高度缠结各向同性模型聚合物熔体的多尺度平衡化

我们提出了一种计算高效的多尺度方法，用于制备平衡的各向同性长链模型聚合物熔体。作为一个应用，我们生成了由 $1000$ 条链组成的 Kremer-Grest 熔体，每条链具有 $200$ 个缠结以及 $25000$-$2000$ 个珠，其涵盖了实验相关的弯曲刚度，直至并超过各向同性-向列相转变的极限。第一步，我们采用晶格模型的蒙特卡洛模拟，在管尺度以上平衡大尺度链结构，同时确保空间均匀的密度分布。然后，我们利用约束模管模型的理论见解，引入珠的自由度以及随机行走构象统计，一直下探到链的 Kuhn 尺度。随后是一系列使用精心参数化的力封顶珠-弹簧模型的模拟，这些模拟缓慢引入局部珠堆积，同时在所有力封顶层级上复现目标 Kremer-Grest 系统的大尺度链统计。最后我们可以切换到完整的 Kremer-Grest 模型而不扰动结构。所得链统计在所有可通过短链暴力模拟达到的长度尺度上都与文献结果高度一致。