On the elasticity of stiff polymer networks [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Claus Heußinger

On the Elasticity of Stiff PolymerNetworksClaus HeußingerMun¨ chen 2007On the Elasticity of Stiff PolymerNetworksClaus HeußingerDissertationan der Fakult¨at fur¨ Physikder Ludwig–Maximilians–Universit¨atMunc¨ henvorgelegt vonClaus Heußingeraus KulmbachMunc¨ hen, den 30.08.2007Erstgutachter: Prof. Dr. Erwin FreyZweitgutachter: Prof. Dr. Klaus KroyTag der mundlic¨ hen Prufung:¨ 15.10.2007ContentsZusammenfassung ix1 Introduction 11.1 Biology and technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Single filaments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 F-Actin rheology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Affine and non-affine deformations 72.1 Elasticity theory and affine deformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 The Cauchy-Born expansion and non-affine deformations . . . . . . . . . . 92.3 Stiff polymer networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Modelling strategy 153.1 Entropic vs. energetic elasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2 Bundles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Athermal response: floppy modes 194.1 Results of simulations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.2 Granular limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Thermal response: non-affinity length-scale 256 Conclusion 276.