通过几何扩展的 Kremer-Grest 模型量化螺旋聚合物的手性

聚合物系统中的手性效应引发广泛的光学、机械和传输现象，但缺乏统一框架将分子尺度几何与手性行为量性关联。现有理论描述通常强调或连续模型，如螺旋虫状链（HWLC），忽略分子间相互作用；或是以相位层次理论为主，掩盖了分子几何的作用。本文通过扩展 Kremer-Grest 珠子-弹簧模型，将内在曲率和扭转显式映射到键角和二面角势，构建了量化螺旋聚合物手性的完整框架。我们建立了螺旋参数（如螺距和半径）与归一化无量纲手性特征 $\chi$ 之间的直接理论关系，后者捕捉了传统 HWLC 描述中所缺失的局部几何相关性。此外，利用分子动力学模拟，我们系统量化了排斥体积相互作用和热力学波动对螺旋几何与手性的影响，驳斥了螺旋性增加仅与螺距减小相关联的常见假设。最后，我们提出粗化程序，直接比较实验螺旋聚合物与 Kremer-Grest 螺旋链，展示了在多样化聚合物类中实现定量一致性。这种统一的几何与粒子基描述为选择和工程化带有可控可调手性的 Kremer-Grest 模型提供了预测路线图，并为设计具有受控手性的聚合物材料提供了通用平台。