驱动聚合物易位动力学中张力传播的定量测量与偏置依赖性研究

受确定张力传播偏置依赖性起源的启发，我们在驱动聚合物易位的计算机模拟中研究了定量测量张力传播的方法。这里使用 Langevin 动力学模拟柔性聚合物链穿过窄孔的运动。我们以前所未有的精度测量了易位各个阶段沿聚合物的张力、珠子速度、珠子距离和键角。测量在模拟中使用的标准温度和零温度下进行，以确定涨落的影响。发现测得的量给出了定性相似的特征，但偏置依赖性只能使用张力来确定。我们发现在易位时间 $\tau$、聚合物长度 $N$ 和偏置力 $f_d$ 的标度关系 $\tau \sim N^\beta f_d^\alpha$ 中，指数 $\beta$ 随偏置的增加是由聚合物在 \textit{cis} 侧向孔的质心扩散引起的。我们发现这种扩散也导致指数 $\alpha$ 偏离理想值 $-1$。发现 $\beta$ 的偏置依赖性源于扩散和孔摩擦的结合，因此对于短到不能被视为渐近长的聚合物是相关的。该效应在实验中是相关的，所有实验均使用长度远低于渐近极限的聚合物。因此，我们的结果也证实了 Sakaue 理论 [Polymers 8(12), 424 (2016)] 的理论预测，即对于渐近长的聚合物，$\beta$ 不应存在偏置依赖性。通过排除涨落，我们还表明在现实条件下，孔出口处的单体拥挤对易位动力学没有可测量的影响。