A detailed field theory for RNA-like molecules with periodic base sequence
本研究构建含周期性碱基序列的单双链类RNA格点场论,阐明其与支化聚合物及李-杨问题的关联,推导变性/复性极限下的精确结果并计算单链临界指数ν_φ。
2024-03-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Universality of Osmotic Equation of State in Star Polymer Solutions
我们实验测量线性聚合物和三,四,和八臂星型聚合物在良好的溶剂通过膜渗透压。这些结果表明,在星形聚合物溶液的渗透状态方程是普遍描述相同的标度函数,描述线性聚合物溶液。这种普遍性是通过取消增加重叠浓度和降低渗透压,由于增加臂数。我们进一步澄清的摩尔质量和臂数的依赖性的回转半径和互穿因子,确保在星形聚合物解决方案的普遍性。
2023-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Branched Polymers and Percolation
我们研究了支化聚合物的一个假定模型,该模型在二维上被证明是普通渗流的普适类。我们证实了这一点,高统计模拟,并表明,它是在渗透普适性类也为三个维度,与以前的索赔。这些先前的研究似乎被这个模型中的缩放的巨大修正所误导。
2000-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of dilute solutions of ring polymers in the thermal crossover region between $θ$ and athermal solvents
由于其独特的拓扑结构没有链端,环状聚合物的稀溶液表现出不同于其线性链对应物的行为。它们的静态和动态特性的普遍性,作为溶剂质量的函数$z$在$θ$和非热溶剂之间的热交叉制度,在这里使用布朗动力学模拟研究。测定回转半径$R_g$与流体动力学半径$R_H$的通用比$U_{\text{RD}}$,并对线性和环状聚合物的回转半径的溶胀比$α_g$、流体动力学半径的溶胀比$α_H$和沿$x$ -轴的平均聚合物拉伸$X$的溶胀比$α_X$进行比较研究。比率$U_{\text{RD}}$稀环聚合物解决方案被发现渐近收敛到一个恒定的值为$z \to \infty$,这是一个主要的区别,从线性链的解决方案的行为,没有这样的渐近极限存在。此外,沿$x$ -轴的平均拉伸的流体动力学半径,$(X/R_H)$,被发现是独立的聚合物环的$z$,在线性聚合物的情况下,不同的比率。这些结果表明,在缩放的静态和动态性能的环和线性链的热交叉制度的根本区别。
2022-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of the Directed Polymer Model
定向聚合物模型和类似的KPZ方程的普遍性是由使用非高斯随机概率分布在二维,三维和四维的数值模拟支持。结果表明,虽然在非高斯情况下,能量指数的\emph{finite size}估计值低于普适值,但这些估计值\emph{increase}随系统规模的变化而变化,且越低于普适值,其增长率越高.结果解释在优化过程中的方差减少的效率。
2000-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Phase separation of polymer-bound particles induced by loop-mediated 1D effective long-range interactions
细胞质被组织成隔室。相分离是一种简单的方式来创建无膜隔室,以限制和定位像蛋白质这样的颗粒。在许多情况下,这些颗粒与波动的聚合物如DNA或RNA结合。我们提出了一个一般的理论框架,这样的聚合物结合的粒子,并推导出一个有效的一维格子气模型与最近邻和新兴的长程相互作用所产生的环状配置的波动聚合物。我们认为,一维相变存在于这样的系统中的高斯和自避免聚合物,并使用变分方法,超越平均场论,我们得到完整的平均占有温度相图。为了说明这个模型,我们将其应用到生物相关的情况下,ParABS,一种流行的细菌DNA分离系统。
2018-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling of complex polymers: new universality classes and beyond
我们分析的标度律,管理不同拓扑结构的大分子:聚合物链,均匀和miktoarm星型聚合物在一个良好的溶剂可能受到多孔介质的约束。后者由长程相关无序模型化,具有成对关联函数g(r),在大距离r处以幂律g(r)r^{-a}衰减。我们表明,这种类型的混乱改变了系统的普适性类。在场论重整化群方法的框架内,我们得到了相应的新的普遍临界指数的系统的均相和星形共聚物,并讨论了不同的后果的架构依赖的变化的标度行为。
2008-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nonuniversal routes to universality: Critical phenomena in colloidal dispersions
我们研究临界现象的胶体通过重整化群为基础的分层参考理论的流体(HRT)。我们专注于三个实验相关的模型系统:即,Asakura-Oosawa模型的聚合物诱导的吸引力耗尽力的影响下的胶体分散体;流体与竞争的短程吸引力和长程排斥力的相互作用;解决方案的星型聚合物,其对潜在的同时提出了一个有吸引力的井和超软排斥在较短的距离。我们的研究结果表明,调整胶体粒子之间的有效相互作用的能力,使之能够产生各种交叉的渐近临界行为,这是没有观察到的原子流体。
2008-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fractional Brownian motion and the critical dynamics of zipping polymers
我们考虑两个长度为$L$的互补聚合物链通过共同的末端单体连接。两条链通过互补单体结合,在低温下形成双链构象(拉链),而在高温下它们解离(解拉链)。这是DNA(或RNA)发夹形成的简单模型。在这里,我们调查的动态链在平衡临界温度$T=T_c$使用Monte Carlo劳斯动力学。我们发现,动力学是异常的,与$τ\sim L^{2.26(2)}$的特征时间标度,超过了劳斯时间$\sim L^{2.18}$。我们调查的概率分布函数,速度自相关函数,生存概率和边界行为的基本随机过程。这些量的比例与Hurst指数为$H=0.44(1)$的分数布朗运动的比例相同。我们讨论了无偏聚合物易位的相似性和差异。
2012-03-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of the deswelling of tangentially active polymer chains in dilute solutions
Indian Institute of Technology (ISM) Dhanbad(印度理工学院(ISMD)丹巴德)
本研究通过布朗动力学模拟揭示稀溶液中切向活性聚合物链去胀的通用性,发现其溶胀行为遵循通用特性,建立活性聚合物构象与标度律的联系,为相关生物物理应用提供框架。
2026-09-17 cond-mat.soft
Critical Phenomena of Single and Double Polymer Strands in a Solution
一个普适性类描述的统计合并的两个单聚合物链的双聚合物链和反向过程进行检查。聚合物可以有一个内在的方向,和更简单的情况下,只有单链平行排列结合到一个双链被详细考虑。利用重整化群和循环展开计算了普适类的临界维数为6,存在稳定的不动点和临界指数.相应的场论描述的领域,而不是在坐标路径方面的聚合物配置,并在这个意义上是第二次量化。
2020-02-19 cond-mat.soft
Scale-dependent universality class crossover in magnetic skyrmion polymers
Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学);University of Manitoba(曼尼托巴大学)
该研究针对磁斯格明子聚合物的统计力学违反生物聚合物普适谐调标度的问题,通过第一性原理计算对势并开展多尺度模拟,揭示了其尺度依赖的幂律行为及交叉机制,且与磁场强度、相互作用形式无关。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the universality class of the special adsorption point of two-dimensional lattice polymers
本文通过大规模Monte Carlo模拟研究方格上相互作用自回避迹的表面吸附,发现对角表面中存在表面附着球状相,导致特殊吸附点至少存在两个普适类。
2023-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality in the diffusion of knots
通过流体动力学相互作用下的布朗动力学,我们计算了具有给定结$K$的环状聚合物和具有相同分子量的线性聚合物在溶液中的扩散常数之间的普适比值.发现该比率相对于单体数$N$是恒定的,因此对于各种聚合物模型,在某些$N$的估计值在$N$的宽范围内实际上应该是有效的。有趣的是,该比率由打结曲线$K$的理想构象的平均交叉数($N_{AC}$)确定,即理想结的平均交叉数。因此,理想纽结的$N_{AC}$应该是纽结动力学的基础。
2009-03-25 cond-mat.soft
Universality of the collapse transition of sticky polymers
在$θ$和无热溶剂条件之间的交叉状态下,均聚物的回转半径相对于其在$θ$状态下的值的溶胀的普遍性是众所周知的,与聚合物-溶剂化学无关。在这里,我们研究,布朗动力学,聚合物模型中的一个子集的单体被标记为“贴纸”。粘着剂的相互作用比其它(“主链”)单体的相互作用更有吸引力,并且具有“官能性”$φ$的附加重要特征,即,可以局部绑定到给定贴纸的贴纸的最大数量。以这种方式形成的饱和键保持结合,直到它由于热波动而断裂,这一要求可以被视为描述键合的附加布尔自由度。这反过来又使得坍缩跃迁的顺序问题变得重要起来。然而,对于我们已经研究的参数(特别是,$φ=1$),我们发现一个标准的二阶$θ$崩溃,使用重新归一化的溶剂质量参数,考虑到由于存在的贴纸增加的平均吸引力。我们研究了这种粘性聚合物的回转半径相对于其在改变的$θ$状态下的值的溶胀,使用一种新的潜力来模拟链上单体之间发生的各种排除体积相互作用。我们发现,这种粘性聚合物的溶胀是相同的热交叉制度中的均聚物的普遍溶胀。此外,对于我们的模型,库恩段长度在$θ$条件下被发现是相同的链与无贴纸。
2019-09-02 cond-mat.soft
Renormalized field theory of collapsing directed randomly branched polymers
我们提出了一个动力学场论的定向随机支化聚合物,特别是他们的崩溃过渡。我们开发了一个唯象模型的形式,一个随机响应功能,使我们能够解决几个有趣的问题,如膨胀相和崩溃过渡的缩放行为。对于膨胀相,我们发现,通过选择适当的模型参数,我们的随机泛函减少到一个描述的弛豫动力学附近的杨-李奇异边缘。这证实了溶胀支化聚合物的标度行为受杨-李普适类的控制,这是很久以前就知道的。我们的论文的主要焦点在于定向支化聚合物的塌缩转变。我们证明了任意阶的重正化微扰理论与$\varepsilon$ -展开,这种过渡属于相同的普适类定向渗流。
2009-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
The secondary structure of RNA under tension
我们研究了随机无序RNA或单链DNA聚合物的力诱导展开。该系统经历了一个二级相变,从一个崩溃的球状相在低的力到一个广泛的项链相与宏观端到端的距离在高的力。在低温下,序列的不均匀性改变了临界行为。我们提供了数值证据的普遍性的临界指数,外推的标度律为零力,包含有用的信息的基态(f=0)的属性。这为定量研究表征坍缩小球的标度指数提供了一种很好的方法。为了消除热涨落的模糊效应,我们把自己限制在固定外力作用下的基态。我们分析的统计重排,特别是低于临界力,并指出其影响力的扩展实验上的单分子。
2002-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality of Dynamic and Thermodynamic Behavior of Polymers near their Glass Transition
本研究提出一个仅含Tg和脆度两个参数的普适方程,统一描述聚合物玻璃化转变附近的动力学和热力学行为,并与九种聚合物的实验数据及模拟结果良好吻合。
2025-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The strain-stiffening critical exponents in polymer networks and their universality
本研究通过大规模计算机模拟验证了非热应变硬化相变标度理论的临界指数预测,发现数值结果与解析预测定量一致,且该相变相对于驱动应变对称性和网络拓扑具有普适性。
2025-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Critical behavior of colloid-polymer mixtures in random porous media
我们证明了淬火硬球无规多孔基质内的胶体-聚合物混合物的临界行为属于无规场伊辛模型的普适类。我们还表明,在胶体聚合物混合物中的随机场效应是令人惊讶的强大。这使得这些系统有吸引力的候选人研究随机场行为的实验。
2006-10-31 cond-mat.soft
Statistical method for A-RNA and B-DNA
本文提出三维介观哈密顿量模型,在核苷酸水平离散表示双链核酸,结合路径积分统计方法计算碱基对呼吸涨落,揭示了DNA与RNA在扭转-拉伸关系上的相反行为,并在短尺度柔性估计上优于传统弹性杆模型。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
New universality class for the fragmentation of plastic materials
我们提出了一个实验和理论研究的碎片的聚合物材料的球形聚丙烯颗粒的冲击对硬壁。实验表明,碎片的质量分布呈幂律,指数接近1.2,这与三维散装材料的已知指数有很大不同。介绍了一种三维离散元模型,该模型再现了聚合物在冲击过程中的大的永久变形,以及质量分布指数的新值。我们表明,剪切的裂纹形成和材料的塑性响应的主导地位是产生的新的普遍性类的破碎现象的出现的关键特征。
2010-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Polymer Solutions
本文简要介绍了缩放、普适性和交叉缩放的概念,以及提供交叉现象直观图像的blob概念。我们提出了最重要的静态和动态标度律的不纠缠不带电的聚合物溶液,连同他们的测试和仔细的计算机模拟的细化。已经为这些系统开发了大量的模拟方法,这些方法也将被简要地讨论。
2018-01-20 cond-mat.soft
The Polyakov line, the Nishimori line and polymer networks standing a smectic liquid crystal
基于X-射线和$^1H$ -NMR谱实验,我们再次明确了在含有近晶相液晶的交联聚合物网络中,近晶相A相向近晶相转变的普遍性。通过比较超导3D XY规范理论和典型的自旋玻璃模型,可以明确一种可能导致逾渗的相变。
2010-03-29 cond-mat.other cond-mat.soft
Self Consistent Field Theory of Virus Assembly
基态优势近似(GSDA)已被广泛用于研究病毒外壳的组装。在这项工作中,我们采用自洽的场论(SCFT),研究吸附的RNA上带正电荷的球形病毒壳和检查的条件下,GSDA不适用,SCFT已被用来获得一个可靠的解决方案。我们发现,有两个制度中,GSDA确实工作。第一,当基因组RNA长度与衣壳半径相比足够长时,第二,当基因组和衣壳之间的相互作用如此强烈以至于基因组基本上位于壁附近时。我们发现,对于RNA或多或少均匀分布在壳中的情况,无论RNA的长度如何,GSDA都不是一个很好的近似。我们观察到,随着聚合物-壳层相互作用的增强,基态和第一激发态之间的能隙增大,从而GSDA成为一个更好的近似。我们还提出了我们的结果对应的基因组持久性长度通过切线-切线相关长度,并表明它是零的情况下,GSDA,但等于倒数的能隙时,使用SCFT。
2017-12-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Strain stiffening universality in composite hydrogels and soft tissues
本研究揭示复合水凝胶与软组织的剪切和压缩应变硬化均由普适应变放大因子控制,并受Mullins效应掩盖,为组织模拟材料设计提供原则。
2024-03-15 cond-mat.soft physics.bio-ph