Theoretical models of Scale-free Polymer Networks
| Ano de defesa: | 2023 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Outros Autores: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Amazonas
Instituto de Ciências Exatas Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Física |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9877 |
Resumo: | Scale-free Networks (SFNs) are structures built with nodes that show a degree distribution that follows a power law. SFNs are used with great success in several real networks. In this work, the networks are modeled from an algorithm that constructs scale-free networks without loops by changing the minimum, Kmin and the maximum, K max , allowed degrees, γ, which measures the density of links and N , total number of monomers. In this work, we will study the theoretical polymers dynamics models focused on Generalized Scale-Free Networks (GSFNs) on arbitrary tree-like polymers. For the Rouse Model, we monitor the influence of each of the parameters K min , Kmax , γ, and N . In the Semiflexible Model, which fixes the angles between the bonds between the nearest neighbors, we add one more parameter: the stiffness parameter q. In the Copolymer Model, we consider of the parameters: η = NA/NB, the ratio between the number of monomers of type A and B, and σ = ζ A /ζ B , where ζ A and ζ B are friction constants of monomers of the A and B, respectively. In all the cases, we will analyze the eigenvalue (λ) spectra of the connectivity matrix A and the dynamical behavior of these networks, focusing on the Complex Dynamic Modulus, with its two parts: the Storage Modulus (G‘) and the Loss Modulus (G”) and on the average displacement << Y (t) >>. For eigenvalues, we can notice the influence of the parameters of the Rouse and Flexibility model in terms of the degeneracy of λ = 1. Differently, in the Copolymer Model, we have two eigenvalues with high degeneracy: = 1 and λ = σ. In all models are encountered two situations: connectivity-independent behaviors at very small and very large ω, namely for very small ω one has G’(ω) ∼ ω 2 and G ‘’ (ω) ∼ ω 1 , for very large ω has G 0’(ω) ∼ ω 0 and G ‘’(ω) ∼ ω −1 . |
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Theoretical models of Scale-free Polymer NetworksModelos teóricos de Redes Poliméricas Livre de EscalaCIENCIAS EXATAS E DA TERRA: FISICA: FISICA DA MATERIA CONDENSADARede complexo polímeroRede Livre de EscalaModelo de RouseModelo de semiflexibilidadeModelo compolímeroComplex polymer networksScale-free NetworksRouse modelSemiflexible modelCopolymer modelScale-free Networks (SFNs) are structures built with nodes that show a degree distribution that follows a power law. SFNs are used with great success in several real networks. In this work, the networks are modeled from an algorithm that constructs scale-free networks without loops by changing the minimum, Kmin and the maximum, K max , allowed degrees, γ, which measures the density of links and N , total number of monomers. In this work, we will study the theoretical polymers dynamics models focused on Generalized Scale-Free Networks (GSFNs) on arbitrary tree-like polymers. For the Rouse Model, we monitor the influence of each of the parameters K min , Kmax , γ, and N . In the Semiflexible Model, which fixes the angles between the bonds between the nearest neighbors, we add one more parameter: the stiffness parameter q. In the Copolymer Model, we consider of the parameters: η = NA/NB, the ratio between the number of monomers of type A and B, and σ = ζ A /ζ B , where ζ A and ζ B are friction constants of monomers of the A and B, respectively. In all the cases, we will analyze the eigenvalue (λ) spectra of the connectivity matrix A and the dynamical behavior of these networks, focusing on the Complex Dynamic Modulus, with its two parts: the Storage Modulus (G‘) and the Loss Modulus (G”) and on the average displacement << Y (t) >>. For eigenvalues, we can notice the influence of the parameters of the Rouse and Flexibility model in terms of the degeneracy of λ = 1. Differently, in the Copolymer Model, we have two eigenvalues with high degeneracy: = 1 and λ = σ. In all models are encountered two situations: connectivity-independent behaviors at very small and very large ω, namely for very small ω one has G’(ω) ∼ ω 2 and G ‘’ (ω) ∼ ω 1 , for very large ω has G 0’(ω) ∼ ω 0 and G ‘’(ω) ∼ ω −1 .Redes de Livre de Escala, ou em inglês Scale-free Networks (SFNs), são estruturas contruídas com nós, que demostra uma distribuição de grau de tipo lei de potência. SFNs são usadas com grande sucesso em vários modelos de redes reais. Neste trabalho, as redes são modeladas usando um algoritmo que constrói redes livre de escala sem ”loops” alterando os graus minimos K min e máximos Kmax permitidos, γ, que mede a densidade de graus e N , que representa o número total de monômeros. Neste trabalho estudamos os modelos teóricos focados em redes livres de escala generalizadas (GSFNs) em polı́meros tipo árvores arbitrários. Para o Modelo Rouse, monitoraremos a influência de cada um dos parâmetros Kmin , K max , γ e N . No Modelo Semiflexı́vel, que fixa os ângulos entre as ligações entre os vizinhos mais próximos, adicionamos mais um parâmetro: a rigidez q. No modelo copolı́mero, acresentamos os parâmetros: η = NA/NB, que é a razão quantidade de monômeros do tipo A e B, e σ = ζ A /ζ B , onde ζ A e ζ B são as constantes de fricção dos monômeros A e B, respectivamente. Em todos os casos, analisaremos os espectros de autovalores da matriz de conectividade A e o comportamento dinâmico dessas redes, com foco no Módulo Dinâmico Complexo, com suas duas partes: o Módulo de Armazenamento (G ‘) e o Módulo de Perda (G”) e deslocamento médio << Y (t) >>. Para autovalores, podemos ver a influência dos parâmetros no Modelos Rouse e Semiflexibilidade em termos da degenerescência para λ = 1. Diferentemente, no Modelo de Copolı́mero, temos dois autovalores com alta degenerescência: λ = 1 e λ = σ. Em todos os modelos são observadas duas situações: independentes para comportamentos em ω muito pequeno e muito grande; para ω muito pequeno tem-se G ‘(ω) ∼ ω 2 e G ‘’ (ω) ∼ ω 1 , para muito grande ω tem G ‘(ω) ∼ ω 0 e G ‘(ω) ∼ ω −1 .CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoUniversidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências ExatasBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em FísicaGaliceanu, Mircea Danielhttp://lattes.cnpq.br/8251039594746344Macedo Filho, Antonio dehttp://lattes.cnpq.br/5432651695056904Beims, Marcus WernerGuerrero Zayas, FidelRibeiro, Marcus Vinicius Alveshttp://lattes.cnpq.br/63771949161892162023-12-13T16:04:34Z2023-11-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfRIBEIRO, Marcus Vinicius Alves. Theoretical models of Scale-free Polymer Networks. 2023. 66 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2023.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9877enghttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2023-12-14T05:03:46Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/9877Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922023-12-14T05:03:46Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false |
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Scale-free Networks (SFNs) are structures built with nodes that show a degree distribution that follows a power law. SFNs are used with great success in several real networks. In this work, the networks are modeled from an algorithm that constructs scale-free networks without loops by changing the minimum, Kmin and the maximum, K max , allowed degrees, γ, which measures the density of links and N , total number of monomers. In this work, we will study the theoretical polymers dynamics models focused on Generalized Scale-Free Networks (GSFNs) on arbitrary tree-like polymers. For the Rouse Model, we monitor the influence of each of the parameters K min , Kmax , γ, and N . In the Semiflexible Model, which fixes the angles between the bonds between the nearest neighbors, we add one more parameter: the stiffness parameter q. In the Copolymer Model, we consider of the parameters: η = NA/NB, the ratio between the number of monomers of type A and B, and σ = ζ A /ζ B , where ζ A and ζ B are friction constants of monomers of the A and B, respectively. In all the cases, we will analyze the eigenvalue (λ) spectra of the connectivity matrix A and the dynamical behavior of these networks, focusing on the Complex Dynamic Modulus, with its two parts: the Storage Modulus (G‘) and the Loss Modulus (G”) and on the average displacement << Y (t) >>. For eigenvalues, we can notice the influence of the parameters of the Rouse and Flexibility model in terms of the degeneracy of λ = 1. Differently, in the Copolymer Model, we have two eigenvalues with high degeneracy: = 1 and λ = σ. In all models are encountered two situations: connectivity-independent behaviors at very small and very large ω, namely for very small ω one has G’(ω) ∼ ω 2 and G ‘’ (ω) ∼ ω 1 , for very large ω has G 0’(ω) ∼ ω 0 and G ‘’(ω) ∼ ω −1 . |
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