Chains in critical fluids and nanopores
研究了多孔介质中聚合物在临界二元溶剂中的构象行为。聚合物在本体中的尺寸主要由溶剂密度波动的相关长度决定，取决于二元混合物临界点的接近程度。我们发现，在相反的散装行为，在多孔介质中的聚合物的构象性质强烈依赖于孔径。后者控制溶剂密度波动的相关长度，从而确定聚合物尺寸。
2004-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Effect of Explicit Polar Species on Conformational Behavior of a Single Polyelectrolyte Chain
在这项工作中，我们调查的问题是如何的介电介质的分子性质和聚合物-溶剂介电失配影响的崩溃的一个链在溶液中的耗散粒子动力学模拟装置。首先，我们研究了是否显式处理的电介质作为极性珠，而不是均匀的电介质背景的结果在不同的系统行为。我们表明，极性珠的明确治疗促进链崩溃，即它发生在较小的值的静电强度参数值$λ^2 \sim Q^2/(εkT)$。我们认为，这种行为的主要原因是介电响应实际上是一种集体效应，当电荷彼此接近和/或电荷密度足够高时，“有效”介电常数与体值不同。这意味着，由于与极性物质存在相关的小尺度效应，$λ$的值不具有普遍意义;因此，改变总单位电荷$Q$或温度$kT$不等同于改变$ε$。接下来，我们研究了聚合物链和溶剂的介电常数的差异如何影响崩溃。我们发现，极性链适应较少的溶胀构象在水的制度和崩溃相比，非极性链的情况下，这种行为的可能原因进行了讨论。
2020-11-27 cond-mat.soft
Confinement effects on protein stability in a freezing water environment
University of Pamplona（潘普洛纳大学）；Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos (CONICET-UNLP)（液体与生物系统物理研究所 (CONICET-UNLP)）；Universidad Nacional Arturo Jauretche（阿图罗·豪雷切国立大学）；Universidad Nacional de La Plata（拉普拉塔国立大学）；Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional La Plata（国家技术大学，拉普拉塔地区学院）
研究蛋白质在冷冻水环境中的行为，用分子动力学模拟，通过验证液固转变、主成分分析等揭示冰形成对蛋白质构象空间的影响及水结构对蛋白质稳定性的作用。
2026-07-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal features of complex $n$-block copolymers
我们研究了复杂的聚合物大分子的构象性质，一般由$n$随后连接的不同长度和不同的化学结构的链（块）。取决于溶剂条件，一些嵌段的链间或链内相互作用可能消失，导致丰富的构象行为。我们的主要注意力集中在这些分子的普遍构象性质。应用直接聚合物重整化群方法，我们推导出解析表达式的标度指数$γ(n)$，管理的$n$ -嵌段共聚物的可能的构象的数量，并分析了有效的线性尺寸措施的个别嵌段。特别地，定量地估计作为$n$和块在序列中的位置的函数的块大小的扩展程度。最简单的$n=2$ -嵌段共聚物链的数值模拟进行，以及更好地说明这种分子的构象行为。
2019-06-12 cond-mat.soft
Co-non-solvency: Mean-field polymer theory does not describe polymer collapse transition in a mixture of two competing good solvents
智能聚合物是一类现代聚合物材料，通常在溶剂混合物中表现出不可预测的行为。其中一个现象是共同无偿付能力。对于给定的聚合物，当两种（完全）可混溶且竞争的良好溶剂混合在一起时，发生共非溶解性。结果，相同的聚合物在中间混合比内坍缩成紧凑的小球。更有趣的是，当溶剂质量保持良好并且甚至通过添加更好的助溶剂而变得越来越好时，聚合物塌陷。这是一个令人困惑的现象，是由强烈的局部浓度波动驱动的。由于离散粒子的相互作用的性质，Flory-Huggins型平均场参数变得不合适。在这项工作中，我们扩展了先前提出的共同无偿付能力效应的分析[Nature Communications 5，4882（2014）]。我们解释了为什么共同非溶解性是一个通用的现象，可以理解的竞争性置换（共）溶剂组分的热力学处理。这种竞争可导致在溶剂质量改善时聚合物塌陷。不需要特定的化学细节来理解这些复杂的构象转变。因此，预期宽范围的聚合物在竞争良溶剂中表现出类似的可重入线圈-小球-线圈转变。
2015-02-02 cond-mat.soft
Molecular conformations of dumbbell-shaped polymers in good solvent
利用场论分析方法和珠-弹簧粗粒分子动力学模拟研究了由两个环连接到一个线性间隔链段两端的哑铃状聚合物的构象性质。我们调查的间隔段的相对长度的影响，侧环的长度上的形状和哑铃的相对大小相比，线性聚合物的质量相等。我们发现，哑铃短间隔比线性聚合物更紧凑。然而，我们观察到边环对哑铃尺寸的影响随着间隔物长度的增加而变得可以忽略不计。因此，具有长间隔基的哑铃状分子在尺寸上与相应的线性链相当。我们的分析理论预测的定量交叉之间的短期和长期的间隔行为，并通过数值模拟证实。
2023-03-21 cond-mat.soft
Chain connectivity and conformational variability of polymers: Clues to an adequate thermodynamic description of their solutions I: Dilute solutions
这是两个部分的第一个调查的Flory-Huggins相互作用参数chi作为组成和链长的函数。第一部分包括实验和理论工作。前者包括合成具有不同摩尔质量的聚二甲基硅氧烷，并通过光散射和渗透压测量它们在不同质量的溶剂中的第二维里系数作为M的函数。理论分析是通过将稀释过程细分为两个明显可分离的状态来进行的。它产生一个简单的表达式的范围内的对相互作用包含三个参数。参数α测量固定链构象下溶剂分子和聚合物链段之间接触形成的影响，而参数ζ量化响应于稀释而发生的构象变化的贡献;对于θ条件，ζ变为零。M的影响完全包含在参数λ中。新的关系式能够描述迄今为止难以理解的实验结果，比如chi随着M的增加而减少。根据所建立的方程对不同体系的实验信息进行评价，结果表明zeta和alpha之间存在线性相关关系。本调查的第二部分概括了本方法的解决方案的任意组成，并讨论了更详细的参数的物理意义。
2002-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Single chain properties of polyelectrolytes in poor solvent
使用分子动力学模拟，我们研究了在不良溶剂中的强带电聚电解质的稀溶液的行为，在那里我们明确地考虑到抗衡离子。我们专注于链的构象性质的条件下，链链之间的相互作用可以忽略不计，但反离子浓度仍然有限。我们调查的构象方面的参数链长，库仑相互作用强度，和溶剂质量，并探讨在该制度的短程疏水相互作用和长程库仑相互作用之间的竞争导致珍珠项链状结构。我们观察到，在珍珠和字符串的数量和大小的波动导致只有小的直接签名，如单链形状因子的实验观测。此外，我们没有观察到预测的一阶崩溃的项链成一个球状结构时，反凝聚套。我们还将表明，珍珠项链制度是相当小的强电荷的聚电解质在有限的密度。由于电荷分布和链构象之间的微妙相互作用，即使是链电荷分数的微小变化也会对构象产生很大影响。
2003-06-06 cond-mat.soft
The contribution of electrostatic interactions to the collapse of oligoglycine in water
蛋白质溶解度和构象稳定性是蛋白质内以及蛋白质与溶剂之间相互作用平衡的结果。的静电溶剂化自由能的低聚甘氨酸，模型的肽骨架，变得更有利的长度增加，但更长的肽崩溃，由于形成有利的肽内相互作用之间的CO偶极，在某些情况下没有氢键。强排斥性的溶剂空腔形成是平衡的范德华吸引力和静电的贡献。为了研究溶剂排斥和电荷相互作用之间的竞争，我们模拟了由15个残基组成的长寡聚甘氨酸的崩溃，同时将肽上的电荷从零缩放到完全带电。我们研究这对肽的构象性质的影响。我们还描述了在缩放过程中发生的近似热力学变化，无论是在肽内电位和肽-水电位，并估计系统的静电溶剂化自由能。
2016-03-23 cond-mat.soft q-bio.BM
Statistical description of co-nonsolvency suppression at high pressures
本文应用Flory型自洽场论对溶解在二元混合溶剂中的柔性高分子链的共不溶性进行了理论描述。我们表明，我们的理论预测是在良好的定量一致性与最近发表的MD模拟结果的构象行为的Lennard-Jones柔性链的二元混合物的Lennard-Jones流体。我们表明，我们的理论是能够描述通过压力增强到非常高的值最近在实验中发现的和再现的全原子分子动力学模拟的共非溶解抑制。分析了在不同的压力值的内部聚合物体积中的共溶剂浓度，我们推测，这种现象是由在相当高的压力下施加的聚合物主链的共溶剂优先溶剂化的抑制引起的。我们发现，当共溶剂诱导的线团-小球转变发生时，溶剂化自由能的熵和焓贡献突然减少，而溶剂化自由能保持连续。
2017-11-09 cond-mat.soft
Activity Mediated Globule to Coil Transition of a Flexible Polymer in Poor Solvent
理解自推进对活性丝状物体的构象性质的作用在生物学中具有相关性。在这种情况下，我们考虑了一个灵活的珠弹簧模型聚合物，随着吸引力和排斥力的相互作用之间的非键合单体，每个珠的活动沿其内在的方向自推进。我们研究了它的动力学在过阻尼的限制，淬火后，从良好到不良的溶剂条件。我们观察到，与低活动，虽然动力学途径保持相似，球形成的弛豫时间的标度指数变得小于被动的情况下。有趣的是，对于更高的活动，当自推进占主导地位的相互作用能，聚合物变得更加延伸。在其稳定状态下，通过其回转半径测量的聚合物的空间延伸的变化，显示了两个完全不同的标度制度：相应的Flory指数从$1/3$到$3/5$的变化类似于聚合物从球状状态到自回避行走的转变。这可以通过系统中存在的三个能量尺度之间的相互作用来解释，即，弹道能、热能和相互作用能。
2022-02-18 cond-mat.soft
Conformational Mechanics of Polymer Adsorption Transitions at Attractive Substrates
利用多正则计算机模拟研究了半柔性非格点均聚物模型在吸引衬底附近的构象相。在我们的聚合物-基质模型中，非键合的单体对以及单体和基质通过吸引力范德华力相互作用。为了表征该混合系统的构象相，我们分析了能量和结构量的热波动，以及足够的对接参数。引入与表面吸引力强度有关的溶剂参数，构造并讨论了溶解度-温度相图。除了吸附和解吸的构象的主要阶段，我们确定了其他几个相变，如能量占主导地位的结晶低温结构和球状熵占主导地位的构象之间的冻结过渡。
2009-07-17 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
On what Terms and why the Thermodynamic Properties of Polymer Solutions Depend on Chain Length up to the Melt
基于聚合物的链连接性和构象可变性的理论考虑导致Flory-Huggins相互作用参数chi对聚合物的体积分数phi和其链段数N的依赖性的简单关系。该表达式的有效性正在广泛测试的蒸汽压测量和反相气相色谱法（补充渗透和光散射数据从文献中）的解决方案的聚（二甲基硅氧烷）在化学上有很大不同的溶剂正辛烷（正C8），甲苯（TL），和甲乙酮（MEK）在整个范围内的组合物的至少六个不同的分子量的聚合物。新的方法是能够很好地模拟测得的chi（phi，N），无论溶剂的热力学性质，与传统的表达式，这往往是限制在良好的溶剂，但失败的坏的，反之亦然。在恒定的聚合物浓度下，对于n-C8（最佳溶剂），chi值最低，对于MEK（θ溶剂），chi值最高; TL的数据介于两者之间。N的影响强烈地依赖于溶剂的热力学性质，并且不限于稀溶液。对于好的溶剂，chi随着N的增加而增加。该效应对于n-C8最为显著，其中chi（phi）的不同曲线相当大地散开。N的影响变得不那么明显的TL，和MEK，他们消失在（吸热）θ温度。对于比theta条件更差的条件，长链的chi值变得小于短链的chi值。这种变化的N-影响的符号是与目前的概念构象松弛。
2003-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polyelectrolyte chains in poor solvent. A variational description of necklace formation
我们研究了在不同溶剂条件下，使用变分技术的性质的双链。自由能和构象性质的一个链的研究最小化的自由能$F_N$，取决于$N(N-1)/2$审判概率，表征构象的链。高斯近似被认为是一个环的长度$2^4<N<2^{16}$和一个开放的链的长度$2^4<N<2^9$在穷人和θ溶剂条件下，包括单体之间的库仑排斥。在θ溶剂条件下的斑点大小进行测量，发现与缩放理论，包括电荷耗尽效应，预期的情况下的开链协议。在不良溶剂条件下，观察到由静电排斥驱动的小球不稳定性。我们还注意到单体-单体关联函数的不均匀行为，回忆在不良溶剂中形成的项链。一个整体的相图中的溶剂质量和反Bjerrum长度。
2001-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
The Joint Solvation Interaction
本研究提出联合溶剂化相互作用（JSI）的正式定义，证明其等价于刚性溶质间的溶剂诱导相互作用，给出部分连接分子动力学计算方法，论证其比间接溶剂介导相互作用更适用于溶质结合热力学研究，可助力自组装、蛋白质聚集与折叠的溶剂效应研究。
2024-08-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Role of conformational entropy in force-induced bio-polymer unfolding
在恒力和定距系综下，建立了弱溶剂中柔性和半柔性高分子链的统计力学描述。我们预测在低温下存在许多由力稳定的中间态。在定距系综中得到了对拉、压力的统一响应。我们示出了随链长线性增加的交叉长度的签名。在此交叉长度以下，展开的临界力随温度降低，而在此交叉长度以上，展开的临界力随温度增加。对于刚性链，我们报告的第一次“锯齿”一样的行为，在力的延伸曲线已经看到较早的情况下，蛋白质展开。
2007-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-monotonic Size Dependence of Diffusion and Levitation Effect: A Mode Coupling Theory Analysis
我们提出了一个小的标签粒子在溶剂中的扩散的研究，使用模式耦合理论（MCT）分析和计算机模拟。该研究是针对各种相互作用势进行的。对于第一次，使用MCT，它示出，对于强吸引力的相互作用势与软核（允许溶质-溶剂对之间的相互渗透）的扩散表现出非单调的大小依赖性。这在早期的模拟和实验研究中被预测，并且与悬浮效应有关[J. Phys. Chem. B 2005，109，5824-5835]。我们的MCT分析表明，弱或没有吸引力的相互作用，所有的小溶质颗粒在这里研究显示通过溶剂间的瞬态笼悬浮。然而，对于强吸引相互作用，悬浮对于最小的颗粒尺寸是不存在的。据发现，对于系统的相互作用势是硬的，不允许溶质-溶剂对之间的任何相互渗透，溶质不能探索溶剂间的笼。因此，这些系统将永远不会显示出任何非单调的大小依赖的扩散。我们还表明，虽然悬浮是一个动态的现象，悬浮的效果，可以得到的径向分布函数。
2013-04-15 cond-mat.soft
Comparison of Molecular Dynamics with Hybrid Continuum-Molecular Dynamics for a Single Tethered Polymer in a Solvent
我们比较了一个新开发的混合模拟方法，它结合了经典的分子动力学（MD）和计算流体动力学（CFD）的模拟只包括分子动力学。混合代码由三个区域组成：一个经典的MD区域，一个连续域的动力学方程求解标准的CFD方法，和一个重叠域的运输信息从其他两个域进行交换。重叠区域中的信息交换确保动量、能量和质量守恒。混合代码的有效性证明了通过研究一个单一的聚合物拴在一个硬壁浸泡在明确的溶剂和剪切流。在经典的分子动力学模拟中，大量的计算时间被用于模拟溶剂分子，尽管溶剂本身并不直接感兴趣。相比之下，混合代码模拟的聚合物和周围的溶剂明确，而远离聚合物的溶剂建模使用连续描述。在混合模拟中，MD域是一个开放的系统，其粒子的数量被控制，以过滤由聚合物运动产生的微扰密度波。在所有情况下，聚合物的性能比较非常好的两个模拟方案之间，从而表明，这种混合方法是一种有用的方式来模拟系统与聚合物和非零流量条件下。也有很好的协议之间的MD和混合动力方案和实验数据拴系的DNA流。混合协议的计算成本可以降低到不到6%的成本更新MD部队，证实了该方法的实用价值。
2004-01-29 cond-mat.soft
Shapes of macromolecules in good solvents: field theoretical renormalization group approach
本文用场论重整化群方法分析多孔介质中高分子长链的普适形状性质。到目前为止，这种分析计算主要集中在控制聚合物大分子构象性质的标度指数上。然而，还有其他的可观测量与标度指数一起是通用的（即与大分子和溶剂的化学结构无关），并且可以在重整化群方法中进行分析。在这里，我们解决的问题，这是由长的柔性聚合物大分子，当它被浸泡在溶剂中的多孔环境的存在下获得的形状。这个问题对于理解大分子在胶体溶液、微孔膜附近和细胞环境中的行为具有重要意义。为此，我们考虑了以前提出的d维聚合物模型[V. Blavats'ka，C. von Ferber，Yu. Holovatch，Phys. Rev. E，2001，64，041102]，在具有结构障碍物的环境中，特征在于成对关联函数h（r），其根据幂律随距离r衰减：h（r）\sim r-a。我们应用场论的重整化群方法，估计了双ε=4-d，δ=4-a展开的一阶尺寸比<R_e^2>/<R_G^2 >和非球面比\hat{A}_d.
2012-02-21 cond-mat.soft
Phase transitions of a single polyelectrolyte in a poor solvent with explicit counterions
用恒温分子动力学模拟研究了单柔性链在贫溶剂中的构象性质。反离子的影响被明确考虑在内。通过跟踪非球面度、回转半径、凝聚态反离子分数、非键邻体数和库仑相互作用能等参数，研究了各相的结构性质以及各相之间的转变。从我们的模拟中，我们发现了强有力的证据，一阶相变从扩展到崩溃阶段与早期的理论预测一致。我们还确定了一个连续的相变与凝聚的抗衡离子，并估计与过渡的临界指数。最后，我们认为，以前的建议存在一个独立的中间阶段之间的扩展和崩溃阶段只是一个有限的尺寸效应。
2011-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformational dynamics and internal friction in homo-polymer globules: equilibrium vs. non-equilibrium simulations
我们用溶剂隐式布朗动力学方法研究了均聚物小球的构象动力学。观察到内链动力学对Lennard-Jones内聚强度ε和小球尺寸NG的强烈依赖性。我们发现了两种不同的动力学区域：具有快速内部动力学的类液体区域（ε < εs）和具有缓慢内部动力学的类固体区域（ε > εs）。这种凝固转变的内聚强度εs取决于NG。平衡模拟，在那里我们调查的扩散链动力学内的球，与非平衡模拟，在那里我们展开的球通过拉链端与规定的速度（包括足够低的速度，使线性响应，粘性制度达到）。从这两个模拟协议，我们得到的内部粘度内的小球。在类液区，内耗随ε的增大而不断增大，在NG中则是扩展的。这表明了一种内部摩擦的情况，其中整个链（或其大部分）参与了球状结构的构象重组。
2011-09-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
General criterion for controllable conformational transitions of single and double stranded DNA
溶液中的链状大分子，无论是生物的还是合成的，在温度或溶剂性质改变时从空间延伸构象转变为紧凑构象。这种急剧的转变在各种现象中起着关键作用，包括DNA缩合、蛋白质折叠和聚合物溶液的行为。在生物过程中，如DNA缩合，崩溃是敏感地诱导少量添加的分子。在这里，我们推导出一个一般标准的影响，这样的代理商的构象转变。我们发现两种不同的情况下，取决于链刚度。如果持续长度--链保持其方向的特征距离--小于由代理诱导的吸引相关性的范围（通常高达几纳米），则链逐渐收缩。较硬的链条会发生急剧的崩溃。因此，我们认为，双链DNA的刚性增强相比，单链是一个先决条件，尖锐的，可控的构象转变。
2001-09-13 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Diffusiophoretic Brownian dynamics: characterization of hydrodynamic effects for an active chemoattractive polymer
本文优化泳动布朗动力学以匹配显式溶剂流体力学结果，揭示活性趋化聚合物的塌缩转变及回转半径、弛豫时间随链长的非单调增长。
2024-06-14 cond-mat.soft
A statistical theory of coil-to-globule-to-coil transition of a polymer chain in the mixture of good solvents
本文提出了一个在混合溶剂介质中高分子单链的非格点统计模型。本文在自洽场论中考虑了高分子构象熵、高分子骨架附近溶剂组成的重整化、普遍的分子间排斥体积和范德华相互作用等因素，描述了重入的线团-球-线团转变（共不溶）。为方便起见，我们将系统体积分为两部分：聚合物链占据的体积和本体溶液的体积。考虑到两个子体积之间的平衡，得到了聚合物溶剂化自由能与聚合物内体积内共溶剂的摩尔分数和回转半径的关系。最小化溶剂化的自由能相对于它的参数，我们显示了两个quultimate不同的制度的共同nonsolvency。也就是说，在足够高的温度下，再入线圈到球到线圈的转变顺利进行。相反，当温度下降到某一阈值以下时，在一级相变的范围内发生线圈-小球转变，即，聚合物主链附近的回转半径和局部共溶剂摩尔分数的不连续变化。结果表明，当高分子链发生塌缩时，熵和焓对小球溶剂化自由能的贡献显著增大。从统计热力学第一性原理出发，通过分子动力学模拟结果证实了先前的推测，即共不溶本质上是由熵熵补偿引起的熵效应。我们表明，由于聚合物链的溶剂化的溶液热容的变化的温度依赖性与PNIPAM在甲醇水溶液中的差示扫描量热法数据定性一致。
2016-06-08 cond-mat.soft
From Heteropolymer Stiffness Distributions to Effective Homopolymers: A Conformational Analysis of Intrinsically Disordered Proteins
本文采用离散化异质蠕虫状链模型研究弯曲刚度变化对聚合物构象的影响，提出将异质链映射为单一有效持久长度的同质链的理论模型，并通过Monte Carlo模拟验证，揭示了柔性片段对链刚度的主导作用及内在无序蛋白构象差异的成因。
2025-11-03 cond-mat.soft
Accelerated Collapse Kinetics of Charged Polymers in Good Solvent: Role of Counterion Condensation
该研究通过粗粒化分子动力学模拟揭示良溶剂中反离子凝聚驱动带电聚合物加速坍缩的机制，发现其动态标度指数小于中性聚合物，反离子价态等因素影响坍缩效率，为理解生物分子动力学提供新视角。
2025-04-17 cond-mat.soft
Force induced conformational transition in a system of interacting stiff polymer: Application to unfolding
我们考虑一个刚性的聚合物链在不良溶剂中，并施加一个力在链的一端。我们发现，通过改变刚度参数，聚合物经历了一个转变，从小球状态的折叠状态。折叠状态的构象模拟了肌联蛋白分子中所见的$β$ -折叠。利用精确计数技术，我们研究了这类系统的拉伸力图和力-温度图。力-温度图显示了柔性链的再进入行为。然而，对于刚性链，这种再进入行为是不存在的，并且随着刚性的升高，$θ$ -温度增强。我们进一步提出，有关冻结结构的聚合物的内部信息可以读取从端到端的距离的分布，显示出锯齿状的行为。
2007-04-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
The effect of confinement and stiffness on the conformational change of a semiflexible homopolymer chain
我们分析了一个无限长（和有限）的线性半柔性均聚物链之间的两个几何约束（A和B）在良好的溶剂条件下的二维限制的性质。约束是阶梯形的不可穿透的线。用完全有向自回避行走的格点模型列出了受限链行走的信息，用精确计数技术讨论了受限链构象的正则系综，讨论了链的平衡统计.我们得到的概率聚合的限制灵活的链段的一端（聚合物列车）或两端的限制链躺在阶梯形的约束（聚合物桥和弧）。我们还用巨正则系综理论计算了约束对链的约束力和链对几何约束的约束力，并讨论了约束力变化的性质。
2016-07-19 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
Conformational Studies of bottle-brush polymers absorbed on a flat solid surface
用蒙特卡罗模拟的粗粒模型，其特征在于在散装，假设稀溶液在良好的溶剂条件下的一个链端接枝到一个平坦的基板表面的瓶刷聚合物的吸附进行了研究。应用简单立方晶格上的键涨落模型，我们改变主链长度$N_b$从$N_b=67$到$N_b = 259$有效单体单元，侧链长度$N$从N=6到N=48，以及接枝密度$σ=1$，即，这些参数很好地对应于实验可达到的范围。当吸附能强度$ε$变化时，我们发现吸附跃迁（对于任意有限的$N$，它在极限$N_b \rightarrow \infty$中变得很好地定义）大致发生在与普通线性链（N=0）相同的值$ε_c$，至少在我们的统计误差范围内。均方端到端的距离和侧链的回转半径，以及在垂直于吸附表面的方向上的单体密度分布。研究表明，对于较长的侧链，瓶刷的吸附是一个两步过程，侧链的垂直线性维数随吸附能强度的减小甚至可以是非单调的。此外，静态结构因子$S(q)$的行为进行了分析，一个准二维尺度的证据，并解释实验的后果进行了讨论。
2010-09-17 cond-mat.soft
Excluded volume effect in flexible dendrimer systems: A self-consistent field theory
研究了柔性树枝状大分子在无热溶剂和良溶剂中的构象和标度行为。采用自洽的场论，并结合代表两体短程相互作用的预平均排斥体积势，计算了各代和分支点的密度分布。我们的计算结果支持“致密核”模型。我们发现树枝状大分子的构象在密集的中心区域是强烈拉伸的，但在链段密度分布为肩形的外部区域拉伸得很弱。我们的自洽场论计算和Flory平均场论计算都给出了与（GP）^0.2N ^0.4成正比的标度律R，其中G是树枝状大分子的代数，P是间隔链段数，N是总链段数。如果我们固定G，标度律简化为在良溶剂中R与P^0.6成正比。
2018-08-29 cond-mat.soft
Randomly charged polymers in porous environment
我们研究了带电聚合物在溶剂中的结构障碍的存在下，根据幂律$\sim x^{-a}$相关的构象特性。我们的工作范围内的连续表示的模型的线性链被认为是一个随机序列的收费$q_i=\pm q_0$。这样的模型捕捉两性聚电解质的特性--包含带正电荷和负电荷的单体的杂聚物。我们应用直接聚合物重整化方案，并分析了带电聚合物的标度行为的一阶的$ε=6-d$，$δ=4-a$ -扩展。
2013-11-22 cond-mat.soft
Mechanical unfolding of a homopolymer globule studied by self-consistent field modelling
我们目前的结果的数值自洽场（SCF）计算的平衡机械展开的小球形成的一个单一的灵活的聚合物链崩溃在不良溶剂。根据早期的标度理论和随机动力学模拟结果，我们已经确定了三种伸展变形机制：（i）线性响应状态，其特征在于弱伸长的（ii）蝌蚪结构，在变形的中间范围，具有与拉伸的“尾巴”共存的球形“头”，和（iii）在强延伸处均匀拉伸的链。从蝌蚪的构象过渡到拉伸链是伴随着一个突然展开的耗尽球状头和相应的跳跃式下降链内张力。展开-再折叠循环在转变点附近表现出滞后回线。这三个制度的变形，以及一阶像蝌蚪和拉伸链构象之间的过渡，可以通过实验观察到的条件是，在链中的单体单元的数量是大的和/或溶剂的质量是足够差。另一方面，对于短链，在中等差的溶剂强度条件下，解折叠转变是连续的。在所施加的端到端距离增加时，延伸的小球在任何程度的变形下都保持纵向均匀的形状。在所有情况下，该系统表现出负的拉伸模量在中间范围内的变形。我们预计，预测模式的力变形曲线的聚合物分子在不良溶剂中可以观察到在单分子原子光谱实验。
2009-07-22 cond-mat.soft
Transitions of tethered chain molecules under tension
施加的张力改变束缚到平面衬底的聚合物链的平衡构象，从而影响吸附转变以及线圈-小球和结晶转变。相反，溶剂质量和表面吸引力反映在可以在实验中测量的平衡力-延伸曲线中。为了从理论上研究这些效应，我们研究了束缚链的张力与王朗道模拟的键涨落晶格模型。将我们的模型应用到生物分子的拉伸实验中，我们得到了在中间力范围内的实验数据的良好描述，其中通用功能占主导地位，有限尺寸效应很小。对于拴系链在不良溶剂中，我们观察到预测的两相共存的过渡从小球拉伸构象，也发现直接过渡从结晶拉伸构象。通过评估广泛的溶剂条件和张力的状态密度构建的有限链的相图显示了如何增加张力导致消失的球状相。对于链在良好的溶剂拴到硬和有吸引力的表面，我们发现预测的缩放与链长在低力制度，并表明我们的结果是很好地描述了一个分析，独立键近似的最高张力的键波动模型。最后，对于硬的或稍微有吸引力的表面，束缚链的拉伸是不对应于相变的构象变化。然而，当表面吸引力足以吸附链时，它将在所施加的力的临界值处经历脱附转变。我们的结果表明，力诱导解吸过渡是不连续的共存区域中的部分解吸的构象。
2014-09-09 cond-mat.soft
Chain Connectivity and Conformational Variability of Polymers: Clues to an Adequate Thermodynamic Description of their Solutions III: Modeling of Phase Diagrams
一个简单的表达式的组成依赖的Flory-Huggins相互作用参数的聚合物/溶剂系统的报告较早被用来模拟分层的聚合物溶液成两个液相。为此，该方法的系统特定参数zeta和ny被计算为温度的函数，其使用在一侧上的临界条件的热力学表达式和在另一侧上的不同摩尔质量的聚合物的实验确定的临界数据。通过环己烷/聚苯乙烯系统的数据报告，它表明，双节线和旋节线是非常准确地模拟在低温（UCST）和高温（LCST）。从分层行为得到的参数匹配以及从组成的依赖性的蒸汽压在温度下，其中的组分是完全混溶的计算。不同分子量和不同高压下反式十氢萘/聚苯乙烯系统相分离的信息用于表明该方法也适合于模拟压力影响。由此获得的ζ（T; p）和ny（T; p）能够预测作为压力的函数的系统的（吸热）θ温度，其与直接从稀溶液的光散射测量获得的数据定量一致。
2003-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Asymmetry in Polymer-Solvent Interactions Yields Complex Thermoresponsive Behavior
提出无温度或组成依赖参数的 Flory-Huggins-Potts 晶格框架，证明单体-溶剂取向相互作用可产生多种热响应相行为与单链构象转变。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reaction Path Averaging: Characterizing the Structural Response of the DNA Double Helix to Electron Transfer
一个可极化的环境，特别是溶剂，对生物分子中的电子变化迅速作出反应。然而，生物分子本身的构象弛豫的知识可能是稀缺的或缺失的。在这项工作中，我们详细描述了在DNA中进行电子转移之间的两个相邻的核碱基的结构变化。我们采用了一种方法的基础上平均的分子动力学模拟产生的几十万到几十万的非平衡态轨迹，并减少适合DNA的维数。我们发现，DNA的构象响应沿一个单一的集体坐标，代表两个连续的碱基对的相对方向，即，螺旋参数的组合移动和倾斜。DNA的结构在达到纳秒的时间尺度上弛豫，对能量的弛豫贡献很小，这由水性溶剂的运动模式主导。反应路径平均（RPA）的概念，方便地利用在这种情况下，使得它有可能从非平衡数据过滤掉任何不希望的噪音，并适用于任何化学过程中的一般。
2017-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Adsorption Phenomena at Organic-Inorganic Interfaces
定性的溶剂和温度依赖性的构象行为的肽在附近的固体基质具有不同的吸附性能的研究通过一个简单的晶格模型。由此产生的伪相图表现出一个复杂的结构，这可以通过分析的自由能景观的最小值依赖于适当的系统参数来理解。
2007-10-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Scaling properties of diblock copolymers: dynamic simulations study
该研究通过朗之万动力学模拟，探讨了单体间相互作用对二嵌段共聚物标度指数的影响，发现长程相互作用引发类似均聚物的转变，而短程排斥作用对标度指数影响甚微。
2025-03-29 cond-mat.soft
A semiflexible polymer chain under geometrical restrictions: Only bulk behaviour and no surface adsorption
本文分析了在良溶剂条件下，线性半柔性均聚物链在两种几何约束下的二维构象行为。约束是阶梯形的不可穿透曲面。不可穿透的表面是二维空间中的线。无限长的聚合物链被限制在这两个（A和B）表面之间。当链与一个或两个约束有吸引力相互作用时，利用完全定向自回避行走的格模型计算了配分函数的精确表达式.已经发现，在所提出的模型下，链仅显示出批量行为。换句话说，由于对链的行走施加的限制，链不可能吸附。
2014-07-11 cond-mat.soft
Confinement free energy of flexible polyelectrolytes in spherical cavities
在显式溶剂模型下，利用自洽场论（SCFT）方法分析了中性球腔中弱电荷柔性链的运动。假设系统具有径向对称性，发现链的约束导致电荷密度波的产生，并在腔中心和表面之间产生电势差。我们发现溶剂熵在受限体系的自由能中起着重要的作用。对于一个给定的半径的球形腔和固定的电荷密度沿骨干的链，溶剂和小离子熵占主导地位的所有其他贡献时，链长很小。然而，随着链长的增加，链构象熵和聚合物-溶剂相互作用能也变得重要。我们的计算表明，由于静电相互作用的能量在自由能中起着次要的作用。此外，我们表明，球形约束下的总自由能是不广泛的单体的数量。一价盐的渗透压和平均活度系数的结果。我们表明，在一个回路水平的波动降低的自由能和修正的渗透压和平均活度系数的盐进行了讨论。有限的尺寸校正，以扩大波动分析的有效性范围。
2008-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Why Do Elastin-Like Polypeptides Possibly Have Different Solvation Behaviors in Water-Ethanol and Water-Urea Mixtures?
溶剂性质决定了聚合物的塌陷或膨胀状态。例如，溶解在不良溶剂中的聚合物会塌陷，而在良溶剂中则会打开。虽然这种标准的理解通常是有效的，但也有聚合物即使在两种良好溶剂的混合物中也会塌陷的例子。这种现象通常被称为共不溶，通常与智能聚合物有关。此外，最近的实验表明，弹性蛋白样多肽（ELP）在水-乙醇混合物中表现出共不溶行为。在这项研究中，我们调查的相行为的ELP在水的二元混合物使用分子动力学模拟的全原子和互补的显式溶剂通用模型。该模型的参数化映射的溶剂化自由能从全原子模拟到通用的相互作用参数。为此，我们推导出四种不同肽的基于片段的通用参数，即脯氨酸（P）、缬氨酸（V）、甘氨酸（G）和丙氨酸（A）。在这里，我们比较了两个ELP序列，即VPGGG和VPGVG，在水-乙醇和尿素混合物的构象行为。与最近的实验相一致，我们发现ELP在水-乙醇混合物中表现出共非溶解性。乙醇分子优先与所有ELP残基结合，从而驱动线圈到小球的转变。相反，ELP构象在尿素水溶液中表现出微弱的变化。我们的模拟表明，甘氨酸残基决定了ELP在尿素水溶液中的整体行为，其中尿素分子与甘氨酸具有相当弱的优先结合，即，小于kT。虽然后者的研究结果的验证将需要更详细的实验研究，这里提出的结果可能会提供一个新的转折，目前的理解与肽和蛋白质的共溶剂相互作用。
2020-03-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformations, Dynamics, and Looping Kinetics of Partially Active Polymers
本文结合解析与模拟研究活性仅局限于任意位置和长度链段的部分活性 Rouse 链，揭示其对溶胀、均方位移及反常成环动力学的影响，为异质活性染色质建模提供基础。
2024-12-05 cond-mat.soft
DNA thermal denaturation by polymer field theory approach: effects of the environment
我们分析了环境（溶剂质量，存在的扩展结构-拥挤的环境）的影响，可能会影响变性和有界DNA状态之间的过渡顺序，并导致DNA链的构象特性的标度律的变化。我们发现，所研究的效果显着影响的强度的一阶过渡。为此，我们重新考虑波兰-Scheraga模型和应用聚合物场论计算熵指数与变性环分布。对于$d = 3$的情况下，相应的发散$ε= 4-d$扩展评估通过恢复其收敛通过remation技术。对于空间维度$d = 2$，从将聚合物模型映射到二维随机晶格上推导出指数，即，在存在量子引力的情况下。我们还表明，一阶跃的存在下，进一步加强了扩展的不可渗透的区域在溶剂中，限制了大分子配置的数量。
2021-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A fast Monte Carlo algorithm for studying bottle-brush polymers
通过计算机模拟获得复杂大分子的统计特性的可靠估计是一项需要高计算量以及开发高效模拟算法的任务。在这里，我们提出了一种算法结合本地移动，枢轴算法，和一个可调的模拟格子盒模拟稀释系统的瓶刷聚合物具有灵活的骨干和灵活的侧链在良好的溶剂条件下。将该算法应用到键涨落模型中，得到了主链和侧链的均方端到端距离和回转半径的精确估计，并研究了这种复杂大分子的构象性质.改变主链长度（从$N_b=67$到$N_b=1027$）、侧链长度（从N=0到N=24或48），检查主链行为以及侧链行为的缩放预测。我们也能够给出一个直接的比较的结构因子之间的实验数据和模拟结果。
2011-07-07 cond-mat.soft
Dynamical and conformational behavior of a polymer in a crowded solution
The University of Western Ontario（韦仕兰大学）
本研究通过朗之万动力学与格子玻尔兹曼分子动力学模拟，揭示了拥挤溶液中胶体尺寸比、体积分数对聚合物构象紧缩及扩散行为的调控机制，识别出三种动力学区域及流体动力学相互作用的关键影响。
2026-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Universal properties of branched copolymers in dilute solutions
本文通过解析重整化与晶格模拟相结合的方法，系统研究了花环型和哑铃形支化共聚物在稀溶液中的普适构象性质，定量揭示了组分间相互作用对尺寸特征的影响。
2024-04-01 cond-mat.soft
A Statistical Theory of cosolvent-induced coil-globule transitions in dilute polymer solution
我们提出了一个统计模型的稀聚合物溶液在良溶剂中的存在下，低分子量的助溶剂。我们研究了共溶剂浓度的变化和共溶剂与聚合物之间的相互作用类型引起的聚合物的构象变化。我们描述的聚合物在溶液中的爱德华兹模型，其中的配分函数的聚合物链与一个固定的回转半径的框架中的平均场近似描述。聚合物共溶剂和共溶剂共溶剂的相互作用在总亥姆霍兹自由能的贡献也被处理内的平均场近似。为了方便起见，我们将体系体积分为两部分：通过其回转体积表示的聚合物链所占据的体积和本体溶液。考虑到两个子体积之间的平衡，我们得到了溶液的总Helmholtz自由能作为回转半径和回转体积内的共溶剂浓度的函数。最小化后的总亥姆霍兹自由能相对于其参数，我们得到一个系统的耦合方程相对于聚合物链的回转回转半径和共溶剂浓度内的回转体积。改变聚合物和共溶剂之间的相互作用强度，我们表明，聚合物的崩溃发生在两种情况下-无论是当聚合物和共溶剂之间的相互作用是排斥性的或当相互作用是有吸引力的。所报告的效果可能与不同学科有关，其中在共溶剂存在下大分子的构象转变是令人感兴趣的，特别是在生物学、化学和材料科学中。
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the swelling properties of pom-pom polymers in dilute solutions. Part 1: symmetric case
我们考虑一类多支化聚合物大分子的最简单的代表，称为pom-pom结构。该分子由主链直链组成，其末端为两个分支点，官能度（侧链数）分别为$f_1$和$f_2$。在对称的情况下，考虑在本研究中，有$f_1=f_2=f$与链的总数$F=2f+1$。而pom-pom分子的熔体的流变行为进行了深入研究，到目前为止，我们把我们的注意力转向构象性质的这种聚合物在稀溶液的制度。普适性的概念，起源于临界现象和聚合物的标度性质，在这项研究中使用。为了能够比较直接聚合物重整化方法与通过耗散粒子动力学模拟获得的结果，我们集中在形状特征的通用比率上。通过这种方式，能量和长度尺度的差异被消除，并且通用比率仅取决于空间尺寸、溶剂质量和分子支化的类型。对整个分子和其单个分支都评估了这样的通用比率。对于某些形状属性，理论和模拟是非常一致的，对于其他我们发现的区间$F$，两者都同意相当不错。理论和模拟方法相结合，提供了彻底的定量描述的特殊性的溶胀效应和空间延伸的pom-pom分子，并与已知的结果进行比较，为更简单的分子拓扑结构。
2020-12-01 cond-mat.soft
Self-induced hydrodynamic coil-stretch transition of active polymers
我们分析了活性聚合物模型的构象动力学和统计性质。该聚合物被描述为一个自由连接的珠棒链受到随机的主动力偶极子，作用于悬浮溶剂，在那里他们驱动长距离的流体流动。使用朗之万模拟孤立链在无限制的域，我们展示了如何耦合的活动流与聚合物构象导致紧急动态。具有可收缩偶极的系统的行为类似于由于偶极流而具有增强的波动的被动布朗链。然而，在具有可扩展偶极子的系统中，我们的模拟揭示了一个活跃的线圈拉伸过渡，从而聚合物自发地展开并在其自身的自诱导流体动力学流动中伸展，并且我们表征了这种过渡的无量纲活动参数比较活跃的偶极力热波动。我们讨论了我们的研究结果的背景下，经典的被动聚合物在拉伸流动的线圈拉伸过渡，并补充我们的模拟与一个简单的动力学模型的活性三聚体。
2022-01-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Interfacial Thermal Conductance Between a Polyethylene Glycol Polymer Chain and Water: A Molecular Dynamics Study
Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）；Univ Lyon, Univ Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂大学，里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
本研究通过分子动力学模拟揭示了聚乙烯基链与水之间界面热导率的影响因素，发现温度和界面相互作用共同调节热传导，温度起主导作用。
2025-12-02 cond-mat.soft
Effect of Chain Stiffness on the Structure of Single-Chain Polymer Nanoparticles
聚合物单链纳米粒子（SCNPs）是由单一聚合物链通过分子内交联合成的柔软纳米物体。通过计算机模拟，我们研究了SCNPs的构象特性作为其线性聚合物前体的弯曲刚度的函数。我们调查了广泛的特征比，从完全灵活的情况下，那些典型的庞大的合成聚合物。增加刚度阻碍了由短轮廓距离分开的基团的键合，并增加了较长距离上的成环，导致具有高度互连环结构的更紧凑的纳米颗粒。这一特点反映在一个交叉的标度行为的几个结构可观的。标度指数的变化从那些特征的高斯链或环在$θ$ -溶剂在完全灵活的限制，类似于分形或“皱巴巴的”球状行为非常僵硬SCNP的值。我们在SCNP的结构域的特点。这些是弱变形区域，可以被视为无序蛋白质中结构域的无序类似物。增加刚度导致更大和更少的变形域。令人惊讶的是，域的标度行为在所有情况下都类似于高斯链或环，而不管交联的刚度和程度。这是域的空间排列决定了SCNP（稀疏高斯样对象或皱巴巴的球）的全局结构。由于分子内刚度可以通过前体的特定化学性质或通过在其主链中引入庞大的侧基来改变，因此我们的研究结果提出了一种调整SCNP全局结构的新策略。
2017-10-18 cond-mat.soft
Effect of Temperature and Added Salt on a Model Polyzwitterion Polymer in Dilute Solution
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
通过分子动力学模拟研究模型聚两性电解质链，发现无盐时呈自缔合构象，加盐后链膨胀（抗聚电解质效应），构象更似随机支化聚合物，且温度依赖性增强。
2026-10-06 cond-mat.soft
