Solvent Entropy in and Coarse-Graining of Polymer Lattice Models
在聚合物体系的常规晶格模型中使用的自避免和相互避免的行走要求所有晶格位点、聚合物链段和溶剂分子（未占据的晶格位点）具有相同的体积。这不正确地解释了溶剂熵（即，聚合物链段和溶剂分子之间的尺寸比），并且还限制了这种模型的粗粒化能力，其中与大多数实验相比，控制系统波动的不变聚合度太小（因此夸大了系统波动）。在这里，我们展示了如何正确地考虑最近提出的晶格模型中的溶剂熵与晶格位置的多重占用[Q。Wang，软物质5，4564（2009）]，并提出了一种定量粗粒化策略，该策略确保使用这种晶格模型适当地考虑了原始系统中的溶剂熵和波动。虽然提出了基于均匀的聚合物溶液，我们的策略是同样适用于非均匀的系统，如聚合物刷浸入在一个小分子溶剂。
2012-11-21 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
Coarse-Grained Simulation Model for Crystalline Polymer Solids by using Breakable Bonds
该研究构建了含可断裂脆性键与延性键的高度粗粒化模型，以模拟结晶片层网络，并通过单轴拉伸再现结晶聚合物的破碎与屈服行为。
2024-11-20 cond-mat.soft
Photoredox Processes in the Aggregation and Gelation of Electron-responsive Supramolecular Polymers Based on Viologens
紫精基双配位双吡啶基三唑双齿配体在钯离子存在下自组装成超分子聚合物，其结构由配位键的定向形成所施加。这些电子响应性超分子材料的光照射引发光诱导的电子转移，产生孤立的π-自由基和自由基的二聚体。光还原事件和相关的二聚化步骤触发发生在超分子网络内的大规模重组，产生聚集体或凝胶，这取决于照射条件（功率、持续时间）。详细的电化学，光谱电化学和光化学分析进行，以了解在这些光诱导的聚集和凝胶化的利害关系的机制。
2022-03-23 cond-mat.soft
Elongational viscosity of weakly entangled polymer melt via coarse-grained molecular dynamics simulation
采用粗粒分子动力学模拟研究了弱缠结线型聚合物熔体的拉伸流动。本文推广了Nicholson和Rutledge（D. A. Nicholson和G. C. Rutledge，J. Chem. Phys.，145，244903（2016））用于应用于Langevin动力学。我们成功地观察到的拉伸粘度的弱缠结线性聚合物熔体从平衡态的稳态使用扩展的UEF方法，而传统的矩形平行六面体形状的拉伸流动的技术已经失败了超过20年。
2018-09-05 cond-mat.soft
Comparing different coarse-grained potentials for star polymers
我们比较不同的粗粒度模型的星形聚合物。我们发现，受Daoud-Cotton模型启发的唯象模型再现这些系统的热力学相当差，即使假定势是密度相关的，如在实验结果分析中所做的那样。我们还确定了最小值fc的星型聚合物的功能性的流体-固体的转变发生。通过应用Hansen-Verlet准则，我们发现35 < fc < 40。这一结果证实了修改后的（参考）超网链方法的基础上进行的分析，定性与以前的工作是一致的。
2013-03-07 cond-mat.soft
Stochastic kinetic theory applied to coarse-grained polymer model
本文提出用于粗粒化聚合物的随机场论及随机矩方程，并通过与一维 Hookean dumbbells 的 Langevin 模拟和解析解比较，验证其在非平衡条件下的准确性与离散化依赖。
2024-02-29 cond-mat.soft
Accurate coarse-grained models for mixtures of colloids and linear polymers under good-solvent conditions
一个粗粒化的策略，以前开发的聚合物溶液，在这里扩展到线性聚合物和硬球胶体的混合物。在这种方法中，单体组被映射到一个单一的伪原子（一个斑点）和有效的斑点斑点之间的相互作用是通过要求模型再现一些大规模的结构特性的零密度限制。我们表明，一个精确的参数化的聚合物-胶体相互作用是通过简单地引入斑点和胶体之间的对电位。对于粗粒模型，其中聚合物被建模为四滴链（四聚体），对势确定的迭代玻尔兹曼反演方案的装置，以全单体对关联函数在零密度为目标。对于较大数量的$n$的斑点，通过使用基于聚合物自相似性的简单可转移性假设来确定对电位。我们验证模型通过比较其预测与全单体的聚合物溶液的界面性质在一个单一的胶体的存在下，在有限的聚合物和胶体密度的均相的热力学和结构特性的结果。四聚体模型对于$q\lesssim 1$（$q=\hat{R}_g/R_c$，其中$\hat{R}_g$是零密度聚合物回转半径，$R_c$是胶体半径）是相当精确的，并且对于$q=2$也相当好。对于$q=2$，通过使用$n=10$团块模型获得精确的粗粒度描述。我们还比较了我们的结果与那些通过使用单斑点模型与状态相关的潜力。
2014-09-18 cond-mat.soft
Thermodynamic consistency in variable-level coarse-graining of polymeric liquids
大分子液体的数值优化的简化描述经常呈现与原子水平描述的热力学不一致，即使总的关联函数，即结构，似乎是一致的。从第一原理Ornstein-Zernike方程出发，推导出一对粗粒单元之间的有效电势的解析表达式，其中每个链被表示为互穿的斑点的集合，具有可变数量的斑点，$n_b$，大小为$N_b$。势的特征是具有一个长尾，以$N_b^{1/4}$的特征标度指数缓慢衰减。这个一般的结果适用于任何粗粒模型的聚合物熔体的单位大于持久性长度，突出的重要性，长，排斥，潜在的尾巴模型，以正确地预测结构和热力学性质的大分子液体。
2013-02-13 cond-mat.soft
Developments in Multi-Chain Coarse-Grained Models for Entangled Polymer Dynamics
Nagoya University（名古屋大学）
本文综述了多链粗粒化模拟在纠缠聚合物动力学中的发展与应用，重点介绍了原始链网络模型和多链滑弹簧模型，探讨了线性和非线性流变学预测及分子机制。
2026-03-30 cond-mat.soft
A coarse-grained polymer model for studying the glass transition
为了研究具有自由表面的聚合物熔体的冷却行为和玻璃化转变，建立了一个粗粒弱半柔性聚合物模型。基于一个标准的珠弹簧模型与纯粹的排斥相互作用的吸引力之间的非键合单体的潜力被添加，这样的聚合物熔体的压力被调整为零。此外，通常使用的键弯曲电位[Everaers等人，Science 303，823（2004）]控制链刚度被新的键弯曲势取代。对于这个模型，我们表明，库恩长度和内部距离沿链在熔体中只有很弱的依赖于温度，就像典型的实验系统。通过熔体密度的温度依赖性和链流动性的特征性非阿耳修斯减慢来观察玻璃化转变。该模型被设置为允许模型之间的快速切换，其中已经存在大量的数据。
2019-09-06 cond-mat.soft
Viscosity Overshoot in Biaxial Elongational Flow: Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulation of Ring-Linear Polymer Mixtures
缠结聚合物熔体的粘度超调现象在剪切流动和单轴拉伸流动下已经观察到，但在双轴拉伸流动下从未观察到。我们证实了存在的粘度超调下观察到的环状和线性聚合物的混合系统中的粗粒度分子动力学模拟的双轴拉伸流动。过冲被认为是更明显的弱纠缠熔体。此外，发现区分线性和非线性行为的阈值应变速率$\dot{\varepsilon}_{\rm th}$依赖于线性链长度为$\dot{\varepsilon}_{\rm th}(N)\sim N^{-1/2}$，这不同于传统的关系，$\dot{\varepsilon}_{\rm th}(N) \sim N^{-2}$，预期从劳斯弛豫时间的倒数。我们的结论是，环和线性链之间的合作相互作用的双轴拉伸流动下增强。
2021-05-22 cond-mat.soft
Exploiting Scaling Laws for Polymeric Bottle Brushes: a Theoretical Coarse-Graining for Homopolymeric Branched Polymers
瓶刷是由接枝有侧链的线性聚合物主链制成的聚合物大分子。接枝密度σg、接枝侧链长度ns及其化学性质的选择完全决定了每种大分子的性质，例如其弹性和其折叠行为。通常，实验瓶刷是由数万个单体单元组成的系统，使得计算方法非常昂贵，特别是在瓶刷解决方案的情况下。因此，对这些大分子进行适当的粗粒化描述显得至关重要。我们在这里提出了一种理论方法，能够开发一个通用的，可转移的和分析的多尺度粗粒化的均聚瓶刷聚合物在良好的溶剂条件下。从标度理论开始，每个大分子被映射到一条拴系的星形聚合物链上，其有效势能从标度预测、计算和实验验证中得知，并且可以表示为臂数f的函数，和每个臂的长度na。然后恒星彼此拴在一起，它们之间的有效势能仅取决于原始星系的关键参数。瓶刷聚合物（σg，ns）。然后，使用的广义形式的有效势再现与标度理论和模拟得到的大分子的性质。在目前的研究中得到的有效电位的一般形式允许的理论和计算描述的所有接枝密度和所有长度的骨干和接枝臂的均聚瓶刷聚合物的性能，打开了多种应用程序的路径。
2019-08-08 cond-mat.soft
Spin Signatures of Photogenerated Radical Anions in Polymer-[70]Fullerene Bulk Heterojunctions: High Frequency Pulsed EPR Spectroscopy
利用光致电子顺磁共振（EPR）技术在9.5 GHz（X波段）和130 GHz（D波段）研究了聚合物-富勒烯复合材料薄膜中的带电极化子。所研究的材料是聚（3-己基噻吩）（PHT），[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯（C60-PCBM），和两种不同的可溶性C70衍生物：C70-PCBM和二苯基甲烷[70]富勒烯低聚醚（C70-DPM-OE）。在聚合物-富勒烯体异质结中，首次在C70笼上发现了负极化子。当记录在传统的X波段EPR，这个信号是重叠的正极化子的信号，这不允许其直接的实验识别。由于高频D波段EPR的优越光谱分辨率，我们能够分离PHT-C70体异质结中P+和P-的光诱导信号。通过比较不同侧链的C70衍生物的信号，我们得到了极化子位于C70分子笼上的实验证据。
2011-10-07 cond-mat.soft physics.chem-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
Multiblob coarse-graining for mixtures of long polymers and soft colloids
由于大量的微观成分强烈影响系统的行为，软纳米复合材料代表了理论和实验上的挑战。一个有效的理论描述这样的系统调用的自由度的减少进行分析，因此需要引入一个有效的，定量的，粗粒度的描述。在这里，我们报告了一种新的粗粒化方法的基础上，一组可转移的潜力，定量再现线性和星形均聚物纳米复合材料的混合物的性能。通过将单体基团重整为$f$官能星形聚合物和长度为$N_0$的均聚物之间的单个有效势，并通过缩放论证，将显示如何大幅减少自由度以允许对系统进行完整的定量描述。我们的方法进行测试后，完整的单体模拟不同分子量的系统，证明其充分的预测潜力。
2016-12-12 cond-mat.soft
Thermodynamics of star polymer solutions: a coarse-grained study
我们考虑一个粗粒度（CG）模型与成对的相互作用，适合于描述低密度的解决方案的功能$f$的星形支化聚合物。每个大分子由具有$(f+1)$相互作用位点的CG分子表示，其捕获星形拓扑结构。通过要求CG模型再现在零密度极限中的微观模型中计算的一组分布函数来获得电势。给出了$f=6,12$和$40$的显式结果。我们使用CG模型来计算浓度$c$的溶液的渗透状态方程，使得$Φ_p = c/c^* \lesssim 1$，其中$c^*$是重叠浓度。我们还详细研究了f=40的相图，确定了固体中间相的边界。最后，我们研究了聚合物尺寸如何随着$c$而变化。对于$Φ_p\lesssim 0.3$，在固定的还原浓度$c/c^*$下，随着$f$增加，聚合物变得更硬。另一方面，对于$Φ_p\gtrsim 0.3$，聚合物表现出相反的行为：在固定的$Φ_p$下，$f$的值越大，它们的尺寸减小越大。
2017-05-30 cond-mat.soft
Coarse-Graining Simulation Approaches for Polymer Melts: Range of Potential and Computational Efficiency
积分方程粗粒化（IECG）方法是一种很有前途的高层次聚合物熔体粗粒化（CG）方法，具有从软球到多个CG点的可变分辨率，在原子级模拟中保持了结构和热力学特性。与原子描述相比，粗粒化的过程导致更平滑的自由能表面，更长范围的电势，给定聚合物的相互作用位点的数量减少等等。由于这些变化对CG模型的计算效率具有竞争性影响，因此在研究CG分子动力学模拟中粗粒化对计算速度的影响时需要注意。例如，治疗长程CG相互作用需要选择的截止距离，包括有效的CG潜力和力的吸引力的一部分。特别是，我们展示了如何复杂的性质的有效CG潜力的范围和曲率，选择一个合适的CG时间步长，选择的截止距离，分子动力学算法，和光滑的CG自由能表面影响IECG模拟的效率。通过与相对短链聚合物熔体的原子模拟的直接比较，我们发现，整体计算效率是最高的最高水平的CG（软球），与整体改善的计算效率约为$10^6-10^8$为各种CG水平/分辨率。因此，IECG方法在聚合物体系的分子动力学模拟中具有重要的应用。最后，利用标准的空间分解算法，IECG模拟的并行可扩展性，为不同级别的CG。最佳的并行缩放观察到一个合理的大量的处理器。
2018-07-20 cond-mat.soft
Dynamics of polymers in coarse-grained nematic solvents
本研究通过数值模拟结合混合技术，探究各向同性黏度向列溶剂中向列性对聚合物构象与动力学的影响，发现耦合致伸长引发各向异性扩散、中等耦合产生发夹结构，相关DNA实验提供定性支持，为仿生复合材料研发提供依据。
2024-08-12 cond-mat.soft
Coarse-graining polymers as soft colloids
我们展示了如何粗粒聚合物在一个良好的溶剂作为单一的颗粒，与密度无关或密度相关的相互作用。这些相互作用可以在聚合物的质心、中点或端点之间。我们还展示了如何将这些方法扩展到聚合物在不良溶剂和聚合物的混合物。将聚合物视为软胶体可以大大加快复杂多聚合物体系的模拟，包括聚合物-胶体混合物。
2001-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic coarse-graining of polymer systems using mobility functions
我们提出了一个动态粗粒化（CG）计划映射异构聚合物流体到非常CG模型在动态一致的方式。其思想是使用一个波矢相关的迁移率函数映射的目标函数从单链的动态结构因子，这是在微观参考系计算。在以前的工作中，我们已经表明，动态密度泛函计算基于此迁移率函数可以准确地再现聚合物熔体中的有序/无序动力学，因此它是一个合适的起点动态映射。为了使映射在一个范围内的相关波矢量，我们建议修改CG动态引入内部摩擦参数，减缓CG单体动态局部尺度上，而不影响系统的静力平衡结构。我们说明和讨论的方法使用的例子无限长的线性劳斯聚合物映射到超短CG链。我们表明，我们的方法可以用来构建动态一致的CG模型的均聚物与CG链长N=4，而共聚物，更长的CG链长是必要的
2021-03-07 cond-mat.soft
Integral-equation analysis of single-site coarse-grained models for polymer-colloid mixtures
我们讨论的可靠性积分方程方法的基础上，几个常用的封闭关系，在确定的软物质系统的特征在于相互作用的软，硬核粒子的粗粒度模型的相图。具体来说，我们考虑一组合适的电位来描述一个系统的硬球胶体和线性均聚物在良好的溶剂，并调查的行为时，软颗粒小于胶体，这是制度的有效性粗粒度模型。使用计算机模拟结果作为基准，我们发现，超网链近似提供了准确的估计的热力学和结构的胶体-气相中的胶体的密度是小的。另一方面，所有考虑的封闭似乎是无法描述的行为的混合物在胶体-液相中，因为它们停止收敛的聚合物密度显着小于那些在双结点。因此，积分方程似乎无法预测定量正确的相图。
2015-02-02 cond-mat.soft
Coarse-graining polymer solutions: a critical appraisal of single- and multi-site models
我们批判性地讨论和审查背后的一般想法单和多站点粗粒度（CG）模型适用于大分子溶液中的稀释和半稀释制度。我们首先考虑具有零密度和密度依赖对势的单点模型。我们强调的优点和局限性，每个选项在再现的热力学行为和大尺度结构的基础参考模型。作为一个案例研究，我们认为解决方案的线性均聚物在溶剂中的可变质量。其次，我们将讨论扩展到多组分系统，作为测试案例，胶体和聚合物的混合物的结果。具体来说，我们发现CG模型与零密度势是无法预测流体-流体分层在一个合理的范围内的密度的混合物的胶体和聚合物的大小相等。对于较大的胶体，相分离发生时的聚合物体积分数被大大高估。CG模型与密度相关的潜力是有点不太准确的模型与零密度的潜力，在再现系统的热力学，虽然他们提出了相分离，他们显着低估了沿双结点的聚合物体积分数。最后，我们讨论了一个一般的多站点策略，这是一致的，完全可转让的网站的数量，使我们能够克服大多数的限制，讨论单站点模型。
2015-01-06 cond-mat.soft
An analytical coarse-graining method which preserves the free energy, structural correlations, and thermodynamic state of polymer melts from the atomistic to the mesoscale
粗粒化模型在多个长度尺度上的结构和热力学一致性对于使用中尺度描述的多尺度建模和分子动力学模拟的预测作用是必不可少的。我们的方法是一个粗粒度的模型，基于积分方程理论，它可以代表聚合物链在可变水平的化学细节。该模型是分析和依赖于分子和热力学参数的研究中的系统，以及在直接的关联函数在k -> 0的限制，c 0。PRISM积分方程的数值解用于通过调整有效硬球直径d的值来确定c 0，以与预测的状态方程一致。这个单一的量参数化的粗粒度的潜力，这是用来执行中尺度模拟，直接与原子级模拟相同的系统。我们测试我们的粗粒度的形式主义，通过比较结构的相关性，等温压缩性，状态方程，亥姆霍兹和吉布斯自由能，势能和熵使用联合原子和粗粒度的描述。我们发现定量的热力学性质的分析形式主义之间的协议，和分子动力学模拟的结果，独立于所选择的代表性水平。在中尺度描述中，软粒子相互作用的势能变成粗粒坐标中的自由能，其在所有描述水平上保留来自理想气体的过量自由能。联合原子和介观尺度描述之间的结构一致性意味着描述之间的相对熵已被最小化，而无需任何变分优化参数。该方法具有普遍性，适用于不同热力学条件下的任何聚合物体系。
2014-07-03 cond-mat.soft
Predicting Adhesive Free Energies of Polymer--Surface Interactions with Machine Learning
聚合物-表面相互作用对许多生物过程和工业应用至关重要。在这里，我们提出了一种机器学习方法来连接模型聚合物的序列与其粘附装饰表面。我们模拟的粘合剂自由能的$20,000$独特的粗粒度的1D顺序聚合物与功能化的表面相互作用，并建立支持向量回归（SVR）模型，证明廉价和可靠的预测的粘合剂自由能作为序列的函数。我们的工作突出了粗粒度模拟与数据驱动的机器学习方法的集成，用于设计新的功能聚合物，并代表了将聚合物组合物与聚合物表面相互作用联系起来的重要一步。
2021-10-06 cond-mat.soft
Reaction kinetics of coarse-grained equilibrium polymers: a Brownian Dynamics study
自组装的线性结构如巨大的圆柱形胶束或在溶液中堆积在柔性柱中的分散分子是多分散聚合物溶液的系统，这些超分子聚合物具有平衡的长度分布，这是链的随机断裂和链的融合之间竞争产生更长链的结果。在目前的工作中，我们回顾了这些“平衡聚合物”的基本理论概念和一些重要的模拟方法所获得的结果。我们提出了一个新的版本的介观模型在连续空间的基础上珠和FENE弹簧聚合物模型，这是由布朗动力学和Monte-Carlo绑定/非绑定可逆变化的相邻单体在空间中，其特征在于由一个尝试频率参数。对于一个稀释和一个适度的半稀释状态点，这两个对应于动态非纠缠制度，动力学性质被发现依赖于$ω$通过有效寿命$τ_b$的平均尺寸链，反过来，产生的平均场动力学模型的动力学反应系数由Cates。简单的动力学理论似乎工作时间$ t \geq τ_b$，而在较短的时间，观察到强的动力学相关效应。
2006-04-11 cond-mat.soft
Resolving Dynamic Properties of Polymers through Coarse-Grained Computational Studies
耦合的长度和时间尺度决定了聚合物的动态行为，并成为其独特粘弹性的基础。为了解决长时间的动态，必须确定必须正确建模的时间和长度尺度。在这里，我们探测同时保留重要的原子细节和访问大的长度和时间尺度所需的粗粒化的程度。粗粒化的程度反过来又设定了在定义聚合物性质和动力学中起作用的最小长度尺度。使用线性聚乙烯作为一个模型系统，我们探讨如何粗粒化规模影响测得的动态。使用迭代玻尔兹曼反演从完全原子熔体模拟中推导出每个粗粒珠具有2-6个亚甲基的粗粒势。我们表明，原子的细节是捕捉大尺度动态的关键。使用这些模型，我们模拟聚乙烯熔体超过500 μs的时间，研究良好缠结的聚合物链的粘弹性。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Consistent coarse-graining strategy for polymer solutions in the thermal crossover from Good to Theta solvent
我们扩展了我们先前开发的用于线性聚合物的粗粒化策略，其中每条链的有效原子（斑点）的数目n可调[D 'Adamo等人，137，4901（2012）]中描述的聚合物体系在良溶剂和Theta区域之间的热交叉中的应用。我们考虑在三临界效应可以被忽略的区域中的热交叉，即对于宽范围的链体积分数Phi=c/c*（c* 是重叠浓度），不太接近Theta点，直到Phi=30。通过对Domb-Joyce模型的蒙特卡罗模拟，得到了用于求解全局性质的尺度交叉函数。它们提供输入数据来开发一个最小的粗粒度模型，每个链有四个blob。在良好的溶剂的情况下，粗粒度的模型电位在零密度，从而避免了使用状态相关的电位相关的不一致。我们发现，粗粒度的模型再现了底层系统的属性，一些减少的密度时，降低温度向θ状态增加。接近较低温度的交叉边界，四聚体模型是准确的，至少高达Phi<10，而接近良好的溶剂制度获得合理的准确结果高达Phi<2。可以通过开发每条链具有更多blob的粗粒度模型来扩大粗粒度模型预测的密度区域。我们扩展的战略中使用的良好的溶剂的情况下，交叉制度。这需要像以前一样正确处理长度重新缩放，但随着斑点数量的增加，也需要正确的温度重新定义。研究了n=10的情况。与全单体结果的比较表明，可以得到准确的预测的密度区域是显着比对应于n=4的情况下更广泛。
2013-04-09 cond-mat.soft
Automatic Coarse Graining of Polymers
讨论了最近提出的几种用于聚合物模拟的半自动和全自动粗粒化方案。所有这些技术都是从原子模拟中导出多原子单元或超原子的有效势。这些技术包括依赖于真空中的单链模拟和自洽的熔体优化，如单纯形法和逆玻尔兹曼法。重点是在不同尺度上匹配聚合物结构。此外，还讨论了获得动态映射时标的几种方法。最后，相似之处，自动优化的其他模拟领域，以及指出。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling for heterogeneous oxidative aging of polymers using coarse-grained molecular dynamics
本研究提出一种整合热氧化动力学与Kremer-Grest模型的反应性粗粒化分子动力学模拟方法，揭示了氧化降解特征反应时间短于链弛豫时间时断裂位点的空间异质性，为聚合物老化研究提供新工具。
2023-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coarse-grained Description of Polymer Blends as Interacting Soft-Colloidal Particles
我们提出了一种理论方法，映射到软胶体颗粒的混合物的聚合物共混物。分析介观尺度对分布函数重现良好的数据从联合原子分子动力学模拟的聚烯烃混合物没有拟合参数。该理论准确地恢复了软胶体混合物（液态合金）密度和浓度涨落结构因子的解析表达式。
2004-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and Rheology of Polymer Melts via Hierarchical Atomistic, Coarse-grained, and Slip-spring Simulations
提出了一种用于预测高分子量缠结聚合物熔体的动力学和流变学性质的分层（三重尺度）模拟方法。该方法包括原子，中等粗粒度（mCG），和高度粗粒度的滑簧（SLSP）模拟。在mCG水平上，一些化学键合的原子被集中到一个粗晶粒中。在这个层次上，原子系统的化学身份和链间拓扑约束（纠缠）被保留。通过迭代玻尔兹曼反演，将mCG模型的局部结构分布与原子模型的局部结构分布相匹配，得到mCG势。为了匹配mCG和原子动力学，mCG时间由时间缩放因子缩放，其补偿mCG模型的单体摩擦系数低于原子模型的单体摩擦系数。在SLSP水平上，聚合物链的多个Kuhn链段由一个粗粒珠表示。珠粒之间非常软的非键合相互作用不能防止链交叉，因此不能捕获缠结。拓扑约束由滑动弹簧表示。在SLSP模型中使用了一个补偿对势，以保持大分子的静态性质在引入滑簧后不变。在此基础上，确定了SLSP模型的静态和动态参数。特别是，匹配的方向自相关的端到端的矢量，我们确定的滑簧的数量和校准的时间尺度的SLSP模型。作为测试案例，在413 K下将分级方法应用于$cis$-1，4-聚丁二烯（cPB）。cPB熔体的动力学性质的计算范围很广的分子量。计算结果进行了比较，发现在良好的协议，与文献中的实验数据。
2021-01-22 cond-mat.soft
Systematic coarse-graining of the dynamics of entangled polymer melts: the road from chemistry to rheology
为了优化缠结聚合物材料的加工和设计，重要的是在聚合物的详细分子组成和宏观熔体的粘弹性之间建立严格的联系。我们回顾当前和过去的计算机模拟技术，并严格评估他们的能力，提供这样的化学和流变学之间的联系。我们区分两类粗粒化水平，我们称之为粗粒分子动力学（CGMD）和粗粒随机动力学（CGSD）。在CGMD中，粗粒珠仍然相对较硬，因此自动防止键交叉。这也意味着可以聚集在一起的原子数量的上限，因此可以研究的最长链长度。为了达到更高程度的粗粒化，在CGSD中，更多的原子聚集在一起，导致相对较软的珠子。在这种情况下，摩擦力和随机力主导着相互作用，必须采取措施防止键交叉。我们还审查了替代方法，利用高分子动力学的管模型，通过原始路径分析和原始链网络的模拟获得的纠缠特性。最后，我们审查超粗粒的方法，其中整个聚合物是由一个单一的粒子，并评论的方式，包括记忆效应和瞬态力。
2011-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A coarse-grained model for the elastic properties of cross linked short carbon nanotube/polymer composites
短纤维增强聚合物复合材料由于其独特的低成本、相对容易的加工和与其母体聚合物相比优异的机械性能的组合而获得了广泛的工业和工程应用。在这项研究中，粗粒（CG）模型的交联碳纳米管（CNT）增强聚合物基复合材料的发展。CG模型的一个特征是能够捕捉聚合物链、纳米管和聚合物基质之间的相互作用。讨论了复合材料的弹性性能与交联剂的摩尔分数、纳米管增强体的质量分数及其分布的关系。模拟结果表明，使用亚甲基交联的碳纳米管的fictionalization是一个关键因素对显着增加的弹性性能的随机分布的短碳纳米管增强聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）矩阵。CG模型在预测碳纳米管增强聚合物复合材料的弹性性能的适用性也通过单向短纤维的细观力学模型的验证过程进行评估。
2017-04-05 cond-mat.soft physics.comp-ph
Coarse-grained simulations of flow-induced nucleation in semi-crystalline polymers
我们进行动力学蒙特卡罗模拟的流动诱导成核聚合物熔体的算法，即使在低过冷度是易处理的。用一种新的非线性管模型计算了流动条件下非结晶链的构型。我们的模拟预测增强的成核和成长的shish-like细长的核足够快的流量。模拟预测几个实验现象，并从理论上证明了以前的经验结果的流量增强成核率。模拟是高度相关的基本理解和过程建模的聚合物熔体中的流动诱导结晶。
2009-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Mechanical properties of carbon nanotube reinforced polymer nanocomposites: A coarse-grained model
在这项工作中，一个粗粒（CG）模型的碳纳米管（CNT）增强聚合物基复合材料的发展。CG模型的一个显着特点是能够捕获聚合物链和纳米管之间的相互作用。利用CG模型和全原子系统之间的应变能守恒，对纳米管和聚合物链的CG势进行了标定。CG模型在预测碳纳米管/聚合物复合材料的弹性性能的适用性和效率进行了评估，通过验证过程与分子模拟。模拟结果表明，CG模型是能够估计的纳米复合材料的力学性能与高精度和低的计算成本。研究了碳纳米管增强体的体积分数对纳米复合材料杨氏模量的影响。随机分布的碳纳米管增强体的大型单元电池的建模方法的应用进行检查。所建立的CG模型将使增强聚合物基复合材料的模拟跨越从纳米到介观尺度的广泛的长度尺度。
2017-04-11 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Using a Péclet Number for the Translocation of Polymer through a Nanopore to Tune Coarse-Grained Simulations to Experimental Conditions
粗粒度模拟通常用于研究DNA通过纳米孔的移位。这些研究中的大多数在相对一般的意义上调查易位过程，并不试图匹配任何特定的实验条件。在这篇手稿中，我们使用的概念的佩克莱数易位，$P_t$，比较漂移扩散平衡在一个典型的实验与一个典型的模拟。我们发现，与使用dsDNA的实验条件相比，标准的粗粒度方法高估了扩散效应5到50倍。通过定义一个粗粒度参数$λ$，我们能够纠正这一点，并调整模拟复制实验$P_t$（对于dsDNA和其他情况）。为了显示特定的$P_t$可以对易位的动力学产生的影响，我们针对两种不同类型的驱动力在宽范围的$P_t$值上进行模拟：施加在孔中的力和施加到聚合物末端的拉力。当$P_t$将系统从扩散主导的状态带到漂移主导的状态时，观察到各种效应，包括易位时间$τ$对$P_t$的非单调依赖性和易位概率的急剧上升。比较这两种力的情况下，说明了拥挤效应的影响，发生在反侧：一个非单调的依赖性的$τ$分布的宽度得到的孔隙力，但不是拉力。
2014-07-03 cond-mat.soft
Geometric and Dynamic Properties of Entangled Polymer Chains in Athermal Solvents: A Coarse-Grained Molecular Dynamics Study
本研究通过粗粒化分子动力学模拟探究无热溶剂中柔性缠结聚合物链的几何与动力学性质，推导相关标度关系，修正Lin-Noolandi假设并验证其与模拟结果的一致性。
2023-06-14 cond-mat.soft
Investigation of Polymer Association Behaviors in Solvents Using a Coarse-Grained Model
本研究针对聚合物缔合过程认知不足的问题，提出反应控制缔合模型与构型偏置采样方法，揭示了非键作用、协同效应对缔合分布与链形态的影响规律。
2025-01-17 cond-mat.soft
Coarse-grained model of the J-integral of carbon nanotube reinforced polymer composites
J积分被认为是断裂力学中表征材料对裂纹扩展的固有阻力的基本参数。然而，传统的方法来计算J积分，这需要的知识的确切位置的裂纹尖端和连续场周围，是无法精确测量的J积分的聚合物复合材料在纳米尺度。提出了一种基于粗粒模拟的碳纳米管/聚合物复合材料J积分预测方法。在所提出的方法中，J积分是从一个单一的试样的载荷-位移曲线。该方法的特点是不需要裂纹尖端的信息就可以计算J积分，适用于复杂的高分子体系。详细研究了碳纳米管的质量分数、聚合物基体与碳纳米管之间的共价交联以及聚合物链对复合材料断裂行为的影响。还探讨了裂纹长度和代表体积元（RVE）尺寸对J积分的影响。
2017-04-06 cond-mat.soft physics.comp-ph
Martini coarse-grained model for clay-polymer nanocomposites
我们已经开发了一个粗粒（CG）模型的聚合物-粘土系统组成的有机改性蒙脱土纳米粘土的纳米粒子按照MARTINI力场。利用粘土颗粒的力学性质和裂解自由能分别表征了有机改性蒙脱土（oMMT）粘土颗粒的键合和非键合相互作用参数，其中钠离子被四甲基铵（TMA）离子取代。力学性能由应力-应变曲线的斜率确定，解理自由能通过允许对应于缓慢平衡解理过程的完全表面重构来确定。使用对oMMT裂解能的个体分散和极性贡献来确定CG oMMT片的适当MARTINI珠类型。开发的MARTINIFF参数的TMA-MMT-聚合物系统的自洽性进行了验证，通过比较估计选择的结构，热力学和动力学性质得到的全原子模拟与粗粒度的模拟。我们已经确定了粘土颗粒对三种聚合物熔体（聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯）在两个温度下的性能的影响，以建立开发的参数的可转移性。我们还表明，粘土-聚合物相互作用的影响，在这种纳米复合材料系统的结构-性能关系被罗森菲尔德的过剩熵标度。
2019-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Consistent and transferrable coarse-grained model for semidilute polymer solutions in good solvent
我们提出了一个粗粒度模型的线性聚合物与可调数量的有效原子（斑点）每链相互作用的内部和分子间的潜力在零密度。我们展示了这个模型是如何能够准确地再现的普遍性质的基本解决方案的无热线性链在各种水平的粗粒化和链密度的范围内，可以扩大通过增加空间分辨率的multiblob表示，即，每条链的blob数量。本模型是独特的，它能够定量预测的热力学和大规模的结构性质的聚合物溶液深在semidilute政权与一个非常有限的计算工作，克服了大多数的问题，在良好的溶剂条件下的semidilute聚合物溶液的模拟。
2012-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Autocorrelation study of the Θ transition for a coarse-grained polymer model
通过Metropolis蒙特卡罗模拟的粗粒度模型的柔性聚合物，我们调查如何集成的自相关时间不同的能量和结构量依赖于温度。我们表明，由于临界减慢，极端自相关时间也可以被视为崩溃转变的指标，有助于定位转变点。这对于有限系统特别有用，在有限系统中，响应量（如比热）不一定表现出明显的热活动的明确指示。
2014-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Many-body interactions and correlations in coarse-grained descriptions of polymer solutions
我们用蒙特卡罗模拟计算了自回避行走聚合物质心间的二、三、四、五体（状态无关）有效势.对于完全重叠，这些粗粒度的n体相互作用的振荡符号为（-1）^n，并且绝对幅度随着n的增加而减小。我们发现半定量的协议与标度理论，并利用这一点来讨论如何粗粒自由能收敛时，扩大到任意顺序的多体势。我们还得到了有效的{ \em密度依赖} 2体电位，它精确地再现了自避免行走聚合物的CM之间的配对相关性。从{ \em密度无关}三体势的效应可以很大程度上理解这些对势的密度依赖性。聚合物的CM之间的三重态相关性是令人惊讶的，但不完全，描述了我们的粗粒度有效对潜在的图片。事实上，我们证明了一对潜在的不能同时再现两个和三个机构的相关性在多体相互作用的系统。然而，在我们的系统中确实发生的偏差是非常小的，并且可以通过三体势的直接影响来解释。
2001-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulations of a coarse grained model for an athermal all-polystyrene nanocomposite system
通过蒙特卡罗抽样方法研究了聚苯乙烯基体中填充有紧密交联的聚苯乙烯纳米颗粒的非热纳米复合体系的结构。高分子链被表示为随机行走，系统通过粗粒度的哈密顿量来描述。这种方法与自洽场论有关，但不需要鞍点近似，适合于处理大型三维系统。在纳米颗粒附近的聚合物基体的局部结构被发现是不同的，在许多方面从相应的散装，无论是在段和链水平。在颗粒附近的局部聚合物密度分布显示出最大值，并且键发展出相当大的平行于纳米颗粒表面的取向。还分析了耗尽层厚度。这些链的最长尺寸平行于颗粒表面。它们的内在形状，其特征在于跨度和主惯性矩，被发现是一个强大的功能的位置相对于接口。许多纳米颗粒在聚合物基体中的分散导致链的延伸，当它们的尺寸与分散颗粒的半径相似时。
2014-01-14 cond-mat.soft
Kosmotropic effect leads to LCST decrease in thermoresponsive polymer solutions
研究了在温敏性聚合物溶液中加入亲液共溶剂降低低临界溶解温度的现象。显式溶剂粗粒度模拟和平均场论相结合。通过Kolomeisky-Widom疏溶剂势将理论模型中的聚合物-溶剂LCST行为结合起来。我们的研究结果说明了如何降低LCST可以实现的本体溶剂的能量与添加共溶剂的减少。结果表明，随着聚合物亲水性的增加，助溶剂的这种影响减弱，这可以解释在PDEA、水和甲醇体系中LCST没有下降。模型的粗粒度性质表明，系统的平均能量表示足以理解LCST下降的现象。
2018-03-01 cond-mat.soft
Accurate modeling approach for the structural comparison between monolayer polymer tubes and single-walled nanotubes
在最近的计算研究中，我们发现在一定的模型参数范围内，吸附在纳米线上的粗颗粒聚合物具有高度结构化的基态。这些管状结构显示，即使在第一眼，令人兴奋的形态相似性已知的原子纳米管，如单壁碳纳米管。为了以系统的方式解释这些相似性，我们对具有各种参数设置的粗粒度聚合物模型进行了额外的详细和广泛的模拟。我们在这里展示了这一点，并解释了为什么原子纳米管的标准几何模型不适合解释这些研究的结果。事实上，聚合物纳米管的一般结构行为，以及以前的具体观察，只能通过应用最近开发的多面体管模型来解释。
2011-03-09 cond-mat.soft
Topological Dissipation as the Missing Link in Multiscale Polymer Dynamics
本文提出拓扑耗散是连接聚合物原子尺度与介观尺度动力学的缺失环节，通过伊辛型指数衰减描述链内动量输运，并建立无记忆核的粗粒化框架以分离链内与链间耗散，定量重现从链段弛豫到链扩散的动力学。
2025-08-17 cond-mat.soft
Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulations of Oxidative Aging and Stabilization in Polymer Melts with Primary Antioxidants: Effects of Antioxidant Concentration and Molecular Architecture
Nagoya University（名古屋大学）；Arts et Metiers Institute of Technology, CNRS Cnam, HESAM Universite（巴黎国立高等工艺学院，法国国家科学研究中心，Cnam，HESAM大学）
本研究通过粗粒化分子动力学模拟，探讨抗氧化剂浓度与分子结构对聚合物熔体氧化老化及稳定化的影响。
2026-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Coarse-grained Model for Aqueous Two-phase Systems: Application to Ferrofluids
本文提出一种基于布朗动力学的粗粒化模型，用于模拟聚合物型水相双相系统的相分离与纳米颗粒选择性分配，并通过实验验证，进一步展示了磁场可在微小尺度上调控ATPS界面涨落。
2023-11-28 cond-mat.soft
Phase separation in soft repulsive polymer mixtures: foundation and implication for chromatin organization
本文提出一种超粗粒化模型，将聚合物表示为可重叠的介观软珠，基于平均场理论研究均聚物混合物的相分离行为，并与数值模拟对比揭示混溶性相图的普适特征，进而将分析推广到随机共聚物体系，为细胞核内染色质组织提供理论启示。
2024-09-04 cond-mat.soft
Developing an unfolding-incorporated coarse-grained polymer model for fibrinogen to study the mechanical behaviour
本研究开发了包含解折叠的纤维蛋白原粗粒化聚合物模型，模拟D结构域解折叠机制，结果与实验吻合，可用于构建纤维蛋白网络并解释其弹性行为。
2025-02-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
Active Learning for Predicting Polymer/Plasticizer Phase Behaviour
本文提出基于粗粒化模拟和随机森林的主动学习流程，高效筛选不同柔性与几何结构的增塑剂，建立适用于非极性分子的通用增塑剂设计规则，并通过原子级模拟验证了聚异戊二烯/增塑剂相行为的有效性。
2025-05-06 cond-mat.soft
