各向异性半柔性聚合物的热涨落

微管（MTs）及其他细胞骨架纤维的热涨落在很大程度上支配着真核细胞细胞骨架的复杂流变性质。近年来，人们投入了大量精力，试图通过解析和数值模型来捕捉这些涨落的动力学。这些尝试对于各向同性聚合物非常成功，但也仅限于此。为了正确解释关于（强）各向异性半柔性聚合物的实验工作，需要一种能够精确捕捉具有各向异性材料性质的聚合物动力学的数值建模工具。在当前研究中，我们提出了一个用于模拟单根各向异性半柔性聚合物热动力学的有限元（FE）框架。首先，我们通过将模拟的端到端距离均方位移（MSD）与基于蠕虫状链模型的解析预测进行比较，证明了该框架的准确性。然后，我们实现了横观各向同性材料模型（这是微管等生物聚合物的典型特征），并研究了在不同纵向剪切模量与相应杨氏模量之比下的持续长度。最后，我们通过讨论一项关于接枝横观各向同性微管的近期实验工作，将我们的发现置于具体情境中。在该研究中，一个简化的静态力学模型被用来推断出微管具有非常高的各向异性水平，以解释接枝微管的持续长度随轮廓长度增加而增加的观察结果。我们通过有限元框架表明，各向异性性质不能解释所报道的长度依赖性持续长度。