Conformational transitions of a semiflexible polymer in nematic solvents
用平均场论研究了半柔性高分子单链在低分子量液晶溶剂中的构象。我们考虑了刚度和部分取向有序的聚合物。由于聚合物和聚合物分子之间的各向异性耦合，我们预测了一个不连续的（或连续的）相变从凝聚棒状构象的聚合物链的溶胀之一，这取决于聚合物的刚度。我们还讨论了聚合物链段之间的相互作用的影响。
2002-12-05 cond-mat.soft
Influence of Solvent Quality on Conformations of Crowded Polymers
聚合物在受限环境中的结构和功能，例如，细胞质中的生物聚合物受到大分子拥挤的强烈影响。为了探索拥挤的聚合物的构象的溶剂质量的影响，我们模型的聚合物作为可穿透的椭球体，其形状的波动是由自避免行走的统计，适合于在良好的溶剂中的聚合物。在这个粗粒度的模型，我们进行蒙特卡罗模拟的混合物的聚合物和硬纳米球拥挤，包括试验的变化聚合物的大小和形状。通过聚合物场论预测的自由能成本，通过拥挤的聚合物的渗透被纳入。为了分析拥挤对聚合物构象在不同溶剂中的影响，我们计算平均聚合物形状分布，回转半径，体积和非球面度的聚合物-拥挤的尺寸比和拥挤的体积分数的范围内。模拟结果准确预测的自由体积理论的聚合物拥挤。在良好的和θ溶剂的聚合物的结果比较表明，聚合物链段之间的排斥体积的相互作用显着影响拥挤，特别是在拥挤的限制远小于聚合物。我们的方法可能有助于激励未来的实验研究的聚合物在拥挤的环境中，与药物输送和基因治疗可能的相关性。
2018-09-21 cond-mat.soft
Structure and Dynamics of Solvated Polymers near a Silica Surface: On the Different Roles Played by Solvent
虽然它是实验已知的，在水凝胶中的纳米粒子的包含可以导致机械增强，仍然缺乏详细的分子理解的粘附机制。在这里，我们使用粗粒度的分子动力学模拟研究二氧化硅表面和溶剂化聚合物之间的界面的性质。我们展示了聚合物的性质和聚合物-溶剂相互作用的差异如何导致聚合物-表面粘附的显著不同的行为。比较显式和隐式溶剂模型，我们的结论是，这种效果不能完全描述在一个隐式溶剂。我们强调的聚合物溶剂化的二氧化硅表面上的聚合物链的吸附的关键作用，在表面上的聚合物链的显着动力学，和细节的结构溶剂化聚合物接近界面的修改。
2019-04-21 cond-mat.soft
Interdiffusion of Solvent into Glassy Polymer Films: A Molecular Dynamics Study
采用大尺度分子动力学和巨正则蒙特卡罗模拟技术研究了聚合物从熔融态向玻璃态转变过程中溶剂向缠结聚合物基体中的互扩散行为。聚合物的重量增加随着时间的推移$t$作为$t^{1/2}$与菲克扩散协议的所有情况下研究，虽然扩散率被发现是强烈的浓度依赖性，特别是作为一个方法的聚合物的玻璃化转变温度。作为溶剂浓度的函数的扩散率确定使用的一维Fick的扩散方程模型进行比较，使用Darken方程从模拟平衡的溶剂-聚合物溶液计算的扩散率。使用这两种不同的方法计算的扩散率是在良好的协议。扩散系数的行为强烈地依赖于聚合物的状态，并且与溶剂浓度分布的形状有关。
2004-07-23 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
New Phase Transition in Polymer Solutions with Multicomponent Solvent
考虑多组分高分子浓溶液的密度-密度关联函数，我们发现由于排斥体积常数的不均匀性，存在一个相变。这种新的相变意味着在临界区域的散射光强度的强烈增强，这可以解释最近的实验表明，从一个三元聚合物系统的聚氧化乙烯（PEO）溶解在硝基乙烷和3甲基戊烷的强烈的光散射。
2002-04-04 cond-mat.soft
Unusual transformation of polymer coils in a mixed solvent close to the critical point
我们发现了二元溶剂（硝基乙烷+异辛烷）中聚合物线团在临界温度附近的不寻常行为。溶剂组分的折射率非常接近，使得临界乳光相对较弱，从而使我们能够同时观察到聚合物线圈的布朗运动和临界波动的发散相关长度。当接近临界温度时，聚合物线圈表现出一个膨胀-再膨胀-膨胀-塌陷的转变。虽然第一阶段（膨胀-再膨胀）可以用Brochard和de Gennes的理论来解释，但随后的膨胀-塌陷转变是一种迄今为止尚未观察到的新的意外现象。我们认为这种效应是普遍的，并将其归因于聚合物线圈内溶剂的微相分离。
2018-07-26 cond-mat.soft
Phase diagram of mixtures of colloids and polymers in the thermal crossover from good to $θ$ solvent
我们确定的混合物的球形胶体和中性非吸附聚合物的相图之间的热交叉区域的$θ$点和良好的溶剂制度。我们使用广义自由体积理论（GFVT），只要$q = R_g/R_c\lesssim 1$（$R_g$是聚合物的回转半径，$R_c$是胶体半径），该理论就相当准确。接近$θ$点的相图是不是很敏感的溶剂质量，而接近良好的溶剂区域，溶剂质量的变化修改显着的临界点和双节点的位置。我们还分析了带电胶体和聚合物的水溶液的相行为，使用由Fortini等人提出的GFVT的扩展，J. Chem.Phys.128，024904（2008）。
2015-10-08 cond-mat.soft
Study of polymer solvent interactions of complex polysiloxanes using dissipative particle dynamics
在这项工作中的介观建模的三个聚硅氧烷在溶液中的报告，与预测其物理化学性质作为溶剂的质量的函数的目的，使一个明智的选择聚合物/溶剂可以为各种应用。所研究的聚合物是以下聚硅氧烷：聚二甲基硅氧烷（PDMS），具有庞大的烷基侧基的聚硅氧烷（PMHS）和具有亲水性极性侧基的硅氧烷共聚物（P2 DMPAS）。通过数值模拟所使用和求解的模型被称为耗散粒子动力学。计算每个系统的密度分布和径向分布函数。我们分析了聚合物在不同质量的溶剂存在下的行为，并将其行为与实验数据进行了比较。我们观察到，我们可以在PDMS和PMHS的良好溶剂中复制该行为。我们还在模拟箱中观察到P2 DMPAS的假胶束的形成。
2018-07-19 cond-mat.soft
Single polymer gating of channels under a solvent gradient
我们研究了溶剂质量梯度对聚合物在窄孔中的线团-小球转变的影响。一个简单的自吸引自避免行走模型的聚合物在溶液中表明，在跨孔的相互作用强度的变化导致系统从一个政权（良溶剂）到另一个（不良溶剂）的通道。这可以被认为类似于热泳，其中聚合物在温度梯度下从热区域到冷区域。短链的行为进行了研究，使用精确枚举，而长链的行为进行了研究，使用传递矩阵技术。整个层的单体密度的分布表明，可以创建一个类似门的效果，作为传感器的潜在应用。
2013-10-28 cond-mat.soft
A Universal Nucleation Mechanism for Solvent Cast Polymer Film Rupture
结果表明，溶剂浇铸聚合物涂层中的内应力对膜中孔洞的成核起着关键作用。成核是重要的，因为同时清楚的是，对于远高于100 nm的技术相关厚度范围，非均质成核是唯一相关的破裂机制。最显著的特征是，与人们普遍认为的相反，空穴的数量密度与薄膜厚度不是代数关系，而是指数关系。
2001-05-03 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulation of Solvent-Polymer Interdiffusion. I. Fickian diffusion
采用大尺度分子动力学和蒙特卡罗模拟技术研究了溶剂在聚合物熔体中的互扩散。溶剂浓度曲线和聚合物的增重已被测量为时间的函数。发现权重增益与t^{1/2}成比例，这是Fickian型扩散所期望的。浓度分布非常适合假定菲克第二定律与恒定的扩散率。从拟合菲克第二定律发现的扩散系数被发现是独立的时间和等于自扩散常数在稀溶剂的限制。我们分别计算的扩散系数作为浓度的函数，使用Darken方程，并发现扩散系数基本上是恒定的相关的相互扩散的浓度范围。
2003-10-18 cond-mat.soft
Elongation and fluctuations of semi-flexible polymers in a nematic solvent
我们直接观察了溶解在杆状{ \it fd}病毒的双相中的单聚合物，其持久长度范围为$\ell_p=0.05$至16 $μ$ m。具有足够大的余辉长度的聚合物在背景溶剂的各向同性-相变处经历线圈-棒转变。我们定量分析了半柔性聚合物的横向波动，并表明在长波长下，它们是由波动的背景光驱动的。我们提取的Odijk偏转长度和弹性常数的背景下，从数据的相位。
2004-01-12 cond-mat.soft
Critical adsorption controls translocation of polymer chains through lipid bilayers and permeation of solvent
蒙特卡罗模拟使用一个明确的溶剂模型表明，一个新的途径易位的聚合物链通过脂质双层。我们考虑了由具有给定疏水性的重复单元组成的聚合物链和自组织液体状态下的脂质双层的粗粒模型。通过改变疏水性的程度，链经历相对于脂质双层的吸附转变。接近转变点，在链的适当平衡的疏水性下，膜相对于链变得透明。同时，在靠近吸附链的区域，双层膜的溶剂渗透性大大增加。我们的研究结果表明，与波动的脂质双层相互作用的聚合物链的吸附的临界点可以发挥关键作用的分子通过生物膜的易位。
2012-05-21 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
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
Stretching Polymers in Poor and Bad Solvents: Pullout Peaks and an Unraveling Transition
利用解析理论、数值计算和Langevin动力学模拟，我们证明了在贫溶剂中高分子链的拉伸过程中存在一级解链跃迁。链条突然从“蝌蚪”或“球和链”的结构解开，变成球缩小到零大小的结构。在力的曲线中，这表现为力的不连续下降。这种转变发生在原子力显微镜实验最相关的条件下，其中延伸是自变量。我们的模拟显示出显着的滞后，以及许多与小部分的链拔出局部峰值。
2003-07-09 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
Many-Chain Effects on the Co-nonsolvency of Polymer Brushes in a Good Solvent Mixture
聚合物刷通常在良溶剂中溶胀，在不良溶剂中塌陷。聚合物刷的异常响应，所谓的共不溶，是刷在良好溶剂混合物中反直觉地塌陷的现象。在这项工作中，我们采用分子动力学模拟研究的结构特性的接枝聚合物上发生的共不溶。以不同接枝密度的刷为研究对象，研究了拓扑排斥体积对共不溶性的影响。我们发现，刷的高度遵循一种新的缩放行为的接枝密度$h \sim σ_{\text g}^{0.71}$在共-非溶剂混合物。利用标度指数和Alexander-de Gennes理论，得到了预测单体密度的解析函数。共非溶剂中的多链效应导致分子间和分子内桥连结构的形成。增加接枝密度需要较低的成环事件发生，因为分子间的桥接，导致不同的结构特性。我们报告的平均厚度，聚合物的取向，和成环的概率随着接枝密度的增加而变化。在此基础上，以平均厚度和取向为序参量，构建了聚合物刷体系的相图。我们的模拟和分析结果揭示了在聚合物刷共不溶的性质，在一个明确的方式，并将有助于提供实际的应用，如药物输送和传感器设备的指导方针。
2019-08-23 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
Dissipative particle dynamics study of solvent mediated transitions in pores decorated with tethered polymer brushes in the form of stripes
我们研究了组分A和B的二元混合物在狭缝状孔中的自组装，其中孔壁被由A类珠子制成的栓刷条纹修饰。重点是溶剂介导的形态之间的过渡时，混合物的组成变化。对于某些限制情况下的孔隙几何形状，我们发现，一个有效的降维可能会导致准一维和二维分层。在将混合物的组成从聚合物熔体改变为良好的溶剂条件时，链的环境的改变为几种溶剂介导的形态的发展机制提供了解释，并且在某些情况下，为它们之间的切换提供了解释。我们发现溶剂介导的层状，曲折和内衬圆筒相。形态结构的定量分析进行考虑刷重叠积分和回转张量分量。
2013-03-25 cond-mat.soft
Physical origin of the expansion of polymer coils in a binary solvent in the vicinity of its demixing critical point
正如Brochard和de Gennes最初预测的那样，临界波动已知会在接近其液-液临界点时诱导混合溶剂中聚合物链的崩溃。最近，我们已经发现，接近临界点，这种崩溃是其次是重新膨胀的聚合物线圈远远超过原来的尺寸，一个现象没有预测的理论Brochard和de Gennes。我们认为，当更接近临界温度时，由于线圈的有限尺寸，聚合物线圈内部临界波动的相关长度不再进一步增加，导致出现大的临界卡西米尔力，导致聚合物线圈显着膨胀。最终，线圈内部将出现微相分离，线圈将收缩。整个过程发生时，本体溶液仍处于单相区域。
2019-09-22 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
A flexible polymer chain in a critical solvent: Coil or globule?
在自洽场论的框架下，研究了低分子量溶剂存在下柔性高分子链在气液临界点附近的行为。聚合物稀溶液的总自由能表示为聚合物的回转半径和平均场近似水平下回转体积内的平均溶剂数密度的函数。改变聚合物和溶剂之间的吸引力的强度，我们表明，两个定性不同的制度发生在液-气临界点。在弱聚合物-溶剂相互作用的情况下，聚合物链处于球状状态。相反，在强聚合物-溶剂相互作用的情况下，聚合物链达到膨胀构象。我们讨论了临界溶剂密度波动对聚合物构象的影响。该效应可用于通过改变溶剂的热力学状态来控制聚合物构象。它也可以是有帮助的，以估计聚合物的回转体积内的溶剂密度的药物输送和分子印迹应用。
2015-07-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The local phase transitions of the solvent in the neighborhood of a solvophobic polymer at high pressures
我们研究了溶剂在疏溶剂聚合物链附近的局部相变，该相变是由聚合物-溶剂排斥力和本体溶液中溶剂压力的变化引起的。我们描述的聚合物溶液中的爱德华兹模型，其中的条件配分函数的聚合物链在一个固定的回转半径的平均场论理论描述。聚合物-溶剂和溶剂-溶剂相互作用的总自由能的贡献内的平均场近似描述。我们得到的溶液的总自由能作为一个函数的回转半径和平均溶剂数密度内的回转体积。由此产生的耦合方程组的系统解决不同的聚合物-溶剂的排斥强度在高溶剂压力的散装。我们表明，线圈球（球线圈）的转变发生伴随着一个局部溶剂蒸发（冷凝）内的回转体积
2014-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tailoring the viscoelasticity of polymer gels of gluten proteins through solvent quality
我们调查的线性粘弹性的聚合物凝胶的面筋蛋白质在水中的分散体：乙醇二元混合物与各种乙醇含量，从纯水到60%v/v乙醇。我们发现，复杂的粘弹性的凝胶表现出时间/溶剂组合物的叠加原理，表明在不同的二元溶剂中产生的凝胶的自相似性。所有的凝胶可以被视为近临界凝胶的特征流变参数，弹性平台和特征弛豫时间，这是相互关联的，作为自相似性的结果，并跨越几个数量级时，改变溶剂的组成。由于量热法和中子散射实验，我们evidencea共溶效果与更好的溶解的复杂的聚合物样的面筋蛋白质链的乙醇的量增加。总的来说，凝胶的粘弹性可以通过表征超分子网络的交联密度的独特特征长度来解释，该特征长度是溶剂组成依赖的。在分子水平上，这些发现可以被解释为超分子相互作用，主要是H-键，从链内到链间的过渡，这将通过乙醇分子破坏疏水相互作用来促进。这项工作提供了新的见解定制复杂的聚合物凝胶的凝胶化过程。
2020-10-20 cond-mat.soft
Effects of Solvent on Polymer Chain Dimensions: A Born-Green-Yvon Integral Equation Study
利用Born-Green-Yvon积分方程和双位溶剂化势研究了切向硬球高分子链在硬球单体溶剂中的平衡性质。溶剂化势的构造使用硬球溶剂中的硬球三聚体的低密度结果。BGY方程已经解决了聚合物的长度高达100的溶剂密度和溶剂直径的范围。该理论准确地描述了随着溶剂密度的增加，平均聚合物尺寸的压缩。该理论还准确地描述了作为溶剂直径的函数的这种压缩的变化，预测当溶剂直径比聚合物位点直径大两到三倍时的最大效果。标度指数有关的聚合物尺寸链长和溶剂密度也得到了。
1997-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of solvent quality on polymer solutions: a Monte Carlo study of bulk and interfacial properties
采用蒙特卡罗模拟研究了溶剂质量对聚合物稀、半稀溶液体系的影响。状态方程，硬壁附近的吸附，壁-聚合物表面张力和有效耗尽电位都计算作为浓度和溶剂质量的函数。我们发现在良好的和θ溶剂的聚合物之间的重要差异。在稀释状态下，聚合物在θ溶剂中的物理性质与理想聚合物的物理性质非常相似。然而，在半稀释的制度，发现显着的差异。
2004-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling of Branched Thickening Polymers under Poiseuille Flow Gives Clues as to how to Increase a Solvent Viscosity
通过添加增稠支化聚合物产生的溶剂的粘度增强被预测为聚合物浓度、支化长度和持久性长度以及共价键相互作用的强度的函数。采用耗散粒子动力学模型对非平衡定态Poiffille流场进行了数值模拟，得到了流体的粘度。结果发现，聚合物聚集成聚集体提高了粘度，并且它更强烈地受到键合相互作用强度的影响。一般标度关系被发现的粘度作为研究的变量的函数，这是预期有用的设计和合成的新的增粘聚合物。有人认为，我们的研究结果可以应用于水性增稠剂，重要的胶体流体，如油漆和涂料，也为非极性流体，如超临界CO2，这是一个有前途的非水力压裂液也可用于提高石油采收率。
2021-07-29 cond-mat.soft
Generalized model for the diffusion of solvents in glassy polymers: From Fickian to super Case II
小溶剂分子在玻璃态聚合物中的扩散可以采取各种不同的形式。Fickian扩散、反常扩散、Case II扩散和超级Case II扩散都已被观察到，并且存在描述每种特定类型行为的理论模型。在这里，我们提出了一个单一的广义动力学模型，能够产生所有这些不同类型的扩散的基础上，只有两个参数。扩散类型的主要决定因素被观察到是一个无量纲的参数，$γ$，它描述了溶剂诱导的溶胀在降低分离可用的溶剂位点的势垒的影响。第二个参数$η$表征了溶剂在可利用位置静止时降低溶剂分子势能的效果，它只在较小程度上影响扩散类型。理论分析不包括任何明确的非局部时间的影响，其中一个例子是列入聚合物粘度的Mesquas-Windle模型;因此，它代表了一个变量的菲克第二定律利用浓度依赖性扩散时，$η$是小的。为了检查时间延迟膨胀的显著性，对包含历史依赖项的修改模型进行模拟。结果被发现是非常相似的时间-本地模型。
2017-07-26 cond-mat.soft
Theory of polymers in binary solvent solutions: mean-field free energy and phase behavior
该研究提出含溶剂与共溶剂相互作用的聚合物溶液晶格模型，借O(n)矢量自旋模型类比推导配分函数并获平均场自由能，结合凸包数值法分析相分离稳定性，解释多类聚合物系统行为。
2024-12-18 cond-mat.soft
Phase behavior of flexible and semiflexible polymers in solvents of varying quality
采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了半柔性高分子在不同质量溶剂中的相分离和有序化的相互作用。我们研究了粗粒度的模型，与键角的潜力，以控制链刚度，链长度可比的持久性长度的链。我们改变了单体单元的密度和控制隐式溶剂质量的有效温度。对于非常刚性的链，只有一个单一的过渡，从各向同性流体到一个无规管被发现，与“天鹅颈”拓扑结构的相图。然而，对于刚性较低的链，在临界点结束的不同浓度的各向同性流体之间的不混合也在高于三相点的温度下发生。相关的临界行为进行了检查，在MD模拟和发现与伊辛普适性兼容。除了这个临界行为，DFT计算同意定性与MD模拟。
2019-05-16 cond-mat.soft
Arrested spinodal decomposition in polymer brush collapsing in poor solvent
我们研究了布朗动力学的柔性和半柔性的聚合物链密集接枝在一个平面基板上，快速淬火的系统时，质量的溶剂变得很差，链试图崩溃成一个球状状态。这种聚合物刷的塌陷过程在动力学和结构形态上都不同于单个链。我们发现，由此产生的崩溃刷不形成一个均匀的致密层，尽管所有的链单体同样吸引彼此通过模型Lennard-Jones潜力。相反，一个非常明显的不均匀的密度分布在平面上的形式，与特征长度尺度依赖于淬火深度（或等效地，单体吸引力的强度）和几何参数的刷。这种结构是相同的旋节分解结构，然而，由于接枝约束，我们发现没有随后的粗化：建立随机捆绑的特征周期性仍然是明显的平衡结构。我们比较这一发现与最近的场理论模型捆绑在一个半柔性聚合物刷。
2014-09-22 cond-mat.soft
Mesoscopic simulations of linear and ring polymer solutions with explicit hydrodynamics under good and poor solvent conditions
SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati)（国际高等研究院）
采用耗散粒子动力学模拟研究稀溶液中线性和环形聚合物的结构动力学，发现溶剂质量主导组织与输运，拓扑效应较弱。
2026-07-01 cond-mat.soft physics.comp-ph
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
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
Hysteretic behavior of a polymer molecule immersed in an incompatible melt
已知浸入低分子量溶剂中的聚合物链的回转半径随溶剂质量单调变化。在这里，我们考虑的行为链浸入高分子量溶剂（聚合物熔体）。不出所料，我们发现，随着链与聚合物熔体之间的不相容性增加，链的两种极限构象是理想无规卷曲（R = aN^1/2）和致密小球（R = aN^1/3）。然而，我们发现，在这两个限制的回转半径的链提出了一个滞后行为。
2000-12-07 cond-mat.soft
Aggregate Formation of Surface-Modified Nanoparticles in Solvents and Polymer Nanocomposites
提出了一种基于小角散射、反向蒙特卡罗模拟和聚集体识别算法相结合的新方法来表征纳米颗粒在溶剂和聚合物纳米复合材料中的悬浮液结构，允许详细研究不同纳米颗粒表面改性的影响。实验小-在与最低实验Q-矢量兼容的模拟盒中，使用多分散颗粒配置的模拟退火来再现角散射。然后，感兴趣的属性，如聚集态提取这些配置和平均。这种方法已被应用到硅烷表面改性的二氧化硅纳米粒子与不同的接枝基团，在溶剂中和铸造成聚合物matrix.It后表明，化学的硅烷功能，特别是单或三官能度可能与补丁的形成，影响在给定的介质中的分散状态，尽管不变的烷基链长度。我们的方法可以应用于研究任何分散或聚集状态的纳米粒子。关于纳米复合材料，该方法对新配方的设计具有潜在的影响，可以控制纳米颗粒分散的调节。
2020-07-30 cond-mat.soft
Colloids and polymers in random colloidal matrices: demixing under good-solvent conditions
我们考虑一个简化的胶体-聚合物混合物的粗粒模型，其中聚合物被表示为通过对势相互作用的单原子分子。我们用它来研究聚合物-胶体分离在存在的淬火矩阵的胶体硬球。我们将聚合物与胶体的尺寸比固定为0.8，并考虑基质，使得由于基质而无法进入胶体的体积的分数f等于40%。在Asakura-Oosawa-Vrij（AOV）的情况下，我们发现，在聚合物和胶体体积分数平面的双节点曲线有一个小的依赖于无序。至于临界点的位置，行为是从AOV的情况下观察到的不同：而临界胶体体积分数基本上是相同的，在本体中，并在存在的矩阵，在临界状态下的聚合物体积分数增加，随着f的增加。与AOV情况不同，一般没有观察到毛细管胶体冷凝或蒸发。
2012-10-01 cond-mat.soft
Dissolution Dynamics of a Binary Switchable Hydrophilicty Solvent -- Polymer Drop into an Acidic Aqueous Phase
可转换亲水性溶剂（SHS）是由当与酸性触发剂如$CO_2$接触时其从其疏水形式转换为亲水形式的能力定义的溶剂。因此，在工业溶剂萃取过程中，SHS有资格作为挥发性有机化合物的有前途的替代品，因为可以应用更绿色和廉价的方法来分离和回收SHS。此外，由于其挥发性较低，SHS不太易燃，因此增加了大规模提取过程的安全性。在这项工作中，我们研究了在溶解过程中的SHS和聚合物组成的液滴，在周围的水环境中的酸触发的动力学和在滴相分离。从70个不同的实验条件下，我们发现了液滴溶解时间和初始体积之间的标度关系，总的标度系数$\sim$ 0.53。我们定量评估并发现较短的溶解时间与水相pH值的降低或液滴中初始聚合物浓度的增加有关。在溶解过程中检查液滴的内部状态揭示了液滴内相分离行为，导致最终聚合物颗粒的多孔形态。我们的实验结果提供了从液滴的SHS溶解过程的微观视图，研究结果可能有助于设计SHS从乳液中形成颗粒的提取过程。
2022-10-26 cond-mat.soft
A Unified Model for Non-Fickian Diffusion and Anomalous Swelling of Glassy Polymer Gels
提出统一理论模型，通过将玻璃态聚合物视为粘弹性凝胶并考虑浓度依赖的弛豫时间，统一解释非菲克扩散与非单调溶胀，并给出可实验检验的预测。
2024-04-23 cond-mat.soft
Dispersing Nanoparticles in a Polymer Film via Solvent Evaporation
采用大规模分子动力学模拟研究了溶剂蒸发过程中纳米粒子在聚合物薄膜中的分散行为。当溶剂蒸发时，在液体/蒸气界面处形成致密的富含聚合物的表层，其取决于NP/聚合物相互作用的强度而为富含NP或贫乏NP。当纳米颗粒被聚合物强烈润湿时，纳米颗粒在界面处积聚并形成层。然而，当NP仅被聚合物部分润湿时，大多数NP均匀地分布在聚合物膜的本体中，致密的表层用作阻挡层以防止NP移动到界面。我们的研究结果指出了一种可能的途径，采用不太有利的NP/聚合物相互作用和快速溶剂蒸发，以均匀地分散在聚合物膜中的NP，相反的共同信念，强大的NP/聚合物的吸引力，需要使NP良好地分散在聚合物纳米复合材料。
2016-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymer models with optimal good-solvent behavior
我们考虑三种不同的连续聚合物模型，都依赖于一个可调参数r，确定排除体积相互作用的强度。在第一个模型中，链是由高度为b和直径为rb的硬球柱连接而成的（我们称之为厚自回避链）。另外两个模型是切向硬球模型和Kremer-Grest模型的推广。我们发现，对于一个特定的值r*，所有的模型都表现出最佳的行为：渐近长链行为观察相对较短的链。对于r < r*，相反，可以通过使用也描述接近θ点的热交叉的双参数模型来参数化行为。厚的自避免链的键不能互相交叉，因此，该模型适合于拓扑性质的调查和动力学研究。这样的模型也提供了一个粗粒度的双链DNA的描述，使我们可以使用我们的结果来讨论在何种条件下DNA可以被认为是一个模型的好溶剂聚合物。
2017-07-28 cond-mat.soft
Confined crowded polymers near attractive surfaces
我们目前的结果从分子动力学模拟的球形局限的中性聚合物在拥挤剂的存在下，研究聚合物的形状和构象作为一个功能的限制潜力，溶剂的质量和密度的拥挤。在良好的溶剂条件下的聚合物的构象在很大程度上是独立的拥挤密度，即使当聚合物被强烈限制。然而，对于不良溶剂和有吸引力的墙壁，聚合物显示出一个吸附的扩展状态之间的过渡到一个球状构象的表面上作为拥挤的颗粒密度的函数。这种状态不同于在没有任何壁相互作用的情况下解吸的球状构象和在低的吸引力的壁相互作用值的吸附球状构象。我们重新审视了早期的理解，在弯曲的，有吸引力的表面上的限制聚合物的吸附在这些结果的光。
2019-12-09 cond-mat.soft
Phase behaviour of two-component bottle-brush polymers with flexible backbones under poor solvent conditions
通过分子动力学模拟研究了在不良溶剂条件下具有完全柔性主链的双组分瓶刷聚合物的相行为，使用粗粒珠弹簧模型和高达$N=40$有效单体的侧链。我们考虑一个对称模型，其中A型和B型侧链交替接枝到一个灵活的骨干。本研究的目的是探索双组分瓶刷的相行为取决于参数，如接枝密度$σ$，主链长度$N_b$，侧链长度$N$和温度$T$。基于聚类分析，我们确定了我们的参数范围内的制度，完全相分离系统，即，A型侧链形成一个簇，B型侧链形成另一个簇，而分离这两个簇的界面包含主链单体。我们发现，珍珠项链或Janus样的结构，这通常发生在瓶刷聚合物与刚性骨干在不良溶剂条件下，是完全归因于骨干刚性，因此，这样的结构是不太可能的情况下，瓶刷与完全灵活的骨干。此外，与早期的工作的相行为的单组分瓶刷聚合物与灵活的骨干进行了比较讨论。
2014-04-16 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
Depleted Depletion Drives Polymer Swelling in Poor Solvent Mixtures
大分子在溶剂混合物中的溶解度往往表现出惊人且矛盾的性质。例如，当给定聚合物的两种良好混溶的不良溶剂混合在一起时，相同的聚合物可以在中间混合比内溶胀。我们结合计算机模拟和理论论证，揭示了第一个微观的，通用的起源，这种膨胀，膨胀，崩溃的情况。我们表明，这种现象自然出现在恒定的压力在纯排斥成分的混合物，特别是当一个微妙的平衡的熵驱动的耗尽相互作用实现。
2016-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solvent quality dependent osmotic pressure of polymer solutions in two dimensions
在二维平面内，由于拓扑相互作用，构成致密单层溶液的高分子链彼此分离。尽管分离在二维（2D）中是固有的，但溶液可根据溶剂质量显示不同的性质。其中，在理论和实验中众所周知的是，半稀释状态下的渗透压（$Π$）随着面积分数（$ϕ$）（或单体浓度，$ρ$）显示溶剂质量依赖性增加，即，对于良溶剂为$Π\sim ϕ^3$，对于$Θ$溶剂为$Π\sim ϕ^8$。渗透压可以与Flory指数（或相关长度指数）的链的大小和对分布函数的单体;然而，他们不一定提供一个详细的微观图片导致的差异。为了从微观上理解聚合物溶液在两种不同溶剂条件下的不同表面压力等温线，我们基于半定量再现预期标度行为的数值模拟研究了聚合物溶液的链构型。值得注意的是，在相同的$ϕ$值下，$Θ$溶剂中的聚合物链以比良溶剂中的链更多的\emph{inhomogeneous}方式占据表面，平均产生更大和更不均匀的间隙空隙尺寸，这与$Θ$溶剂中的聚合物具有更大的相关长度的事实有关。在这项研究中可视化和定量分析的聚合物配置和间隙空隙提供微观理解的起源的溶剂质量依赖的渗透压的二维聚合物溶液。
2022-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal shape characteristics for the mesoscopic star-shaped polymer via dissipative particle dynamics simulations
在本文中，我们研究了星形聚合物在不同的溶剂质量的形状特征，使用介观水平的建模。用耗散粒子动力学方法对相同分子量的均相星形聚合物和四种不同的非均相星形聚合物进行了模拟。我们分析了在坏的，好的和$θ$溶剂制度的回转半径和非球面性。详细的解释之间的相互作用的基础上的自由能和分析的非球面性的个别分支的贡献和熵的解释的增加，在$θ$溶剂制度的非球面性提供。
2017-12-24 cond-mat.soft
Modelling realistic microgels in an explicit solvent
温敏微凝胶是一种聚合物胶体网络，其大小可以随温度变化而改变。这种特殊的特征是由溶剂-聚合物相互作用的性质驱动的，其在特征温度以上触发从溶胀到塌陷状态的所谓体积相变。最近，一个先进的建模协议，以组装现实的，无序的微凝胶已被证明重现实验溶胀行为和形状因子。在最初的框架中，溶剂以隐含的方式被考虑，将溶剂-聚合物相互作用浓缩为单体之间的有效吸引力。为了更进一步，在这项工作中，我们在明确的溶剂中模拟现实的微凝胶。我们确定了一个合适的模型，它完全捕捉的隐式模型的主要特征，并进一步提供信息的微凝胶网络的内部的溶剂吸收和其在崩溃动力学中的作用。这些结果为解决溶剂效应占主导地位的问题铺平了道路，例如液-液界面处的微凝胶的情况。
2019-02-07 cond-mat.soft
Crystallization in melts and poor-solvent solutions of semiflexible polymers: extensive DPD study
本文采用耗散粒子动力学模拟技术研究了不同浓度半柔性聚合物在熔体和贫溶剂溶液中的结晶行为。我们使用一个粗粒度的聚合物模型，试图捕捉大的时间和长度尺度上的结晶在这样的系统的一般原则。我们观察到的结晶过程开始于一个初始的随机制备的系统，在不良溶剂中具有不同的聚合物体积分数。因为溶剂非常差，所以宏观相聚合物-溶剂分离发生得非常快，并且伴随着部分聚合物结晶。研究发现，在初始随机制备体系中，随着聚合物体积分数的增加，结晶过程结束时的总结晶分数降低，而当聚合物体积分数大于50%时，稳态结晶速度几乎相同。同时，平均晶粒尺寸也有很大的差别，在聚合物体积分数为90%时有一个最大值。我们假设该聚合物浓度在可用于增加微晶尺寸的聚合物材料的量与防止微晶生长和合并的链缠结之间的平衡的意义上是最佳值。
2020-01-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Mean-Field-Theory for Polymers in Mixed Solvents Thermodynamic and Structural Properties
在混合溶剂中的聚合物的理论方面被认为是使用爱德华兹哈密顿形式主义。热力学和结构性质的调查和一些预测时，混合溶剂接近临界。单链和多链问题进行了研究。当纯的混合溶剂接近临界时，添加少量的聚合物使临界性向增强的相容性或诱导的相分离方向转变，这取决于描述溶剂相对于聚合物的相互作用不对称性的参数的值。当溶剂混合物接近临界时，聚合物-溶剂有效相互作用参数强烈增加。因此，表观排除体积参数减小并且可能消失或甚至变为负值。因此，聚合物经历从溶胀状态到未扰动状态的相变，甚至采取塌陷构型。计算了强解中作用在测试链上的有效势，并讨论了Edwards筛选的概念。在Edwards Hamilton模型下研究了聚合物三元混合物在混合溶剂中的结构性质。结果表明，测试链上的有效潜力强的解决方案，可以写为一个无限系列的扩展项描述通过一个链，两个链等的相互作用，这种求和可以进行以下类似的计划，在Ornstein-Zernike级数展开。
1999-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular dynamics simulations of single-component bottle-brush polymers with a flexible backbone under poor solvent conditions
采用分子动力学模拟方法研究了一种具有完全柔性主链的单组分瓶刷聚合物在不良溶剂条件下的构象，该方法采用粗粒珠-弹簧模型，侧链最多为N=40个有效单体.通过改变溶剂质量和接枝密度$σ$，侧链接枝到柔性骨架上，我们研究了高达$N_b=100$的骨架长度从刷/线圈制度到致密塌陷状态的交叉。在较低的温度下，其中观察到具有恒定单体密度的塌缩链，上述参数的选择不起任何作用，并且是单体的总数限定了链的尺寸。此外，与具有较低侧链长度的链相比，具有较长侧链的瓶刷聚合物具有更高的球形对称性，这与人们可以直观地预期的相反，因为侧链的拉伸不如其长度的增加重要。在较高的温度下，总是低于θ（$Θ$）温度，观察到类似于单个聚合物链的线圈状构型，或类似于具有刚性主链的均匀圆柱形瓶刷聚合物的刷状构型，这取决于特定参数$N$和$σ$的选择。在折叠状态（小球）和线圈/刷制度之间的交叉制度的acylindricity增加，而对于这个范围之外的温度，瓶刷聚合物保持高度圆柱对称的所有构型状态。
2013-06-04 cond-mat.soft
Elasticity of single flexible polymer chains in good and poor solvents
力-伸长曲线在力谱实验中测量单个聚合物链的熵弹性。一个蠕虫状链模型被用来描述力延伸实验与一个内在的链参数称为持久长度，这是一个衡量局部弯曲的灵活性。对于柔性聚合物，在不同的力制度的持久性长度的估计存在差异。例如，基于原子力显微镜（AFM）的拉伸实验报告了异常低值，这也与磁镊实验不一致。为了理解这一点，我们调查的微观力探针和聚乙二醇链的内在弹性在AFM为基础的实验之间的耦合的作用。我们使用振荡流变学进行实验，通过提供一个固定频率的外部激励的探头。我们表明，一个适当的量化的弹性响应直接测量的振荡技术偏离传统的力延伸曲线显着。通过拟合WLC刚度延伸数据得到的持久长度与平衡镊子实验匹配良好。此外，对于聚苯乙烯链在贫溶剂中的弹性响应没有观察到振荡和等速拉伸实验之间的偏差。然而，对于在良溶剂中的聚苯乙烯观察到这种偏差。我们把这归因于聚苯乙烯单体在水中的疏水相互作用。我们的研究结果表明，单聚合物链上的振荡流变学提供了其弹性响应的定量估计。持久性长度值的一致性，使用磁镊实验在低力制度和高力制度的AFM实验表明，WLC是成功的描述聚合物的弹性力范围内的AFM实验中通常探测。
2021-07-27 cond-mat.soft
