蠕虫链模型

聚合物物理学中的蠕虫状链 (WLC) 模型用于描述半柔性聚合物的行为：相当坚硬，连续的链段指向大致相同的方向，持久长度在聚合物的几个数量级内 聚合物长度。 WLC 模型是 Kratky–Porod 模型的连续版本。

WLC 模型设想了一个连续灵活的各向同性杆。 这与自由连接链模型形成对比，自由连接链模型仅在离散的自由铰链段之间灵活。 该模型特别适合描述较硬的聚合物，连续的片段显示出一种协同性：附近的片段大致对齐。 在室温下，聚合物采用平滑弯曲的构象； 在 T = 0 {\displaystyle T=0} K 时，聚合物采用刚性棒状构造。

对于xxx长度 L 0 {\displaystyle L_{0}} 的聚合物

其中 P {\displaystyle P} 是聚合物的特征持久长度，k B {\displaystyle k_{B}} 是玻尔兹曼常数，T {\displaystyle T} 是xxx温度。 在有限温度下，聚合物的端到端距离将明显短于xxx长度 L 0 {\displaystyle L_{0}} 。 这是由热波动引起的，热波动导致未受干扰的聚合物呈盘绕、随机配置。

然后可以求解聚合物的取向相关函数，它遵循指数衰减

一个有用的值是聚合物端到端距离的均方值

请注意，在 L 0 ≫ P {\displaystyle L_{0}\gg P} 的极限下，则 ⟨ R 2 ⟩ = 2 P L 0 {\displaystyle \langle R{2}\rangle =2PL_{ 0}} 。 这可以用来表明 Kuhn 段等于蠕虫状链的持续长度的两倍。 在 L 0 ≪ P {\displaystyle L_{0}\ll P} 的极限下，则 ⟨ R 2 ⟩ = L 0 2 {\displaystyle \langle R{2}\rangle =L_{0} {2}} ，并且聚合物表现出刚性杆行为。 右图显示了随着持久性长度的增加，从灵活到僵硬行为的交叉。

来自 Lambda 噬菌体 DNA 拉伸的实验数据显示在右侧，通过分析附着在 DNA 上的珠子的布朗波动来确定力测量值。 该模型使用了 51.35 nm 的持久长度和 1318 nm 的等高线长度，如实线所示。

其他可以有效建模为蠕虫状链的重要生物学聚合物包括：

• 双链 DNA（持久长度 40-50 nm）和 RNA（持久长度 64 nm）
• 单链 DNA（持久长度 4 nm）

• 非结构化 RNA（持久长度 2 nm）
• 非结构化蛋白质（持久长度 0.6-0.7 nm）
• 微管（持续长度 0.52 cm）
• 丝状噬菌体

拉伸时，热波动的可及范围减小，这导致熵力作用于外部伸长。可以通过考虑聚合物的总能量来估计该熵力。