Thermodynamic Analysis of a Polymerization-Induced Phase Separation in Nanoparticle-Monomer-Polymer Blends
我们使用最近由V. V. Ginzburg（Macromolecules 2005，38，2362.）提出的简单模型对纳米颗粒-单体-聚合物共混物中聚合诱导的相分离进行热力学分析。该模型适用于由纳米颗粒，单体和线性聚合物构成的三元共混物，其中聚合物和单体的相对分数决定聚合反应中的转化率。分析表明，相分离可以发生在聚合过程中的相关参数（相互作用参数，聚合物和颗粒尺寸）的值的大范围内。当目的是通过单体的聚合固定纳米颗粒在单体中的均匀分散时，必须考虑这种可能性。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymer chain collapse induced by many-body dipole correlations
我们提出了一个简单的分析理论的柔性聚合物链溶解在一个良好的溶剂中，携带永久自由取向的偶极子的单体。我们考虑到偶极的相关性内的随机相近似（RPA），以及在内部聚合物体积相对于本体溶液的介电异质性。我们证明，偶极相关的单体可以考虑作为成对的，只有当聚合物链是在一个线圈构象。在这种情况下，偶极相关通过永久偶极的Keesom相互作用表现出来。另一方面，介电异质性效应（介电失配效应）导致聚合物线圈的单体之间的有效相互作用。这两种效应都可以通过对单体-单体体积相互作用的第二维里系数进行重正化来考虑。我们确定，在溶剂介电常数超过聚合物材料介电常数的情况下，介电失配效应与偶极吸引相互作用竞争，导致聚合物线圈膨胀。在相反的情况下，介电失配效应和偶极吸引相互作用导致聚合物线圈塌陷。我们用多体理论分析了单体偶极关联引起的线团-小球跃迁。我们表明，占偶极相关性高于成对的平滑这种纯静电驱动的线圈球过渡的聚合物链。
2017-03-16 cond-mat.soft
Quasi-periodic and fractal polymers: Energy structure and carrier transfer
我们以B-DNA为原型系统，研究了由$N$单体构成的具有固定边界的非周期聚合物的能量结构和额外电子或空穴的相干转移。我们使用紧束缚线模型，其中一个位点是单体（例如，在DNA中，一个碱基对）。我们考虑准周期（Fibonacci，Thue-Morse，Double-Period，Rudin-Shapiro）和分形（Cantor Set，Asymmetric Cantor Set）聚合物由相同的单体（I聚合物）或由不同的单体（D聚合物）组成。对于所有类型的聚合物，我们计算了HOMO和LUMO本征谱，HOMO-LUMO能隙和态密度。我们检查平均随时间的概率，以找到在每个单体的载流子，载流子转移的频率含量（傅立叶光谱，每个单体的加权平均频率，聚合物的总加权平均频率），和纯平均转移速率$k$。我们的研究结果表明，有一个对应的结构复杂度和传输性能。I聚合物比D聚合物更有利于电荷转移。我们比较了准周期和分形序列的$k(N)$与周期序列（包括均聚物）以及随机混洗序列。最后，我们讨论了我们的相干纯平均转移率在DNA中的电荷转移率的实验结果方面。
2019-03-11 cond-mat.soft
Structure of one-component polymer brushes: Groundstate considerations
提出了一种描述单组分聚合物刷横向结构的粗粒度模型。在这个模型中，一个单一的聚合物链被描述为只有两个坐标，即接枝单体的位置，和非接枝端的单体。由于其简单性，可以分析大量结构单元的横向排列，每个单元包含数百个聚合物。我们在这里考虑相应的低能量配置。只要接枝密度足够大，即使接枝单体无规分布，后者也都是六方有序的。
2014-02-18 cond-mat.soft
Statistical properties of linear-hyperbranched graft copolymers prepared via "hypergrafting" of AB_m monomers from linear B-functional core chains: A Molecular Dynamics simulation
用粗粒化分子动力学模拟方法研究了$AB_m$（m = 2，3）单体与多官能度B_f型高分子链的反应（"超接枝"）.使用缓慢单体添加策略超接枝$AB_m$单体。完全树枝化，即，还模拟了完全支化的聚合物用于比较。与末端单体相比，用"超接枝"方法获得的分子的支化度DB关键地取决于单体连接到内部单体的速率。如果$AB_m$单体具有较低的反应性，则该比例更有利，因为游离单体随后有时间扩散到链内。还确定了双链性质，表明作为"超接枝"程序的结果的聚合物主链的拉伸比完全树枝化的链不那么明显。此外，我们分析了各种量与分子量M的标度为大M（M> 100）。Wiener指数以$M^2.3$计，其介于线性链（$M^3$）和完全支化的聚合物（$M^2 \ln(M)$）之间。聚合物的大小，其特征在于由回转半径$R_g$或流体动力学半径$R_h$，被发现的规模为$R_{g,h}~M^ν$与$ν~0.38$，其中位于扩散限制聚集的指数（$ν=0.4$）和平均场指数预测Konkolewicz和同事（$ν=0.33$）之间。
2015-11-06 cond-mat.soft
Relating monomer to centre-of-mass distribution functions in polymer solutions
可测量的单体-单体结构因子和稀或半稀聚合物溶液的质量中心（CM）结构因子之间的关系是从"聚合物参考相互作用位点模型“（PRISM）形式主义内的Ornstein-Zernike关系导出的，通过考虑每个聚合物的CM作为辅助位点并且忽略后者与相邻聚合物的CM和单体之间的直接相关性。的预测同意与Monte Carlo数据的自避免行走聚合物，是相当准确的预测比简单的因式分解近似。
2002-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropy of the monomer random walk in a polymer melt: local-order and connectivity effects
由于局部有序性和键连接性，聚合物熔体中键合单体的无规行走是各向异性的。我们研究这两种效果的分子动力学模拟熔体的完全灵活的线性链范围从二聚体（$M=2$）纠缠的聚合物（$M=200$）。相应的原子液体也被认为是参考系。为了解开的局部几何形状和债券安排的影响，并揭示它们之间的相互作用，我们定义了适当的措施，强调无论是前者或后者方面的各向异性。连接性各向异性，作为测量的初始键的取向和随后的单体位移的方向之间的相关性，显示出轻微的增强，由于在时间短于结构弛豫时间的局部秩序。在中间时间-当单体位移与键长相当时-出现明显的峰，然后缓慢衰减为$t^{-1/2}$，当位移大到约5个键长时，即约4个单体直径或3个库恩长度时，可忽略不计。局部几何各向异性，作为测量的Voronoi细胞的特征轴的初始取向和随后的单体动力学之间的相关性，在较短的时间比结构弛豫时间的笼形与拮抗干扰的连通性的影响。因此，在较长的时间，连接有利于持久的局部几何各向异性消失时，单体位移超过键长。我们的研究结果强烈表明，仅考虑当地的秩序是不够的，以了解微观起源的被困单体在笼子里的邻居的晃动幅度。
2016-05-05 cond-mat.soft
Generalized Entropy Theory of Glass Formation in Polymer Melts with Specific Interactions
化学结构长期以来一直被认为对聚合物玻璃的形成有很大的影响，但是预测化学结构如何决定玻璃形成聚合物性质的一般分子理论发展缓慢。虽然广义熵理论（GET）解释了各种分子细节对聚合物玻璃形成的影响，但GET的应用迄今为止仅限于使用最简单的聚合物模型，其中物质的单体内的所有联合原子基团与共同的单体平均范德华能相互作用。然而，充满活力的不均匀性是普遍存在的单体中的真正的聚合物，它们的影响聚合物玻璃的形成仍有待于理论研究。本文使用的GET的扩展，探讨单体内的能量不均匀性的影响后的聚合物玻璃形成的性质。本论文的重点是建立一般趋势的玻璃形成的特征性质的变化，如等压脆性参数$m_P$和玻璃化转变温度$T_g$，与分子的细节，如特定的相互作用和链刚度。我们的计算证实，以前使用的模型与单体平均的相互作用正确地捕捉一般趋势的变化$m_P$和$T_g$与各种分子参数。更重要的是，调整单体内的能量不均匀性单独显示为定制玻璃形成聚合物的性质提供了有效的机制。沿等脆性和iso- $T_g$线的聚合物性能的变化被示出为重要的设计工具，用于表现出特定的相互作用和链刚度的综合影响。
2015-03-21 cond-mat.soft
Static Properties of a Simulated Supercooled Polymer Melt: Structure Factors, Monomer Distributions Relative to the Center of Mass, and Triple Correlation Functions
我们分析了非纠缠，过冷聚合物熔体的模拟珠弹簧模型的结构和构象特性。我们通过各种结构因素，不仅涉及单体，但也质心（CM）的模型探讨静态。我们发现，链的构象和CM-CM结构因子，这是最近提出的近似[Krakoviack等人，欧罗巴Lett. 58，53（2002）]，在冷却到模式耦合理论的临界玻璃化转变温度时基本上保持不变。然而，不同链上的单体之间的空间相关性取决于温度，尽管是平稳的。这意味着我们的模型的玻璃态行为不能从静态链内或CM-CM相关性。它必须与单体水平上的链间相关性有关。此外，我们还研究了链间关联函数对单体沿链骨架位置的依赖性。我们发现，这种网站的依赖性可以很好地占聚合物参考相互作用网站模型（PRISM）的基础上的理论。我们还分析了三重相关的熔体和链的三单体结构因子的装置。这些结构因素进行了比较与卷积近似，分解成两个单体的结构因素的产品。对于链，这种因子分解非常有效，表明链连接性在我们的模型中不会引入特殊的三重相关。对于熔体偏差更明显，特别是在波矢量接近静态结构因子的最大值。
2004-02-25 cond-mat.soft
Friction between Ring Polymer Brushes
使用广泛的粗粒分子动力学模拟和缩放参数的熔体密度滑动通过彼此的环形聚合物刷之间的摩擦进行了研究，并将结果进行了比较，线性聚合物刷之间的摩擦。我们表明，对于跨越三十年的速度范围内，环聚合物刷测得的摩擦力是一半的情况下，线性刷相应的摩擦。在线性力状态下，与线性刷相比，两个环刷的弱交叉也导致相对刷的单体之间的二元碰撞的数量较低。在高速下，其中两个相对的刷之间的叉指状层的厚度在单体尺寸的量级上，而不管刷的拓扑结构，环聚合物的拉伸片段采取双链构象。因此，双链区段的单体与相对的环刷的单体碰撞较少，即使对于环和线性刷双层，相似数量的单体占据交叉指状层。从我们的模拟得到的数值数据是一致的，所提出的标度分析。环刷中观察到的构象依赖性摩擦减少在非平衡体系统中可能具有重要的后果。
2015-01-07 cond-mat.soft
Entropy-driven phase behavior of associative polymer networks
该研究通过模拟证明，由两种交替吸引单体形成的缔合聚合物网络，其熵驱动的网络形成一级相变对热涨落、无序和聚合物架构变化具有稳健性，表明其普遍性。
2023-08-07 cond-mat.soft
Bridge Hopping on Conducting Polymers in Solution
溶液中导电聚合物的构象波动可以使沿着主链彼此远离的单体接近。电子可以通过这样形成的“桥”在这些单体之间跳跃。我们展示了这是如何导致（i）金属聚合物的塌陷过渡，以及（ii）观察到的受体分子在半导体聚合物中猝灭荧光的显着效率。
2000-10-06 cond-mat.soft
Monomer Fluctuations and the Distribution of Residual Bond Orientations in Polymer Networks
在目前的工作中，四个系列的模拟进行了分析：纠缠模型网络的a）单分散或b）多分散的重量分布之间的交联，c）非纠缠幻影模型网络和d）非纠缠模型网络与排除体积相互作用。本文将前人关于模型网络平均剩余键取向的研究工作推广到描述本研究纠缠网络中剩余键取向的分布。该模型可以用来描述无缠结和无排斥体积网络中的单体涨落、平均RBO以及RBO的分布。如果通过不完全屏蔽的排除体积的影响来校正模型，则可以描述具有排除体积但没有纠缠的网络中的磁共振波动。它表明，管模型的参数可以确定从聚合物网络中的单体波动和从RBO。RBO $\propto N^{-1/2}$的缩放在单分散和多分散缠结网络中观察到，而对于所有的网络没有缠结的RBO $\propto N^{-1}$被发现。RBO缠结样品的分布可以通过假设管长度的正态分布来描述，该分布被管曲率的局部波动加宽。这两个观测值，单体波动和RBO，都与网络的滑动链接或滑动管模型[2]一致，而不同意不允许单体沿着限制管滑动的网络模型。
2021-03-30 cond-mat.soft
Globule-like conformation and enhanced diffusion of active polymers
我们研究了由活性单体组成的聚合物的动力学和构象。通过布朗动力学模拟，我们表明，当每个单体的自推进的方向是对齐的骨干，聚合物经历了一个线圈到球状的过渡，突出的回转半径的标度指数的显着变化。同时，对于足够长的聚合物或大的自推进量，聚合物的质心的扩散系数变得基本上与聚合物尺寸无关。当单体的自推进不一定与聚合物的主链相切时，这些效应降低。我们的研究结果，合理化的最小随机模型，活性控制的聚合物，并可能为新一代的聚合物为基础的药物载体开辟了新的途径。
2018-05-28 cond-mat.soft
Defects induced polymer aggregates: A theoretical study
.我们考虑三维模型的高斯聚合物链中存在的缺陷，以了解聚合物聚集体的形成，其中聚集体是由缺陷引起的。缺陷作为单体的吸引中心，并且它诱导链的单体在缺陷周围聚集。它已被证明使用的分析计算，形成的聚合物聚集体是有利的缺陷时，在所有可能的三维扩展。我们还计算了相关的其他热力学参数（即。e.单体的平均数和缺陷线周围的链的平均尺寸）来证明我们的发现。
2020-10-20 cond-mat.soft
An integral equation approach to effective interactions between polymers in solution
我们使用的线程模型的线性链的相互作用单体，和“聚合物参考相互作用网站模型”（PRISM）形式主义，以确定单体-单体对关联函数$h_{mm}(r)$稀释和半稀释的聚合物溶液，在一个范围内的温度从非常高（其中链的行为作为自我避免散步）低于$θ$温度，其中相分离套。一个反演程序，基于HNC积分方程，用于提取不同链上的“平均”单体之间的有效对势。$h_{mm}(r)$、$h_{cc}(r)$ [聚合物质量中心（c.m.）之间的成对关联函数]、然后使用分子内形状因子测定$h_{cc}(r)$，随后提取有效c.m.- C.M.对电位$v_{cc}(r)$通过类似的反演程序。$v_{cc}(r)$取决于温度和聚合物浓度，预测的变化与最近的模拟数据是合理的协议，除了在非常高的温度，并低于$θ$温度。
2003-12-16 cond-mat.soft
Free-energy cost of localizing a single monomer of a confined polymer
我们描述了一个简单的蒙特卡罗模拟方法来计算的自由能成本的本地化一个单一的聚合物单体局限于一个空腔。定位位置被选择为在约束腔的内表面上。该方法适用于一个自由连接的硬球聚合物链局限于空腔的球形和立方几何形状。在后一种情况下，我们考虑本地化在一个角落和中心的一个面的限制立方体。我们考虑的情况下，终端单体本地化的其他终端单体的表面上的一个点，有和没有拴系。我们还检查本地化的单体在任意位置沿轮廓的聚合物。我们表征的自由能的依赖性上的腔的大小和形状，本地化的位置，和聚合物的长度。定量趋势可以理解使用标准的缩放参数和使用一个简单的理论模型。这些结果是相关的聚合物易位的理论，专注于自由能垒的重要性，易位过程需要一个初始本地化的单体的纳米孔的位置。
2019-06-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
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
Projection of strong coupling interaction with thermal bath in a polymer
我们调查的随机聚合物图片的修改，通过系统和外部环境之间的边界的转变。一个传统的珠和弹簧模型作为粗粒化模型给出的朗之万方程的所有单体受到白噪声。然而，随机运动，只有一个标记的单体被观察到发生在有色噪声的存在下。观察中的质的变化是由观察者决定的边界移动引起的。朗之万动力学分析解释的有色噪声的出现的聚合物的弹性力，导致额外的热量在标记的单体观察。区别于基于尺度分离的粗粒化，根据涨落定理和随机聚合物热力学，还讨论了可比内部自由度的投影。
2021-06-24 cond-mat.soft
End-monomer dynamics in semiflexible polymers
在文献中的实验争议的刺激下，我们研究了半柔性聚合物的末端单体动力学通过布朗流体动力学模拟和动态平均场论。在过去几年中，对双链DNA扩散过程中末端单体动力学的精确实验观察给出了相互矛盾的结果：一项研究表明，在中间时间，均方位移（MSD）r^2（t）~ t^（1/2）出现了意想不到的Rouse样标度，对应于长度尺度大于持续长度但小于螺旋尺寸的波动;另一项研究声称，在相同的时间范围内，更传统的齐姆标度r^2（t）~ t^（2/3）。我们发现了一个新的中间动力学区域，其中末端单体MSD的有效局部指数alpha（t）= d log r^2（t）/ d log t，对于足够长的链，下降到Zimm值2/3以下。与Zimm预测的偏差随着链长的增加而增加，尽管它没有达到1/2的Rouse极限。这种中间状态的定性特征，特别是α（t）随链和持久性长度的变化，可以通过启发式缩放参数来再现。异常低的值的有效指数α的解释流体动力学效应有关的缓慢交叉的长度尺度上的动态小于持久性长度的动态更大的长度尺度。
2009-06-20 cond-mat.soft
Generalized Langevin equation for a tagged monomer in a Gaussian semiflexible polymer
本研究推导了高斯半柔性聚合物中标记单体的广义朗之万方程，通过记忆核分析弯曲刚度对非马尔可夫扩散的影响，并计算均方位移，结果与已知极限一致且覆盖全时间尺度。
2024-07-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Interchain monomer contact probability in two-dimensional polymer solutions
利用标准珠-弹簧模型的分子动力学模拟，研究了严格二维自避免聚合物链的密度交叉标度，重点研究了链内子链尺寸分布与接触指数相关的性质.无论密度足够长的链被发现由紧凑的包装的斑点的分形周长尺寸DP = 5/4。
2011-12-20 cond-mat.soft physics.comp-ph
On the Adsorption of Two-State Polymers
蒙特卡罗（MC）模拟产生的证据表明，退火的共聚物，将两个相互转化的单体，P和H，吸附作为均聚物与每个单体，$ε_{eff}$，这取决于在本体和表面的PH平衡常数的有效吸附能。交叉指数$Φ,$未修改。MC结果的整体PH值比，在表面上的PH值比，并在散装，以及吸附的单体的数量与此假设和理论推导的$ε_{eff}$在定量协议。证据表明，表面电位的形式不影响$Φ$，但影响pH平衡。
2008-07-19 cond-mat.soft
Uni-Macro-FRPN: Full-Resolution and Cross-Scale Learning for Polymers
South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology（华南软物质科学与技术高等研究院， emergent soft matter 学院，华南理工大学）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional and Intelligent Hybrid Materials and Devices, South China University of Technology（广东省功能性与智能型杂化材料器件重点实验室，华南理工大学）
提出Uni-Macro-FRPN全分辨率聚合物网络，联合建模原子级单体特征与链拓扑，在BCDB分类任务达86.4%准确率，超越单体中心方法，推动聚合物多尺度表示学习。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
polyRETRO: a Language Model Approach to predict Polymerization Class and Monomer(s) for a Target Polymer
School of Materials Science and Engineering, College of Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院工程学院材料科学与工程学院）
polyRETRO通过语言模型预测聚合物的聚合类别和单体，为连接计算设计与实验合成提供新方法。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientation Correlation in Simplified Models of Polymer Melts
我们在一个简单的通用珠-弹簧模型中研究了完全柔性聚合物熔体体系中的相互局部链序。排除体积的相互作用与连接导致的局部排序的影响，这是独立的链长之间的25和700单体，即在劳斯以及在爬行制度。这些有序现象延伸到约3至4个单体尺寸的距离，然后衰减到零。
1998-08-24 cond-mat.soft
A finite excluded volume bond-fluctuation model: Static properties of dense polymer melts revisited
经典的键涨落模型（BFM）是一种有效的格子蒙特卡罗算法，用于粗粒聚合物链，其中每个单体仅占据一定数量的晶格位置。在本文中，我们提出了一个推广的BFM，我们放松这一约束，并允许重叠的单体受到有限的能量惩罚$\overlap$。这样做是为了系统地改变溶液的无量纲压缩率$g$，以研究在恒定的总单体密度下，致密聚合物熔体中的密度波动对各种静态性质的影响。压缩性直接从静态结构因子的低波矢极限得到。我们认为，例如，由$s$单体沿链隔开的两个键的链内键-键关联函数$P(s)$。它表明，排除体积相互作用从来没有完全筛选非常长的链。如果探测到小于热团尺寸的距离（$s \ll g$），则根据经典的Fixman膨胀，链溶胀，其中，例如，$P(s) \sim g^{-1}s^{-1/2}$。更重要的是，聚合物在更大的距离（$s \gg g$）上的行为就像不可压缩的团块与$P(s) \si m g^0s^{-3/2}$的溶胀链。
2009-08-11 cond-mat.soft
Statistics of Quenched Defects Containing Semi-Flexible Polymer Chain: Exact Results (II)
本文用完全定向自回避行走格子模型讨论了二维和三维含缺陷半柔性均聚物链的热力学性质。缺陷沿着一条线定位，并且这些缺陷不与半柔性聚合物链的单体处于热平衡; e.我们考虑在本手稿中有缺陷的半柔性聚合物链的情况，用于淬灭缺陷的情况。N个单体半柔性高分子长链的构象上存在m个缺陷，精确计算了N个单体自回避半柔性高分子长链的缺陷构象的Q个实现数，从而导出了有限长（i）的缺陷半柔性高分子链的自由能的精确表达式. e.利用巨正则系综理论，在热力学极限下，得到了缺陷自回避半柔性高分子链的配分函数的精确表达式.本文所描述的方法可以很容易地推广到各向同性/定向行走晶格模型的缺陷聚合物链的另一种情况。
2020-03-29 cond-mat.soft
Solvent-Dependent Critical Properties of Polymer Adsorption
先进的链增长计算机模拟方法已被用于系统的统计分析的临界行为的聚合物吸附在基板上。我们使用有限尺寸标度技术来研究临界指数、临界温度和相图结构对溶剂质量的依赖性。我们的研究涵盖了所有溶剂的影响，从超自避免步行的限制，其特征在于有效的单体-单体排斥，以不良的溶剂条件，使紧凑的聚合物结构的形成。结果显着受益于考虑到校正缩放。
2017-05-07 cond-mat.soft
Soft Ellipsoid Model for Gaussian Polymer Chains
根据Murat和Kremer [J.Chem.Phys.108，4340（1998）]提出的思想，研究了高斯高分子链的软椭球模型。在这个模型中，链分子被映射到具有特定形状的椭球体上，并且为每个形状分配单体密度。在第一部分的工作中，详细研究了高斯链的形状和相关的单体密度的概率。这两个量都用简单的近似公式表示。由许多椭球体组成的系统的自由能由分子内部分和分子间部分给出，其中分子内部分占内部自由度，分子间部分来自单体密度之间的对相互作用。随后通过蒙特卡罗模拟研究了均相体系和二元混合物的结构和动力学性质。结果表明，该模型提供了一个强大的唯象方法研究聚合物系统的半宏观时间和长度尺度。
2000-08-29 cond-mat.soft
Open and anisotropic soft regions in a model polymer glass
用分子动力学模拟研究了模型聚合物玻璃的振动动力学。重点是“软”单体与高参与的低频振动模式有助于玻璃的热力学异常。为了更好地证明它们的作用，将单体定性为软的阈值变得严格，允许使用具有有限尺寸的系统。一个显着的趋势，软单体形成准本地集群涉及多达15个单体的证据。每条链贡献至多约三个单体的簇，并且单个簇涉及属于约2-3条链的单体。具有属于单链的单体的簇是罕见的。团簇的分形维数$d_f < 2$揭示了团簇的开放性和脆弱性。软团簇的惯性张量证明了它们的形状各向异性和两个最大本征值的显著线性相关。由于系统的尺寸有限，不能排除有限尺寸效应以及结果对所采用的聚合物长度的依赖性。
2021-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Conformation and dynamics of a self-avoiding active flexible polymer
我们研究了聚合物的构象和动力学，将其单体视为活性布朗粒子。这种活性聚合物显示出非常有趣的物理行为，这在活性劳斯链中是不存在的。链最初收缩与积极的力量，这开始膨胀进一步增加的力量。膨胀后的收缩完全归因于单体之间的排斥体积相互作用。在溶胀状态下，链表现出从自回避行为到Rouse行为的交叉，端到端距离的标度指数为$ν_a \simeq 1/2$。通过各种物理量，具体地，单体的径向分布函数，散射时间，以及各种能量计算，分析了结构中的非单调性。链松弛速度比劳斯链在中间力制度，与交叉的松弛时间的变化在大的主动力由幂律$τ_r \sim Pe^{-4/3}$（PE是Péclet数）。
2020-04-10 cond-mat.soft
Chain End Mobilities in Polymer Melts - A Computational Study
Rouse模型可以看作是描述短链聚合物在熔融条件下动力学的标准模型。在这方面的贡献，我们明确检查这个模型的基本假设之一，即所有单体的均匀摩擦系数，MD模拟数据的基础上的聚（环氧乙烷）（PEO）熔体。这个问题直接产生于这样一个事实，即在一个真正的聚合物熔体中，末端单体平均比中心单体具有更多的分子间邻居，人们会认为正是这些细节影响摩擦系数的精确值。的迁移率是由我们最近开发的统计方法，它提供了详细的见解，当地的聚合物动力学。此外，它产生互补的信息，从均方位移（MSD）或劳斯模式分析。事实证明，均匀流动性的劳斯假设是履行一个很好的近似PEO熔体。然而，一个更详细的分析表明，潜在的微观动力学是高度影响不同的贡献内和分子间排斥体积相互作用，这不能考虑到修改后的摩擦系数。较小的偏差只发生在较大的时间尺度上的终端单体，这可以归因于存在两种不同的逃逸机制，从他们的第一个协调领域。当仅用MSD研究动力学时，这些影响仍然难以捉摸。
2014-10-13 cond-mat.soft
Jamming Crossovers in a Confined Driven Polymer in Solution
The University of Western Ontario（韦仕敦大学）
本研究通过LBMD模拟探究受限驱动聚合物的压缩行为，发现当推动胶体速度超过阈值时，链会出现后端致密、前端非致密的伪两态共存的阻塞交叉现象，并分析了其动力学特征。
2024-06-20 cond-mat.soft
Dynamic Compression of in situ Grown Living Polymer Brush: Simulation and Experiment
一个比较动态的蒙特卡罗模拟研究多分散活性聚合物刷，由表面引发的活性聚合，和传统的聚合物单分散刷，包括线性聚合物链，接枝到一个良好的溶剂条件下的平面基板。在将引发剂阵列放置在接枝平面上与最初未键合的链段（单体）的溶液接触之后，通过末端单体（解聚）反应产生活性刷。在平衡状态下，LPB的单体密度分布随离接枝面z的距离的增大而呈指数衰减，而刷状结构中的链长分布则呈指数变化。测量值α= 0.64和τ= 1.70非常接近在扩散限制聚集理论框架内预测的值，α= 2/3和τ= 7/4。在不同的平均聚合度（L = 28 ~ L = 170）和有效接枝密度（σ_g = 0.0625 ~ σ_g = 1.0）下，我们观察到模拟LPB的力-距离行为与我们自己从PNIPAAm刷上的胶体探针AFM分析获得的实验数据以及Plunkett等人获得的数据几乎完全一致。例如，[Langmuir 2006，22，4259]，来自对相同聚合物的SFA测量。
2012-11-30 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
Microscopic Theory for the Dynamics of Unentangled and Entangled Polymer Melts
合作动力学的朗之万方程代表了聚合物熔体的动态与链的聚合度增加，涵盖了整个范围的行为从非纠缠的纠缠政权。该方程描述了一组互穿聚合物的运动，所述互穿聚合物通过有效势相互作用，所述有效势由高分子液体内部的聚合物间势的多体耦合产生。由于纠缠的存在而导致的动力学的限制由有效单体间势来解释，该有效单体间势为零，直到属于不同链的两个单体之间的距离达到特征值d。在该距离处，通过有效的硬核排斥施加约束，该硬核排斥表示缠结在减缓单体的相对扩散中的效果。随着时间的推移，由于链的相互扩散，约束松弛。相同的电势作用于未缠结和缠结的聚合物链，但短链不受影响，因为它们的松弛速度比它们经历的电势的存在更快。与中子自旋回波实验的聚乙烯熔体的比较表明定量协议的理论与时间相关的非相干散射函数的各种样品中的非纠缠和纠缠制度。
2015-09-28 cond-mat.soft
Periodic polymers with increasing repetition unit: Energy structure and carrier transfer
我们研究了能量结构和额外的电子或空穴沿着由$N$单体制成的周期性聚合物的转移，其中重复单元由$P$单体制成，使用紧束缚线模型，其中一个位点是单体（例如，在DNA中，一种碱基对），甚至对于$P$，并处理两类这样的聚合物：由相同的单体（GC. GGCC...等）并由不同的单体（GA...，GGAA...等等）。我们计算了HOMO和LUMO本征谱、态密度和HOMO-LUMO能隙，发现随着$P$的增加，这些范畴具有一些极限性质。我们进一步研究了平均随时间的概率的属性，以找到每个单体的载体。我们引入每个单体的加权平均频率和整个聚合物的总加权平均频率，作为整体转移频率含量的度量。我们研究纯平均转移率。通过适当的序列选择，这些速率可以增加许多数量级。通常，均聚物显示出最有效的电荷转移。最后，我们比较了纯平均传输速率与实验传输速率通过时间分辨光谱。
2018-08-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Nucleation patterns of polymer crystals analyzed by machine learning models
本文利用自监督自编码器与高斯混合模型从分子模拟中识别聚合物晶态单体，无需先验结构知识即可在预转变点解析成核模式并发现最高结晶效率。
2023-11-01 cond-mat.soft
Rationalizing polymer swelling and collapse under repulsive to highly attractive cosolvent conditions
用隐溶剂、显共溶剂Langevin动力学计算机模拟研究了一种通用均聚物在不同相互作用强度下的坍塌和溶胀行为。系统的研究表明，聚合物溶胀是最大的，如果单体-单体和单体-共溶质相互作用是弱吸引力。在最膨胀的状态下，线圈内的共溶质密度是显着的块状和均匀的。然而，高度吸引力的单体共溶质相互作用，被发现诱导链的崩溃，在相反的情况下，由纯粹的排斥性共溶剂引起的崩溃，表现出显着增强的共溶质密度内的球。因此，坍缩态，虽然看起来相似的第一眼看，可能会导致非常不同的机制与不同的最终结构和热力学性质。两个理论模型，一个是基于一个有效的单组分描述，其中的cosolutes已被整合出来，和一个完全的双组分Flory-de Gennes模型，支持上述模拟结果，并用于解释。特别是，图片的支持，崩溃在高度吸引力的共溶剂是由交联样的桥接效应，而吸引力的宽度共溶质的大小的比例起着至关重要的作用背后的机制。只有当聚合物-共溶质相互作用不太短时，才能观察到溶胀效应。我们的研究结果可能是重要的共溶质对聚合物和蛋白质构象结构的影响的解释，特别是高度吸引力的相互作用的组合，如尿素，氯化钆，碘化钠，或氯酸钠附近的肽样部分提供。
2012-11-05 cond-mat.soft
Polarizable polymer chain under external electric field in a dilute polymer solution
利用Flory型自洽场论，研究了可极化高分子链在均匀电场作用下的构象行为。我们考虑了电场对聚合物线团和聚合物小球的影响。我们表明，当聚合物链构象是一个线圈，应用外部电场导致其额外的溶胀。然而，当聚合物构象是球状时，足够强的场可以诱导球状-卷曲转变。我们表明，这种$"$场诱导的$"$球线圈过渡在足够小的单体极化率进行得相当顺利。相反，当单体的极化率超过一定的阈值时，球-线圈转变在一级相变的范围内以急剧膨胀的形式发生。该理论模型可用于预测外加电场作用下聚合物小球的密度变化，为吸附、染色、化学改性等聚合物功能化提供更有效的方法。
2015-11-20 cond-mat.soft
Monomer motion in single- and double-stranded DNA coils
柔性聚合物在稀溶液中的动力学通常用纯Rouse或Zimm珠-弹簧模型来描述，该模型假设内部弛豫模式的连续分布。我们表明，这种方法可能会导致误导的实验数据的解释。更正确的描述应该来自联合Rouse-Zimm（RZ）理论，该理论包含Rouse和Zimm模型作为极限情况。内部模式相对于模式数是离散的，并且珠运动的类型在时间上从Rouse行为改变为Zimm行为。我们证明了这一解释最近首次观察到的动力学的个别聚合物单体使用荧光相关技术[R。Shusterman等人，物理修订信函92，048303（2004）]。优化RZ理论的双链和单链DNA线圈（dsDNA和ssDNA）的数据，这些聚合物的行为的物理力学描述的参数已被确定。计算表明，dsDNA主要遵循经典的Zimm型动力学，而不是Rouse一个，因为它最初提出的。单链DNA也主要表现为Zimm聚合物。对于dsDNA，库恩长度与文献中普遍接受的值一致，而在ssDNA的情况下，库恩长度的值比文献中通常引用的值大得多。
2005-09-15 cond-mat.soft
Effect of different monomer precursors with identical functionality on the properties of the polymer network
聚合物网络的热机械性能取决于单体前体的官能度--这是材料科学中经常利用的一种关联。我们使用分子模拟从化学上不同的单体具有相同的功能，并显示这种网络具有几个通用的图论性质，以及近通用的杨氏模量产生的空间网络。的玻璃化温度被证明是普遍的，只有到一定的密度的网络，测量的键转换。后一种观察结果是由以下事实解释的：单体的卷曲倾向增强了拓扑孔的形成，当拓扑孔在网络中积累时，相当于限制网络流动性的膨胀细胞复合物。这种高阶渗流发生后，凝胶化，并示出与脆性的发病，如所示的玻璃化转变温度的突然增加。这种现象可能预示着高分子材料中一种新型的相变。
2021-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Field Theory of Polarizable Polymer Chains with Nonlocal Dipolar Interactions
本文提出统计场论框架，将离散单体正则化为连续偶极分布，通过局域静电学PDE处理非局域偶极相互作用，支持任意各向异性与非线性极化率。
2024-04-03 cond-mat.soft
Generating forces in confinement via polymerization
本研究探究动态聚合物系统在受限软隔室中通过自组装产生形变力的机制，通过计算模型发现单体释放速率和多价粒子是影响壳体形变的关键因素，为纳米尺度做功的聚合物系统设计提供指导。
2024-11-12 cond-mat.soft
Random, blocky and alternating ordering in supramolecular polymers of chemically bidisperse monomers
作为理解分子或化学多分散性在自组装中的作用的第一步，我们提出了一个粗粒度的模型，该模型描述了在含有两个自组装物种的溶液中自发形成的准线性聚合物。我们的理论框架是基于一个两个组件的自组装伊辛模型，其中的双分散性参数化的结合自由能的强度，取决于参与配对相互作用的单体物种。取决于所涉及的结合自由能的相对值，形成包括两种组分的组装体的不同形态，表现出顺磁性、铁磁性或反铁磁性类顺序，即，组件中两种组分的随机、块状或交替排序。分析模型的情况下，铁磁有序，这是最实际的兴趣，我们发现，从最小的组装条件的过渡到那些特征在于强聚合可以描述的临界浓度，取决于两个物种的浓度比。有趣的是，组装体中单体的分布与原始分布不同，即，加入系统的两种组分的浓度比。具有较小结合自由能的单体在短组装体中更丰富，并且具有较大结合亲和力的单体在长组装体中更丰富。在某些条件下，两种组分聚集成单独的超分子聚合物物种，并且在该意义上相分离。我们发现强烈的偏离预期的增长规律的超分子聚合物，即使是适度的第二个组件，只要它是化学上足够不同的主要。
2012-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Softening of the stiffness of bottlebrush polymers by mutual interaction
我们用小角中子散射（SANS）、静态光散射（SLS）和动态光散射（DLS）研究了瓶刷大分子在良溶剂中的行为。这些聚合物由化学接枝长侧链的线性主链组成。主链含有约1600个单体单元（重均），每隔一个单体单元带有约1000个侧链。60个单体单位。SLS和SANS数据外推到无限稀释导致聚合物的形状因子，其可以用蠕虫状链描述，其轮廓长度为380 nm，持久长度为17.5 nm。DLS数据的分析证实了这些模型参数。在有限浓度下获得的散射强度可以使用聚合物参考相互作用位点模型来建模。它揭示了由它们的相互作用引起的瓶刷聚合物的软化。我们表明，持久性从17.5 nm下降到5 nm时，从稀溶液的浓度增加到最高浓度40.59 g/l的考虑。观察到的链软化与理论预测的有限浓度下线性聚电解质链静电持续长度的减少相当。
2007-05-23 cond-mat.soft
Reconfiguration, swelling and tagged monomer dynamics of a single polymer chain in Gaussian and non-Gaussian active baths
在这篇专题综述中，我们给出了一个概述的结构和动力学的一个单一的聚合物链在活性浴，高斯或非高斯。本文首先讨论了单柔性或半柔性线性高分子链在热噪声和有源噪声作用下的动力学行为。主动噪声具有高斯或非高斯分布，但具有记忆性，这说明了活性浴粒子的持续运动。这种有限的持久性使得链的重新配置动力学与纯热的情况相比变慢，并且链膨胀。主动噪声还导致标记的单体的超扩散或弹道运动。我们详细介绍了所有的计算，但主要集中在分析上的准确或几乎准确的结果的主题，从我们的小组在最近几年。此外，我们简要地提到其他团体的重要工作，包括我们的一些新的结果。本文最后指出了活性浴中聚合物链在生物学方面的意义及其未来的发展方向。
2022-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bond disorder, frustration and polymorphism in the spontaneous crystallization of a polymer melt
用分子动力学方法模拟了高分子熔体的等温、等压自发结晶过程。阻挫是通过键长和非键势最小值的位置设定的两个不相称的长度尺度引入的。显着的多态性与相当大的键无序，扭曲的局部包装和全球单体的安排进行观察。以下方面的分析：i）表征整体和局部顺序的取向序参量和ii）单体的次近邻的角分布得出多晶型物以扭曲的Bcc样晶格排列的结论。
2018-11-16 cond-mat.soft
Polymer ejection from strong spherical confinement
我们研究了一个最初强烈限制的灵活的聚合物从一个球形衣壳通过纳米级孔喷射。我们使用分子动力学的空前高的初始单体密度。我们表明，一个单独的单体喷射的时间与喷射单体的数量呈指数增长。通过测量在孔的力，我们表明这种依赖性是一个后果的聚合物的过剩自由能，由于限制增长指数与最初的衣壳内的单体的数量。这种增长与Flory-Huggins理论中大浓度下混合能的发散密切相关。我们表明，驱动喷射的衣壳内的压力占主导地位的过程，其特征在于由喷射时间与不同聚合物的长度线性增长。等待时间曲线将表明，由计算机模拟得到的聚合物的超线性依赖性是由于聚合物的尾部最终从衣壳上缩回而产生的有限尺寸效应。
2015-12-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
2-Dimensional Polymers Confined in a Strip
本文用蒙特卡罗模拟研究了二维聚合物单分子受限于一条带的情况。它们被描述为在两个平行硬壁之间的正方形格子上的N步自避免随机游动，距离为1 << D << N^v（v = 3/4是Flory指数）。对于模拟，我们采用修剪丰富Rosenbluth方法（PERM）与马尔可夫预测。我们测量的单体和端点的密度作为从墙壁的距离的函数，链的纵向范围，和施加在墙壁上的力。他们的缩放与D和力和单体密度在壁之间的普遍比例进行比较的理论预测。
2003-12-11 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
Collapse transition of flexible homopolymers with adhesive contacts
聚合物链塌陷状态中螺旋等有序结构的存在仍然是一个挑战物理学和生物学的悬而未决的问题。在这项工作中，我们提出了一个潜在的模型，聚合物链的单体是不严格的吸引力，但可以使粘合剂与其他单体接触。我们发现，链发展螺旋秩序的过程中，从最初的拉伸构象崩溃。在这种情况下，粘合剂接触似乎有助于聚合物链保持被困在螺旋状态。
2011-06-26 cond-mat.soft
Free Energy Evaluation in Polymer Translocation via Jarzynski Equality
我们执行，与云计算资源的帮助下，广泛的Langevin模拟提供无偏三维聚合物易位的自由能估计。我们采用Jarzynski等式在其严格的设置，计算在单个单体易位事件的自由能的变化。在我们的三维Langevin模拟中，珠（单体和膜原子）之间的排斥体积和范德华相互作用通过排斥的Lennard-Jones（LJ）势建模，连续的单体受到非线性弹性（FENE）势。分析具有不同长度的聚合物的数据，自由能分布被指出具有有趣的有限尺寸标度特性。
2014-04-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
