Theoretical study of line and boundary tension in adsorbed colloid-polymer mixtures
本文对吸附态胶体-聚合物混合物界面势进行了扩展理论研究。为了描述在硬壁附近的胶体-聚合物混合物，使用简单的Cahn-Nakanishi-Fisher自由能泛函。体相行为和基质-吸附物相互作用的自由体积理论与聚合物胶体尺寸比q=0.6和q=1的理想聚合物建模。界面势的构造与帮助下，从一个Fisher-Jin交叉约束。通过操纵交叉密度，可以从自然的、单交叉的剖面获得完整的界面势。线张力在部分润湿制度和沿预湿的边界张力计算从界面电位。线张力具有两种符号，并且随着接触角的增大而减小。线张力在接近一级润湿转变时为正值10^-14 - 10^-12 N，在远离一级润湿转变时，线张力通过零并减小到负10^-14 - 10^-12 N。沿预湿边界张力的计算屈服值从预湿临界点处的零增加到一阶润湿时的线张力值。
2014-06-23 cond-mat.soft
Micropores can enhance intrinsic fracture energy of hydrogels
该研究通过模拟二维聚合物链网络的裂纹尖端行为，发现微孔可通过孔间相互作用使内聚能分布均匀，从而按比例提升水凝胶的本征断裂能，为水凝胶抗疲劳设计提供了新思路。
2024-06-24 cond-mat.soft
Anti-fatigue-fracture hydrogels
水凝胶在设备和机器中的新兴应用需要这些软材料在循环机械载荷下保持鲁棒性。尽管已经使水凝胶在单次机械载荷循环下具有抵抗断裂的韧性，但是这些增韧的凝胶在多次载荷循环下仍然遭受疲劳断裂。报告的疲劳阈值（即，在循环载荷下发生裂纹扩展的最小断裂能）为1-100 J/m2的数量级，这主要与断裂每单位面积的单层聚合物链所需的能量有关。在这里，我们证明了在水凝胶中结晶度的受控引入可以显着提高其疲劳阈值，因为疲劳裂纹扩展的断裂结晶域的过程需要比断裂单层聚合物链高得多的能量。结晶度为18.9wt%的聚乙烯醇（PVA）的疲劳阈值在溶胀状态下的能量密度可以超过1，000 J/m2。我们进一步开发了一种策略，以提高PVA水凝胶的抗疲劳断裂性能，但仍然保持其高含水量和低模量的图案化的水凝胶中的高度结晶区域。本工作不仅揭示了水凝胶的抗疲劳断裂机理，而且为设计适用于不同应用的抗疲劳断裂水凝胶提供了一种实用的方法。
2018-12-16 cond-mat.soft physics.app-ph
Strain-dependent localization, microscopic deformations, and macroscopic normal tensions in model polymer networks
我们使用分子动力学模拟来研究模型聚合物网络对单轴拉伸的微观和宏观响应。通过研究链长从$N_s=20$到200的网络，我们涵盖了从交联到纠缠主导行为的全部交叉。我们的研究结果支持了最近版本的管模型，该模型解释了由于化学交联和缠结而导致的链局部化的不同应变依赖性。
2004-10-12 cond-mat.soft
Modeling of Self-Healing Polymer Composites Reinforced with Nanoporous Glass Fibers
我们报告我们的进展，对连续速率方程建模，以及数值模拟，在复合材料中的疲劳自愈合与胶携带纳米多孔纤维。我们的结论是，与适当的选择的材料参数，疲劳的影响可以部分地克服和机械性能的退化可以延迟。
2006-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other 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
Elastic polymer networks of exceptional strength by deconcentrating tension
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）
本研究针对聚合物网络强度远低于单链的问题，通过分散张力让更多链承受高张力，制备出强度达10 MPa的水凝胶与弹性体，明确强度与链长的标度关系，为高强度弹性聚合物网络提供设计原则。
2026-10-09 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
Propagation and Relaxation of Tension in Stiff Polymers
我们提出了一个统一的理论，在解决方案中的刚性聚合物的纵向动态响应的各种外部扰动（机械激励，流体动力学流动，电场，温度淬火.）这可以表示为环境/边界条件的突然变化。该理论依赖于对蠕虫链中主链应力的非平衡传播和松弛的综合分析。我们恢复和大幅扩展以前的结果的启发式参数的基础上。有趣的新的实验的影响指出。
2005-03-02 cond-mat.soft
Tension, rigidity and preferential curvature of interfaces between coexisting polymer solutions
计算了不同聚合度和不同Kuhn链段长度的聚合物相分离溶液中界面的性质。起始点是平面界面，其轮廓在所谓的“斑点模型”中计算，该模型以隐式方式并入溶剂。下一步是研究通过施加不同于共存时的化学势而形成的亚稳液滴相。弯曲界面上的压力差对应于较高的化学势，用于计算液滴的曲率特性。界面张力，托尔曼长度和刚度计算和用于预测一个现实的实验情况。结果表明，聚合物的相分离的解决方案之间的接口表现出，在一般情况下，一个优先的曲率，稳定的低分子量的聚合物在一个高分子量的宏观相的液滴。
2013-04-25 cond-mat.soft
Polymer chain scission at constant tension - an example of force-induced collective behaviour
利用分子动力学模拟研究了由非简谐键耦合的聚合物链段在外加恒定拉力下的断裂。我们表明，链的平均寿命时间逐渐成为独立的债券的数量作为拉力的增长。后者还影响沿着聚合物主链的各个键的断裂速率，这表明惯性效应在断裂过程中起着重要作用。局部缺陷的作用，温度和摩擦的断裂动力学也检查。
2011-03-26 cond-mat.soft
Effect of topology on dynamics of knots in polymers under tension
我们使用计算机模拟比较的动态行为的环面和均匀扭曲的张力下的聚合物结。这些结通过一种类似于爬行的机制扩散。两种结型的摩擦系数均随平均结长线性增长。然而，对于类似的复杂性，环面结比均匀扭曲结扩散得更快。结长度自动关联函数表现出与呼吸模式相关的缓慢弛豫时间。它的时间尺度取决于结的类型，通常环面的时间比均匀扭曲结的时间长。动力学行为的这些差异被解释在结的拓扑特征。
2010-07-26 cond-mat.soft
Critical phenomena in colloid-polymer mixtures: interfacial tension, order parameter, susceptibility and coexistence diameter
利用计算机模拟和有限尺寸标度技术研究了一种模型胶体-聚合物混合物的临界行为，即AO模型。考察了界面张力、序参量、磁化率和共存直径。结果表明，界面张力在临界点为零，其指数为2ν~ 1.26。这与3D伊辛指数非常一致。还计算了临界振幅比，这是与相应的三维伊辛值兼容。我们还确定了一些微妙之处，遇到时，有限尺寸标度应用到AO模型。特别是，我们发现，当忽略对数尺寸依赖性时，界面张力的有限尺寸外推是最一致的。这一发现与Berg等人的工作一致。[Phys. Rev. B，V47 P497（1993）]
2004-09-04 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
Jamming under tension in polymer crazes
利用分子动力学模拟研究了一种独特的扩展阻塞态。张力将许多玻璃状聚合物从致密的玻璃转变为纤维和空隙的网络，称为银纹。聚合物之间的缠结和链间摩擦在体积固定增加后堵塞系统。在密集的堵塞系统中，力的分布是指数的，但它们是拉伸的而不是压缩的。力的广泛分布对原纤维断裂和银纹的极限强度具有重要意义。
2002-10-13 cond-mat.dis-nn 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 $处，平均质心运动停止。这些转变是由于一个简单的物理机制：张力传播和聚合物生长之间的竞赛决斗。因此，它们也应该出现在半柔性或刚性聚合物的生长中。广义Rouse模型继承了原始Rouse模型的多功能性：它可以有效地模拟，并且可以进行分析处理。
2016-07-22 cond-mat.soft
Capillary-Wave and Chain-Length Effects at Polymer/Polymer Interfaces
采用连续空间珠弹簧模型研究均聚物二元共混物的相行为以及两个不混溶相之间的界面结构。的接口的结构作为一个功能的imperbability，链长，和系统的大小进行了研究。观察到毛细波，并且它们的测量使我们能够确定表面张力$γ$。我们提出了一个更普遍的方法来测量的界面宽度的第二时刻的不同贡献的界面轮廓的一阶导数。这种方法的预测直接验证。研究了链长对表面张力的影响。
1997-09-17 cond-mat.soft
Effect of bending rigidity on the knotting of a polymer under tension
一个粗粒度的计算模型被用来研究如何在拉伸下的聚合物的弯曲刚度影响三叶结的形成。应用热力学积分技术证明，形成一个结的自由能成本有一个最小值在非零的弯曲刚度。最小值的位置表现出幂律依赖于所施加的张力。对于具有非均匀弯曲刚度的打结聚合物，结优先定位在具有使自由能最小化的弯曲刚度的区域中。
2012-11-12 cond-mat.soft q-bio.BM
Anisotropic Hydrodynamic Mean-Field Theory for Semiflexible Polymers under Tension
我们介绍了一个各向异性的平均场方法的半柔性聚合物的动力学在中间张力，力的范围内，链部分延伸，但不是在一个近直轮廓的渐近制度。该理论的目的是准确地再现拉伸聚合物的最低阶平衡平均值，并处理问题的全部复杂性：所产生的动态包括耦合效应的长程流体动力学相互作用，骨干刚度，和大规模的聚合物轮廓波动。通过布朗流体动力学模拟和拉伸DNA上的光镊测量的比较验证，该理论在宽的动态范围内的中间张力制度中是高度准确的，而不需要额外的动态拟合参数。
2011-07-13 cond-mat.soft q-bio.BM
Propagation of Tension along a Polymer Chain
我们研究了由外力引起的张力在两种不同的环境中沿着长的聚合物分子的传播，即沿着从一端被拉的3d空间中的自由聚合物，以及沿着被限制在狭窄的圆形管中的预拉伸的圆形聚合物。我们表明，在这两种情况下，张力传播是由扩散方程，特别是，张力前传播的$t^{1/2}$沿轮廓的链。数值结果得到了证实，并通过分子动力学模拟的情况下，三维聚合物。我们还比较了我们的结果与先前建议的易位设置，并讨论为什么张力传播较慢，在这种情况下。
2013-06-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Density profiles and surface tensions of polymers near colloidal surfaces
在良溶剂中相互作用的聚合物的表面张力的理论计算和计算机模拟的平面壁的几何形状和插入一个单一的胶体硬球。对于平面壁和较大的球体，这是通过吸附方法实现的，对于较小的球体，这是通过直接插入技术实现的。稀释和半稀释制度的结果进行比较，理想的聚合物，朝仓-大泽穿透球模型，积分方程，标度和重整化群理论的结果。最大的相对变化与密度被发现在稀制度，使理论的基础上非相互作用的聚合物迅速崩溃。最近开发的"软胶体“的聚合物-胶体混合物的方法，正确地描述了单体插入自由能和相关的表面张力。
2001-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of static and temporally fluctuating tensions on semiflexible polymer looping
生物聚合物成环是一个动态过程，普遍发生在细胞中的基因调控，蛋白质折叠等，在细胞环境中，生物聚合物往往受到张力，这是静态的，或暂时波动远离平衡。我们研究的动力学半柔性聚合物成环的存在下，这样的紧张局势，通过使用布朗动力学模拟结合分析理论。我们表明，一分钟的张力显着改变循环时间，特别是长链。考虑二分法翻转噪声作为一个简单的例子的非平衡张力，我们发现的共振激活的现象，其中的循环时间可以是最小的最佳翻转时间。我们讨论我们的结果与最近的实验。
2011-12-02 cond-mat.soft q-bio.BM
Semiflexible Polymers Under Good Solvent Conditions Interacting With Repulsive Walls
利用密度泛函理论和分子动力学模拟研究了半柔性聚合物在排斥性平面壁约束下的溶液，阐明了壁面对聚合物链排列的促进作用和单体-壁面排斥作用引起的耗尽作用之间的竞争.一个粗粒度的珠弹簧模型与债券弯曲的潜力进行了研究，改变的轮廓长度和持久性长度的聚合物，以及在溶液中的单体浓度（良好的溶剂条件下，假设整个，和溶剂分子不包括明确）。研究了近壁处单体密度和压力张量分量的分布，得到了溶液的表面张力。虽然对于柔性聚合物，表面张力随着链长略微降低，但是对于刚性聚合物，其明显地随着链长增加。因此，在固定的密度和固定的链长下，表面张力也随着持续长度的增加而增加。链端总是在壁附近富集，但这种效应对于刚性聚合物比柔性聚合物大得多。此外，还研究了壁面附近的均方回转半径分量和介电序参量的分布，以阐明壁面诱导介电有序发生的条件。
2016-04-11 cond-mat.soft
Instabilities during the evaporation of a film: non glassy polymer + volatile solvent
我们考虑溶剂的表面张力小于聚合物的表面张力的溶液。在蒸发膜中，富含溶剂的流体的羽流然后引起表面张力的局部降低，并且表面力倾向于加强羽流。我们给出了一个估计（在标度律的水平上）获得这种不稳定性所需的最小厚度。我们预测，如果初始溶液相当稀，则厚度a）是溶剂蒸气压的递减函数b）应该非常小（<1微米）。膜的总蒸发时间应远长于不稳定性的生长时间。这种不稳定性会导致自由表面的变形，并且可能是光学上可观察到的。它应该占主导地位的经典Bernard-Marangoni冷却引起的不稳定性。
2001-11-09 cond-mat.soft
Influence of Rigidity and Knot Complexity on the Knotting of Confined Polymers
我们采用计算机模拟和热力学积分分析弯曲刚度和狭缝约束的自由能成本打结，$ΔF_{\rm knotting}$，在张力下的聚合物链的影响。存在与张力相关的非零最优刚度$κ_{\rm min}$，其中$ΔF_{\rm knotting}$最小。对于具有多个刚性结构域的聚合物链，每个刚性结构域包含大量单体，具有刚性的结构域$κ_{\rm min}$将是结优选的。结内部弯曲的{ \it local}分析表明，编织区域链的局部拉伸是张力相关的最佳刚度具有非零值的原因。相对于柔性链具有最佳刚度的链的$ΔF_{\rm knotting}$的减少可以通过调整2D限制的狭缝宽度和增加结的复杂性来增强。最佳刚度本身与我们考虑的结类型无关，而约束使其向较低值移动。
2014-05-14 cond-mat.soft
Interfacial fatigue fracture of pressure sensitive adhesives
本研究针对压敏胶界面疲劳断裂问题，制备模型PSA并测试其疲劳与断裂行为，获得界面疲劳阈值等关键参数，开发改进的Lake-Thomas模型准确预测疲劳阈值，为PSAs断裂力学提供新知识。
2024-10-15 cond-mat.soft
Driven polymer translocation in good and bad solvent: effects of hydrodynamics and tension propagation
我们研究了在流体力学的存在和不存在下，在好溶剂和坏溶剂中，驱动聚合物通过纳米级孔的易位。我们提出了我们的结果，沿聚合物链段的顺式侧，这是首次使用我们的方法，也在存在流体力学测量的张力传播。对于模拟，我们使用随机旋转动力学，也称为多粒子碰撞动力学。我们发现，在良好的溶剂中的张力传播非常相似，是否包括流体力学。在流体动力学的存在下，只有张紧的部分短了一个常数因子。当包括流体动力学时，较短的张力段和流体动力学相互作用有助于易位聚合物的较小摩擦，这表现为较小的等待时间和较小的易位时间与聚合物长度的比例指数。在不良溶剂中，流体力学对聚合物移位的影响最小，而在良溶剂中，流体力学加速移位。我们发现，在不良溶剂条件下，张力不会沿聚合物明显扩散。因此，易位时间不与聚合物长度成比例。通过测量在自由溶剂中的聚合物在末端被恒定力拉动的设置中的有效摩擦，我们发现流体动力学确实比在良溶剂中更有效地加速了不良溶剂中的集体聚合物运动。然而，流体动力学对顺式侧上高度相关的球状构象内的单个单体的运动具有可忽略的影响，因此对不良溶剂条件下的整个驱动易位具有可忽略的影响。
2016-07-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Polymer dynamics under tension: mean first passage time for looping
针对张力下聚合物成环问题，本文基于FJC模型提出成环时间与平衡成环概率反比关系，经分子动力学模拟验证，并证明其优于传统势垒逃逸方法。
2024-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A generalized mechanical model using stress-strain duality at large strain for amorphous polymers
在文献中已经开发了许多模型来模拟非晶态聚合物在大应变下的热机械行为。这些模型一般表现出良好的协议与实验结果时，材料提交单轴载荷（拉伸或压缩）或剪切载荷的情况下。然而，当它们用于组合载荷情况时，这种一致性会大大降低。将这些模型推广到更复杂的负载是罕见的。特别是，在拉伸或压缩中识别的模型通常高估剪切响应。一个困难在于，3D模型必须聚合不同的物理建模，用不同的运动学描述。这就需要使用复杂的传输操作器来操纵。在本文中，我们提出了一个力学模型的大应变，广义三维，并精确地引入适当的运输运营商，以获得一个确切的运动学。通过对内力幂的计算，验证了应力应变的对偶性。这种广义模型适用于聚碳酸酯无定形聚合物的情况下。拉/压和剪切的模拟结果与经典的建模和文献中的实验结果进行了比较。结果大大提高了数值预测的无定形聚合物提交任何负载情况下的机械响应。
2021-06-22 cond-mat.soft
Cross-linked pair of polymer chains under strong tension
Kyungpook National University（庆北国立大学）
研究了两种交联聚合物系统在强拉伸 regime 中的弹性响应，分析了自由连接链和蠕虫状链的力-伸长关系，以及交联端点的纵向和横向不匹配，发现交联不影响张力弹性但显著抑制横向波动。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pulling a DNA molecule through a nanopore embedded in an anionic membrane: tension propagation coupled to electrostatics
我们考虑静电力的影响，驱动易位动力学的一个灵活的被拉过纳米孔的头部单体上的外力。为此，我们增加了等通量张力传播（IFTP）理论与静电的带负电荷的生物聚合物拉通过纳米孔嵌入在一个类似的带电荷的阴离子膜。我们表明，对于现实的情况下，如单链DNA，易位动力学在低盐筛选是弱的，在有限的负膜电荷出乎意料地加速，尽管大的排斥静电相互作用的聚合物线圈上的{ \it顺}侧和带电的膜。这是由于在移位过程中线圈的静电势能的快速释放，导致有效的吸引力，有助于末端驱动移位。加速导致非单调的聚合物长度和膜电荷依赖性的指数$α$，其表征具有长度$N_0$的聚合物的移位时间$τ\propto N_0^α$。在长链聚合物$N_0\gtrsim500$的制度，易位指数超过其上限$α=2$先前观察到的相同的系统没有静电相互作用。
2020-07-04 cond-mat.soft
Mixtures of Charged Colloid and Neutral Polymer: Influence of Electrostatic Interactions on Demixing and Interfacial Tension
用自由体积理论研究了带电胶体和中性非吸附性聚合物二元混合物的平衡相行为。首先将带电硬球大离子和理想粗粒有效球聚合物的模型混合物映射到具有非加性直径的二元硬球混合物上，然后映射到有效Asakura-Oosawa模型上[S. Asakura和F. Oosawa，J.Chem.Phys.22，1255（1954）]。有效模型是由一个单一的无量纲参数定义的-聚合物直径的有效胶体直径的比率。对于高盐浓度比，自由能的自由体积近似用于计算流体相图，其描述分层成富胶体（液体）和贫胶体（蒸气）相。增加静电相互作用的范围使分层双结点向更高的聚合物浓度移动，从而稳定混合物。增强的稳定性是由于聚合物耗尽引起的静电排斥大离子之间的吸引力减弱。与密度泛函理论预测的比较表明，在液-气界面张力的相应增加。预测的相稳定性趋势与观察到的食品胶体中蛋白质-多糖混合物的行为一致。
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-Markovian dynamics of reaction coordinate in polymer folding
我们开发了一个理论描述的自折叠聚合物的临界拉链动力学。我们使用张力传播理论和形式主义的广义朗之万方程适用于聚合物，其中包含两个互补的部分，可以结合到彼此。在临界温度下，拉（解）拉链是无偏的，并且两股线作为拉链打开和关闭。封闭碱基对$n(t)$的数量显示出亚扩散运动，其特征在于在长时间内随着$\langle Δn^2(t) \rangle \sim t^α$与$α< 1$的变化而增长。我们的理论提供了一个估计的渐近反常指数$α$和subleading校正项，这两者都是在良好的协议与数值模拟。结果表明，张力传播理论捕捉到了动力学的相关特征，并为以异常动力学行为为特征的相关聚合物问题提供了一些新的见解。
2017-05-11 cond-mat.soft
Driven polymer translocation into a channel: Iso-flux tension propagation theory and Langevin dynamics simulations
采用等通量张力传播（IFTP）理论和Langevin动力学（LD）模拟方法研究了通道驱动聚合物迁移的动力学过程，即聚合物迁移到狭窄的通道中，通道中的单体受到驱动力$f_{\rm c}$ .在高驱动力极限下，无论沟道宽度如何，IFTP理论预测移位时间的$τ\propto f_{\textrm{c}}^β$，其中$β=-1$是力标度指数。此外，LD数据表明，对于一个非常窄的通道拟合只有一个单一的文件的单体，由于在通道内的子链的熵力不起重要作用的易位动力学，和力指数$β= -1$的力的大小无关。随着通道宽度的增加，通道内的子链的可能的空间构型的数量变得显著，并且所产生的熵力导致力指数下降到低于1。
2022-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial Cavitation with Surface Tension: New Insights into Failure of Particle Reinforced Polymers
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Purdue University（普渡大学）
研究揭示了界面空化在粒子增强聚合物失效中的作用，提出表面张力影响空化压力并解释长度尺度效应。
2025-11-24 cond-mat.soft
Iso-Flux Tension Propagation Theory of Driven Polymer Translocation: The Role of Initial Configurations
我们通过理论分析和分子动力学模拟研究了孔驱动聚合物迁移的动力学。利用常通量近似下的张力传播理论，我们导出了张力阵面的显式运动方程。由此，我们推导出平均易位时间$τ$的标度关系，其捕获渐近结果$τ\propto N_0^{1+ν}$，其中$N_0$是链长，$ν$是Flory指数。此外，我们推导出领先的校正到缩放项$τ$，并表明，所有条款的顺序$N_0^{2ν}$完全抵消，只留下一个有限的链长校正项，由于有效的孔隙摩擦，这是线性成比例的$N_0$。我们使用该模型数值包括在初始配置的聚合物链的波动，除了热噪声。我们发现，当{ \it顺}侧波动适当占，该模型不仅再现以前已知的结果，但也大大提高了估计的单体等待时间分布和时间演变的易位坐标$s(t)$，显示出良好的协议与MD模拟。
2014-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Why do surface tensions of most of organic liquids demonstrate close values?
大多数有机液体的表面张力值在同一数量级。对此的自然解释在于，表面张力由伦敦色散力控制，而伦敦色散力与分子的永久偶极矩无关。有机液体的表面张力（聚合物和聚合物溶液除外）仅取决于电离势和分子直径。对于有机液体，这些参数略有不同。
2010-06-02 cond-mat.soft physics.chem-ph
Enhanced phase segregation induced by dipolar interactions in polymer blends
我们提出了一个广义的理论研究在其骨干上含有偶极子的聚合物共混物的相分离。该理论被用来构建共存曲线，并研究偶极相互作用对共存相之间的平面界面的界面张力的影响。我们表明，在单体的偶极矩，或等效的纯组分的介电常数的失配的失配，导致不稳定的均匀相。利用该理论预测了Flory-Huggins相图的修正。此外，我们表明，界面张力的增加而增加的不匹配的组件的偶极矩。通过扩展Cahn-Hilliard和Helfand-Tagami-Sapse的形式主义，分别构建了扩散和尖锐的聚合物-聚合物界面的密度分布和界面张力。
2014-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polymer Adsorption on Curved Surfaces: Finite chain length corrections
自洽平均场论广泛地研究了吸附在表面上的聚合物的结构性质。最近，分析平均场论已被应用于研究弯曲表面上的聚合物吸附，但所有的上下文中的基态优势近似，其中的聚合物链长（N）基本上是无限的。使用由Semenov的自由能的表达式，我们确定领先的顺序（在1/N）由于有限的聚合物链长的表面张力，自发曲率和刚性常数的校正。
2003-03-18 cond-mat.soft
Exact solution of the Zwanzig-Lauritzen model of Polymer Crystallization under Tension
利用平衡统计力学精确求解了一个在机械拉力作用下高分子链折叠的二维模型（$f$）。使用解析导出的配分函数的表达式，我们确定了该模型在$f$ -温度（$T$）平面上的相图。磁化率的平方根奇异性表明在无限长聚合物链的热力学极限中，在临界力（$f_c$）下从折叠状态到未折叠状态的二级相变。令人惊讶的是，$f_c$的温度依赖性显示出折返相变，这反映在当$T$增加到阈值以下时$f_c$增加。对于$f$值的范围，未折叠状态在低温和高温下都是稳定的。高温解折叠态是由熵稳定的，而低温解折叠态是由有利能量控制的。精确的计算可以作为一个基准测试近似理论，用于分析单分子拉实验。
2012-11-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A statistical mechanics framework for polymer chain scission, based on the concepts of distorted bond potential and asymptotic matching
为了设计越来越坚韧、有弹性和耐疲劳的弹性体和水凝胶，必须建立分子水平上的可控网络参数与控制损伤和失效的宏观量之间的关系。基于统计力学的本构模型使用了具有刚性连接的自由连接链（FJC）模型的变体。然而，由于一个聚合物链的自由能状态是占主导地位的双折射键的扭曲效应的链接近其断裂点，键的延伸性应该考虑到，如果该模型是为了捕捉链断裂。为此，一个新的键势补充到FJC模型（如在Buche和同事的uFJC框架中导出的），我们已经扩展到产生一个易于处理的，封闭形式的模型，该模型适合于本构模型的开发。受渐近匹配uFJC模型响应的启发，推导出一个简单的、准多项式的、非谐的键势能函数。利用该键势，建立了键拉伸和链力依赖于链拉伸的近似但高精度的解析函数。然后，利用这个模型，一个随机热涨落驱动的链断裂框架的发展。这个框架是基于一个力修改倾斜的债券潜力，占扭曲的债券势能，允许计算耗散断链能量。该模型适合于从原子力显微镜拉伸试验中收集的单链机械响应数据，以进行验证，并收集对分子物理学的更深入了解。由于它们的分析性质，这种聚合物链模型和相关的断裂框架可以直接在有限元模型中实现，解释多分散弹性体网络中的断裂和疲劳。
2022-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface tensiometry of phase separated protein and polymer droplets by the sessile drop method
相分离的大分子在许多生物和合成系统中起着重要的作用。这些系统的物理表征可能是具有挑战性的，因为有限的样品体积，特别是对于相分离的蛋白质。在这里，我们证明了一个经典的方法，用于测量液滴的表面张力，基于一个固着液滴的形状的分析，可以有效地缩小这个应用程序。液滴形状和表面张力之间的联系依赖于液滴与其周围环境之间的密度差。这可以通过测量液滴沉降速度在相同设置中用小样品体积来确定。ESI中包含用于从液滴图像中提取毛细管长度的交互式MATLAB脚本。
2020-07-27 cond-mat.soft
Mechanical properties and microdomain separation of fluid membranes with anchored polymers
采用无网格膜模型结合锚定线性聚合物链，研究了锚定聚合物对生物膜的熵效应。研究了锚定理想高分子链和排斥体积高分子链的弯曲刚度和自发曲率。我们的结果与以前的理论预测是一致的。结果发现，聚合物降低膜边缘的线张力，以及膜域之间的界面线张力，导致微域形成。与在典型的二元流体中观察到的两相混合不同，密集锚定的聚合物使小区域稳定。提出了锚定理想链降低边缘线张力的平均场论，较好地再现了模拟结果。
2013-10-03 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Ribbon polymers in poor solvents: layering transitions in annular and tubular condensates
我们研究了浸在贫溶剂中的带状或梯形聚合物的结构。各向异性的弯曲刚度加上表面张力导致带状聚合物在不良溶剂中自发形成高度各向异性的缩合物。与普通的柔性聚合物不同，这些缩合物经历了许多不同的分层转变，作为链长或溶剂质量的函数，并且缩合物的大小成为链长的非单调函数。我们表明，在一般情况下，这些凝聚的波动是小的，这些凝聚是稳定的。
2008-11-05 cond-mat.soft
Enhanced Self-organized Dewetting of Ultrathin Polymer Films under Water-organic Solutions: Fabrication of Sub-micron Spherical Lens Arrays
由于在小尺度上的表面变形的高能量损失，场致自组织图案化在纳米（< 100 nm）聚合物膜中产生10 μm或更高量级的分辨率。我们在这里提出了一个非常简单，但通用的方法来制造亚微米（~100 nm）有序和可调的聚合物结构的自组织室温去湿的聚苯乙烯薄膜通过最小化的表面张力的限制。我们说明了这种技术，通过制造亚微米透镜阵列的曲率可调。这是通过在水、丙酮和甲乙酮（MEK）的最佳混合下切换到受控室温去湿来实现的。所用的有机溶剂降低了玻璃化转变温度，大大降低了界面张力，增强了电场，并增加了所得可调纳米结构的接触角/纵横比，而没有PS的同时溶解，这是由于水是外部混合物中的主要相。
2010-09-25 cond-mat.soft
Fluctuation-induced forces between rings threaded around a polymer chain under tension
我们刻画了高分子链在外部张力作用下的涨落性质以及涨落引起的两个环分子之间的作用力。这个问题是相关的上下文中的波动诱导力在软物质系统，液体界面的功能和描述的聚轮烷和滑环材料的性能。我们进行分子动力学模拟的Kremer-Grest珠弹簧模型的聚合物和一个简单的环分子模型，在正则系综。我们研究的横向波动的拉伸链，作为一个功能的链拉伸和存在的环形螺纹分子。在恒温平衡下分析了链的涨落谱，并比较了两个环分子存在时的差异。对于位于固定距离的环，我们发现一个吸引力的波动引起的环之间的力，成正比的温度和衰减的环距离。我们的特点是这种力作为环的距离，链拉伸，环半径的函数和测量之间的差异的自由链的频谱和波动的链约束的环。我们还将模拟中发现的力的依赖性和范围与来自不同领域的理论模型进行了比较。
2016-09-07 cond-mat.soft physics.comp-ph
Conformation-Mediated Kinetics of Polymer Chain Scission under Tension
University of Oxford（牛津大学）
本文开发了考虑三维构象涨落的统计力学框架，揭示张力下聚合物链断裂的构象介导动力学，为聚合物损伤与断裂的网络尺度模型提供物理输入。
2026-08-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Topological disentanglement of linear polymers under tension
我们开发了一个理论描述的拓扑解纠缠发生时，环面结到达两端的半柔性聚合物在张力下。这些包括衰变成更简单的结和完全解结。最小交叉数和最小纽结轮廓长度是模型中起关键作用的拓扑不变量。交叉行为的颗粒扩散沿链和适当的边界条件的应用程序在链的两端占结解开。从粒子的数量和它们的位置开始，合适的规则允许重建链上移动的结的类型和位置。我们的理论与相应的分子动力学模拟进行了广泛的基准测试，结果表明模拟与模型的理论预测之间有着显着的一致性。
2020-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Energy Barriers for Reversible Chain Scission and Healing under Tension with Displacement Control
Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, University of Texas（德克萨斯大学航空航天工程与应用力学系）；Oden Institute, University of Texas（德克萨斯大学奥登研究所）
提出可断裂自由连接链模型，揭示位移控制下聚合物链可逆断裂与愈合的能垒机制，预测速率依赖的断裂力存在上下界。
2026-06-07 cond-mat.soft
An infinitely long flexible polymer chain in between two parallel plates
我们考虑了一个完全定向的自回避行走模型在立方晶格上模拟的构象的无限长的限制柔性聚合物链;和限制条件是由两个平行的无热板。受限的聚合物体系是在良好的溶剂条件下，我们重新考虑这个问题，以解决任何长度的链，也为任何板之间的分离的实际聚合物的模型。利用基于生成函数技术的解析计算方法，导出了受限高分子链的平衡统计。得到了受限链的受限力、表面张力和受限链的单体密度分布。我们提出的计算方法是适合于了解热力学的任意长度的限制聚合物链。
2021-06-17 cond-mat.soft
Progressive polymer deformation induced by polar activity and the influence of inertia
研究通过模拟极性活性对线性聚合物链的作用，揭示其导致头尾不对称、链构象紧凑及自相似性破缺，并阐明惯性会增强这些效应。
2024-04-16 cond-mat.soft
Interfacial tension of reactive, liquid interfaces and its consequences
不混溶液体的分散体，如乳液和聚合物共混物，是许多工业应用的核心，这使得对其性质（形态，稳定性等）的理解变得更加复杂。非常感兴趣。这些性质的广泛范围取决于界面现象，因此理解界面现象特别重要。在使用预制表面活性剂的非反应性稳定过程中，乳液和聚合物共混物中的界面张力行为在理论和实验上都得到了很好的理解。然而，在反应体系中的界面张力行为的这种描述，其中稳定剂是在原位产生的（并且作为许多体系的稳定途径是更有效的），尚未在社区中找到共识。在这篇评论中，我们比较了不同的理论已经开发的非反应性和反应系统，我们讨论了他们的能力，捕捉实验发现的行为。最后，我们解决的后果的反应性稳定过程中的全球乳液或聚合物共混物的形态和在界面尺度。
2017-08-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
The Shape of a Stretched Polymer
聚合物的形状在决定其与其他分子和环境的相互作用方面起着重要作用，并且反过来受到两者的影响。因此，在文献中的形状属性的链在许多不同的条件下进行了研究。在这里，我们表征的形状和取向的聚合物链在张力下，通常实现在单分子实验和在体内的物理条件下的属性。通过分析计算和蒙特卡罗模拟，我们开发了一个理论框架，定量描述这些属性，突出了外力和链尺寸之间的相互作用，在确定拉伸链的空间分布。
2015-06-24 cond-mat.soft
