可伸缩、半刚性聚合物的热化卷曲

欧拉卷曲是一种长期研究的机械不稳定性，至今仍然具有相关性，因为其构成要素在许多生物和物理系统中都是线性聚合物，如微管或碳纳米管。在有限温度下，如果聚合物的长度小于其持久长度，聚合物就是半刚性的，其弹性性仍类似于棒状。但聚合物也可能因其有限可伸展性而被拉伸，这种可伸展性可以在施加负载时以非线性方式与能源廉价的弯曲变形耦合。我们展示了热力学涡动与非线性弹性性之间的相互作用如何显著性地修改压缩半刚性聚合物的欧拉卷曲不稳定性。我们识别了一个类仿制长度尺度，超过该尺度，热激发的波动导致杨氏模量减缓，但聚合物仍保持半刚性。定性分析和数值蒙特卡洛模拟均表明，卷曲临界压缩应变的若干尺度特性发生了定性变化。临界压缩应变现在随系统大小增加，而与可热力学卷曲不同，后者随系统大小减小。 renormalization 群计算确认了这一图景，还显示热力学卷曲由一种具有不同临界指数与经典欧拉卷曲不同的新固定点控制。