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Supercoiled ring polymers under shear flow

Christoph Schneck, Jan Smrek, Christos N. Likos, Andreas Zöttl

Nanoscale· Volume 16· Issue 18

Abstract

We apply monomer-resolved computer simulations of supercoiled ring polymers under shear, taking full account of the hydrodynamic interactions, accompanied, in parallel, by simulations in which these are switched off. The combination of bending and torsional rigidities inherent in these polymers, in conjunction with hydrodynamics, has a profound impact on their flow properties. In contrast to their flexible counterparts, which dramatically deform and inflate under shear [Liebetreu et al., Commun. Mater. 2020, 1, 4], supercoiled rings undergo only weak changes in their overall shape and they display both a reduced propensity to tumbling (at fixed Weissenberg number) and a much stronger orientational resistance with respect to their flexible counterparts. In the presence of hydrodynamic interactions, the coupling of the polymer to solvent flow is capable of bringing about a topological transformation of writhe to twist at strong shear upon conservation of the overall linking number.
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Research context

OpenAlex topics: Rheology and Fluid Dynamics Studies · Fluid Dynamics and Turbulent Flows · Fluid Dynamics and Vibration Analysis

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Faculty of Physics, University of Vienna, Boltzmanngasse 5, 1090 Vienna, Austria

Centro de Física de Materiales (CSIC, UPV/EHU) and Materials Physics Center MPC, Paseo Manuel de Lardizabal 5, 20018 San Sebastián, Spain

Funding

European Commission

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