结果是，预测的实验观测量，如扩散系数或旋转扩散时间的缩放是Rouse样的，符合最近的实验。有效的筛选验证了使用的非相互作用的斑点图片的聚合物限制在一个片。
2010-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Brownian motion of flexibly-linked colloidal rings
与线性聚合物相比，环状聚合物具有独特的性质，这是由于它们的拓扑封闭结构没有起点或终点。由于分子量的多分散性和不期望的副产物如链的存在，对分子环聚合物的实验测量具有挑战性。在这里，我们研究了环状聚合物的实验模型系统，该系统由$n$ =4的柔性连接的微米级胶体环组成。8个部分。我们表征这些灵活的胶体环的构象，并发现它们是自由连接的空间限制。我们测量它们的扩散行为，并将其与流体动力学模拟进行比较。有趣的是，与胶体链相比，柔性胶体环具有更大的平移和旋转扩散系数。与链相反，它们的内部变形模式显示出对于$n\lesssim 8$的较慢的波动和对于较高的$n$值的饱和。我们表明，来自环结构的限制，导致这种减少的灵活性小$n$，并推断预期的缩放的灵活性作为环的大小的函数。我们的发现可能对合成和生物环状聚合物的行为以及松软胶体材料的动力学模式产生影响。
2022-09-27 cond-mat.soft
Classification of interfacial water governed by water-polymer interactions in hydrated polymers: A molecular dynamics simulation study of ethylene-based and acrylate polymers
The University of Osaka（大阪大学）
通过分子动力学模拟，研究七种水合聚合物中水-聚合物相互作用对界面水行为的影响，将水合类型分为高度水合、疏水和柔性水合三类。
2026-05-09 cond-mat.soft
Dumbbell dimer dynamics in three-dimensional chiral fluids
本研究针对三维手性奇粘度流体中哑铃二聚体的取向动力学，通过解析计算发现手性可诱导二聚体伸缩关联的旋转运动，且热涨落下构象-旋转耦合会影响旋转扩散系数，为宇称破缺系统研究提供基础。
2025-10-22 cond-mat.soft
An active filament on a cylindrical surface: morphologies and dynamics
该研究通过布朗动力学模拟，揭示了圆柱面上活性聚合物的吸附-脱附转变及三种构象，并发现螺旋态旋转速度与链长呈幂律关系，表明表面曲率和链刚性可调控聚合物行为。
2024-08-20 cond-mat.soft
Enhanced rotational diffusion and spontaneous rotation of an active Janus disk in a complex fluid
本文通过有限元模拟研究活性Janus盘在复杂流体中的旋转动力学，揭示活性运动与流体微结构相互作用导致旋转扩散显著增强和自发旋转，并阐明其与推进速度、组分密度及相互作用的依赖关系。
2024-10-02 cond-mat.soft
Dynamics of self-propelled Janus particles in viscoelastic fluids
实验研究了球形Janus胶体粒子在粘弹性流体中的主动运动。自推进是通过激光照射施加的临界聚合物混合物的局部浓度梯度来实现的。即使在该制度中，流体的粘度是独立的颗粒引起的变形率，我们发现一个显着的增加高达两个数量级的旋转扩散随着颗粒速度的增加，这可以描述由一个有效的旋转扩散系数依赖于Weissenberg数的现象。我们表明，这种效应引起的粘弹性介质中的微泳者的外力取决于其方向的高度各向异性的响应。
2016-03-16 cond-mat.soft
Traveling strings of active dipolar colloids
本研究针对三维活性偶极胶体系统，通过实验、模拟与理论解析，揭示了偶极强度诱导的弦相转变规律，阐释了弦的集体动力学特征，并发现了随活性持续时间增长的长程涨落关联这一纯活性效应。
2024-04-18 cond-mat.soft
