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Atomistic hybrid particle‐field molecular dynamics combined with slip‐springs: Restoring entangled dynamics to simulations of polymer melts

Wu, Zhenghao ; Kalogirou, Andreas ; De Nicola, Antonio ; Milano, Giuseppe ; Müller‐Plathe, Florian (2023)
Atomistic hybrid particle‐field molecular dynamics combined with slip‐springs: Restoring entangled dynamics to simulations of polymer melts.
In: Journal of Computational Chemistry, 2020, 42 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00016170
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

In hybrid particle‐field (hPF) simulations (J. Chem. Phys., 2009 130, 214106), the entangled dynamics of polymer melts is lost due to chain crossability. Chains cross, because the field‐treatment of the nonbonded interactions makes them effectively soft‐core. We introduce a multi‐chain slip‐spring model (J. Chem. Phys., 2013 138, 104907) into the hPF scheme to mimic the topological constraints of entanglements. The structure of the polymer chains is consistent with that of regular molecular dynamics simulations and is not affected by the introduction of slip‐springs. Although slight deviations are seen at short times, dynamical properties such as mean‐square displacements and reorientational relaxation times are in good agreement with traditional molecular dynamics simulations and theoretical predictions at long times.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Wu, Zhenghao ; Kalogirou, Andreas ; De Nicola, Antonio ; Milano, Giuseppe ; Müller‐Plathe, Florian
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Atomistic hybrid particle‐field molecular dynamics combined with slip‐springs: Restoring entangled dynamics to simulations of polymer melts
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 4 Dezember 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2020
Ort der Erstveröffentlichung: New York
Verlag: Wiley
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of Computational Chemistry
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 42
(Heft-)Nummer: 1
DOI: 10.26083/tuprints-00016170
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/16170
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

In hybrid particle‐field (hPF) simulations (J. Chem. Phys., 2009 130, 214106), the entangled dynamics of polymer melts is lost due to chain crossability. Chains cross, because the field‐treatment of the nonbonded interactions makes them effectively soft‐core. We introduce a multi‐chain slip‐spring model (J. Chem. Phys., 2013 138, 104907) into the hPF scheme to mimic the topological constraints of entanglements. The structure of the polymer chains is consistent with that of regular molecular dynamics simulations and is not affected by the introduction of slip‐springs. Although slight deviations are seen at short times, dynamical properties such as mean‐square displacements and reorientational relaxation times are in good agreement with traditional molecular dynamics simulations and theoretical predictions at long times.

Freie Schlagworte: atomistic, dynamics, entangled polymer, hybrid particle‐field simulation, slip‐spring
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-161708
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 07 Fachbereich Chemie
07 Fachbereich Chemie > Eduard Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie
Hinterlegungsdatum: 04 Dez 2023 13:45
Letzte Änderung: 05 Dez 2023 09:19
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