粗粒化表示下柔性聚合物液体的化学势
软凝聚态物质
2023-11-30 v3 统计力学
摘要
尽管超额化学势是决定相图的关键量，但其对长聚合物链高密度液体的直接计算一直是一项重大挑战。在计算上，超额化学势使用 Widom 插入法计算，该方法通过监测将单个分子逐步引入液体时内能的变化来实现。然而，在处理致密聚合物液体时，插入长链需要以逐单元方式生成偏向低能量构型的试探构型：随着单元数增加，这一过程变得更具挑战性。因此，当链长超过 时，使用该方法计算致密聚合物液体的超额化学势在计算上变得难以处理。在此，我们采用由积分方程理论导出的粗粒化模型，使得插入长聚合物链变得可行。粗粒化积分方程理论（IECG）将聚合物表示为通过软势相互作用的球体或团块集合。我们采用 IECG 方法，利用 Widom 法计算递增链长（直至 个单体）且密度高达 g/cm 的聚合物的超额化学势。从基础视角，我们证明了超额化学势在不同粗粒化层级上几乎保持恒定，为此类过程的一致性提供了有价值的见解。最终，我们认为当前专为原子模拟设计的蒙特卡洛（MC）算法，如构型偏置蒙特卡洛（CBMC）方法，可显著受益于 IECG 方法的整合，从而提升其在聚合物液体相图研究中的性能。
引用
@article{arxiv.2311.15481,
title = {Chemical Potential of a Flexible Polymer Liquid in a Coarse-Grained Representation},
author = {Mohammadhasan Dinpajooh and Jonathan Millis and James Donley and Marina G. Guenza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15481},
year = {2023}
}