环形聚合物的结构与动力学：源于溶液密度与环形拓扑的缠结效应

无结环形聚合物溶液与熔体中的缠结效应已被多项理论和数值研究探讨。系统性质通常被刻画为固定溶液密度下环形轮廓长度的函数。在此，我们采用不同的方法对模型环形聚合物溶液的平衡与动力学性质进行数值研究。具体而言，保持环形轮廓长度固定，同时通过改变溶液密度（从无限稀释至约 40% 体积占比）和环形拓扑（考虑无结链与三叶结链）来调节链间与链内缠结的相互作用。发现具有任一拓扑的环的平衡度量性质仅受溶液密度增加的微弱影响。即使在最高密度下，平均环尺寸、形状各向异性及打结区域的长度与孤立环相比至多相差 40%。相反，动力学受链间缠结程度的强烈影响：对于无结环和三叶结环，环尺寸弛豫、重新取向和扩散的特征时间在所考察的浓度范围内变化了一个数量级。然而，显著的依赖于拓扑的动力学差异仅在极稀溶液（远低于环重叠阈值）中观察到。对于打结环，发现最慢的动力学过程对应于打结区域沿环骨架的扩散。