First-Principles Study of Bond Rupture of Entangled Polymer Chains

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 104, Issue 10, 2000, Pages 2197-2200

  Saitta, A Marco ^a   Klein, Michael L ^a  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0001144624     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp994299n     Document Type: Article

References (46)

1. de Gennes, P.-G. J. Chem. Phys. 1971, 55, 572; Schleger, P.; Farago, B.; Lartigue, C.; Kollmar, A.; Richter, D. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 124; Kremer, K.; Grest, G. S.; Carmesin, I. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 566; Smith, S. W.; Hall, C. K.; Freeman, B. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5616.
2. de Gennes, P.-G. J. Chem. Phys. 1971, 55, 572; Schleger, P.; Farago, B.; Lartigue, C.; Kollmar, A.; Richter, D. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 124; Kremer, K.; Grest, G. S.; Carmesin, I. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 566; Smith, S. W.; Hall, C. K.; Freeman, B. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5616.
3. de Gennes, P.-G. J. Chem. Phys. 1971, 55, 572; Schleger, P.; Farago, B.; Lartigue, C.; Kollmar, A.; Richter, D. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 124; Kremer, K.; Grest, G. S.; Carmesin, I. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 566; Smith, S. W.; Hall, C. K.; Freeman, B. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5616.
4. de Gennes, P.-G. J. Chem. Phys. 1971, 55, 572; Schleger, P.; Farago, B.; Lartigue, C.; Kollmar, A.; Richter, D. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 124; Kremer, K.; Grest, G. S.; Carmesin, I. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 566; Smith, S. W.; Hall, C. K.; Freeman, B. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5616.
5. Atiyha, M. F. The Geometry and Physics of Knots; Cambridge University Press: Cambridge, 1990.
6. Bayer, R. K. Colloid Polym. Sci. 1994, 272, 910; Bayer, R. K.; Baltá Calleja, F. J.; Kilian, H. G. Colloid Polym. Sci. 1997, 275, 432.
7. Bayer, R. K. Colloid Polym. Sci. 1994, 272, 910; Bayer, R. K.; Baltá Calleja, F. J.; Kilian, H. G. Colloid Polym. Sci. 1997, 275, 432.
8. Frisch, H. L.; Wasserman, E. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3789; Walba, D. M. Tetrahedron 1985, 41, 3161; Frank-Kamenetskii, M. D.; Lukashin, A. V.; Vologodskii, A. V. Nature 1975, 258, 398; Frisch, H. L. New J. Chem. 1993, 17, 697.
9. Frisch, H. L.; Wasserman, E. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3789; Walba, D. M. Tetrahedron 1985, 41, 3161; Frank-Kamenetskii, M. D.; Lukashin, A. V.; Vologodskii, A. V. Nature 1975, 258, 398; Frisch, H. L. New J. Chem. 1993, 17, 697.
10. Frisch, H. L.; Wasserman, E. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3789; Walba, D. M. Tetrahedron 1985, 41, 3161; Frank-Kamenetskii, M. D.; Lukashin, A. V.; Vologodskii, A. V. Nature 1975, 258, 398; Frisch, H. L. New J. Chem. 1993, 17, 697.
11. Frisch, H. L.; Wasserman, E. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 3789; Walba, D. M. Tetrahedron 1985, 41, 3161; Frank-Kamenetskii, M. D.; Lukashin, A. V.; Vologodskii, A. V. Nature 1975, 258, 398; Frisch, H. L. New J. Chem. 1993, 17, 697.
12. Wasserman, S. A.; Cozzarelli, N. R. Science 1986, 232, 951; Shaw, S. Y.; Wang, J. C. Science 1993, 260, 533; Sogo, J. M.; Stasiak, A.; Martinez-Robles, M. L.; Krimer, D. B.; Hernandez, P.; Schvartzman, J. B. J. Mol. Biol. 1999, 286, 637.
13. Wasserman, S. A.; Cozzarelli, N. R. Science 1986, 232, 951; Shaw, S. Y.; Wang, J. C. Science 1993, 260, 533; Sogo, J. M.; Stasiak, A.; Martinez-Robles, M. L.; Krimer, D. B.; Hernandez, P.; Schvartzman, J. B. J. Mol. Biol. 1999, 286, 637.
14. Wasserman, S. A.; Cozzarelli, N. R. Science 1986, 232, 951; Shaw, S. Y.; Wang, J. C. Science 1993, 260, 533; Sogo, J. M.; Stasiak, A.; Martinez-Robles, M. L.; Krimer, D. B.; Hernandez, P.; Schvartzman, J. B. J. Mol. Biol. 1999, 286, 637.
15. Schlick, T.; Olson, W. K. Science 1992, 257, 1110; Katritch, V.; et al. Nature 1996, 384, 142; Nature 1997, 388, 148; Iwata, K.; Tanaka, J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 4100.
16. Schlick, T.; Olson, W. K. Science 1992, 257, 1110; Katritch, V.; et al. Nature 1996, 384, 142; Nature 1997, 388, 148; Iwata, K.; Tanaka, J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 4100.
17. Schlick, T.; Olson, W. K. Science 1992, 257, 1110; Katritch, V.; et al. Nature 1996, 384, 142; Nature 1997, 388, 148; Iwata, K.; Tanaka, J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 4100.
18. Schlick, T.; Olson, W. K. Science 1992, 257, 1110; Katritch, V.; et al. Nature 1996, 384, 142; Nature 1997, 388, 148; Iwata, K.; Tanaka, J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 4100.
19. Plummer, C. J. G.; Kausch, H.-H. J. Macromol. Sci.-Phys. B 1996, 35, 637; Crist, B. Annu. Rev. Mater. Sci. 1995, 25, 295.
20. Plummer, C. J. G.; Kausch, H.-H. J. Macromol. Sci.-Phys. B 1996, 35, 637; Crist, B. Annu. Rev. Mater. Sci. 1995, 25, 295.
21. Saitta, A. M.; Soper, P. D.; Wasserman, E.; Klein, M. L. Nature 1999, 399, 46.
22. Saitta, A. M.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9434.
23. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471.
24. CPMD, version 3.0. Hutter, J.; Ballone, P.; Bernasconi, M.; Focher, P.; Fois, E.; Gödecker, S.; Parrinello, M.; Tuckerman, M. E. MPI für Festkörperforschung and IBM Research Laboratory, Stuttgart and Zürich, 1990-1996.
25. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098; Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
26. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098; Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
27. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244.
28. Martyna, G. J.; et al. PINY Code; Comput. Phys. Commun., in press.
29. Siepmann, J. I.; Karaborni, S.; Smit, B. Nature 1993, 365, 330.
30. Mundy, C. J.; Balasubramanian, S.; Bagchi, K.; Siepmann, J. I.; Klein, M. L. Faraday Discuss. 1996, 104, 17.
31. Schill, G. Catenanes, Rotaxanes, and Knots; Academic: New York, 1971.
32. Fujita, M.; Fujita, N.; Ogura, K.; Yamaguchi, K. Nature 1999, 400, 52.
33. A rough estimate of the time necessary for the slowest longitudinal phonon to travel along each chain is ∼70 fs.
34. Grubmüller, H.; Heymann, B.; Tavan, P. Science 1996, 271, 997; Rief, M.; Oesterhelt, F.; Heymann, B.; Gaub, H. E. Science 1997, 275, 1295.
35. Grubmüller, H.; Heymann, B.; Tavan, P. Science 1996, 271, 997; Rief, M.; Oesterhelt, F.; Heymann, B.; Gaub, H. E. Science 1997, 275, 1295.
36. 5 pN/s for AFM.
37. Cluzel, P.; et al. Science 1996, 271, 792; Smith, S. B.; Cui, Y. J.; Bustamante, C. Science 1996, 271, 795; Wang, M. D.; et al. Biophys. J. 1997, 72, 1335; Chu, S. Rev. Mod. Phys. 1998, 70, 685.
38. Cluzel, P.; et al. Science 1996, 271, 792; Smith, S. B.; Cui, Y. J.; Bustamante, C. Science 1996, 271, 795; Wang, M. D.; et al. Biophys. J. 1997, 72, 1335; Chu, S. Rev. Mod. Phys. 1998, 70, 685.
39. Cluzel, P.; et al. Science 1996, 271, 792; Smith, S. B.; Cui, Y. J.; Bustamante, C. Science 1996, 271, 795; Wang, M. D.; et al. Biophys. J. 1997, 72, 1335; Chu, S. Rev. Mod. Phys. 1998, 70, 685.
40. Cluzel, P.; et al. Science 1996, 271, 792; Smith, S. B.; Cui, Y. J.; Bustamante, C. Science 1996, 271, 795; Wang, M. D.; et al. Biophys. J. 1997, 72, 1335; Chu, S. Rev. Mod. Phys. 1998, 70, 685.
41. Rief, M.; Gautel, M.; Oesterhelt, F.; Fernandez, J. M.; Gaub, H. E. Science 1997, 276, 1109.
42. Evans, E.; Ritchie, K. Biophys. J. 1997, 72, 1541.
43. Wentrup, C. Reactive molecules: the neutral reactive intermediates in organic chemistry; Wiley: New York, 1984; p 88.
44. Saitta, A. M.; Klein, M. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11827.
45. Ashley, C. W. The Ashley Book of Knots; Doubleday: New York, 1993.
46. Arai, Y.; et al. Nature 1999, 399, 446.