Equilibrium and non-equilibrium concentration fluctuations in a critical binary mixture
当二元混合物中存在宏观浓度梯度时,由于梯度与自发平衡速度涨落的耦合,会出现长程非平衡浓度涨落(NCF)。当混合物接近临界点时,也可观察到长程平衡浓度波动。在这里,我们研究了近临界混合物苯胺/环己烷在垂直浓度梯度的存在下,NCF和临界ECF之间的相互作用。为此,我们利用一个商业光学显微镜和一个简单的,定制的,温度控制的细胞,以获得同时静态和动态的散射信息的波动。我们首先在宽的温度范围$T-T_{c}\in[0.1,30]$ $^{o}$ C内,在高于上临界溶解温度$T_{c}$的固定温度$T$下计算临界ECF。在这个范围内,我们观察到预期的临界标度行为的散射强度和质量扩散系数,我们确定的临界指数$γ$,$ν$和$η$,这是发现在协议与三维伊辛值。然后,我们研究了系统的两相区($T<T_{c}$)。特别是,我们研究了当混合物,最初在温度$T_{i}$下,迅速达到温度$T_{f}>T_{i}$时,ECF和NCF之间的相互作用。在瞬态过程中,一个垂直扩散的质量通量是存在的,导致NCF的发病,其幅度随时间而消失,因为通量趋于零。我们还研究了扩散过程中平衡散射强度$I_{eq}$、交叉波矢$q_{co}$和扩散系数$D$的时间依赖性,发现所有这些量都表现出受制于扩散动力学的指数弛豫。
2016-10-31 cond-mat.soft
Diffusive Evolution of Stable and Metastable Phases II: Theory of Non-Equilibrium Behaviour in Colloid-Polymer Mixtures
通过解析求解一些简单的相序动力学模型,我们提出了一个机制的胶体聚合物混合物的非平衡行为的发病。这些混合物可以作为原子系统的模型;因此,它们的物理学影响了热力学和相序的许多领域。一个精确的解决方案被发现的运动的一个单一的,平面的界面分离的增长相的均匀的高密度从过饱和的低密度相,其扩散耗尽驱动的界面运动。此外,一个近似的解决方案被发现的两个界面的一维演化,在中间密度的亚稳相的平板分开。该理论预测了低密度相的临界过饱和度,超过该临界过饱和度,两个界面变得不结合,亚稳相无限增长。稳定相的生长在此制度受到抑制。
1997-01-20 cond-mat.soft
Connecting glass-forming ability of binary mixtures of soft particles to equilibrium melting temperatures
玻璃形成能力是玻璃制造和理解长期存在的玻璃转变问题的重要材料性质。由于非平衡性质,很难发展它的理论。本文报道软颗粒二元混合物的玻璃形成能力与平衡熔化温度有关。由于粒度或硬度的差异,混合物中的两种组分实际上感受到不同的熔融温度,导致熔融温度差距。通过改变颗粒的大小,刚度和组成在很宽的压力范围内,我们建立了一个全面的图片的玻璃形成能力,基于我们的发现的玻璃形成能力和熔化温度差距之间的直接联系。我们的研究揭示并解释了模型玻璃形成者的玻璃形成能力的压力和相互作用依赖性,并提出了通过操纵粒子相互作用来优化玻璃形成能力的策略。
2021-01-25 cond-mat.soft
Equilibrium properties of highly asymmetric star-polymer mixtures
我们采用有效相互作用势研究了高度不对称星形聚合物混合物的平衡结构和相行为。我们特别考虑的影响,除了一个组件与一个小数目的武器和一个小尺寸的浓缩溶液的大明星具有高功能。通过采用液体积分方程理论,我们研究了大恒星的关联函数的演变,除了小的,发现一个结构的损失,可以归因于大恒星之间的排斥力减弱,由于存在的小的。我们分析了这种现象是通过一个广义的耗尽机制,这是由计算机模拟支持。应用热力学微扰理论,我们绘制了非对称混合物的相图,发现小恒星的加入使大恒星形成的晶体熔化。还进行了系统的比较,两个和有效的一个组件的描述的混合物,证实了广义耗尽图片的可靠性。
2004-07-14 cond-mat.soft
Long-Lived Non-Equilibrium Interstitial-Solid-Solutions in Binary Mixtures
我们进行颗粒分辨的实验研究的非均相结晶过程的两个组成部分的混合物的硬球。组件的尺寸比为0.39。我们比较了这些分子动力学模拟的均匀成核。我们发现,实验和模拟,最终组装间隙固溶体,其中大颗粒形成晶体密堆积晶格,而小颗粒占据随机间隙网站。该间隙溶液类似于当尺寸比为0.3时在平衡时发现的间隙溶液[Festival等人,物理修订版信函107,168302(2011)]和0.4 [Festival,PhD Thesis,Utrecht University(2011)]。然而,与这些先前的研究不同,对于我们的系统模拟表明,小颗粒被捕获在由大颗粒形成的有序结构的八面体孔中,导致在所研究的时间尺度内的长寿命非平衡结构,而不是先前发现的平衡间隙溶液。有趣的是,由大的形成的晶体中的小颗粒的百分比迅速达到约14%的最大值,为大多数的包装分数测试,不像以前的预测,其中的间隙位点的占用率随系统浓度的增加。最后,没有观察到小颗粒的进一步跳跃。
2017-09-13 cond-mat.soft
Off-equilibrium fluctuation dissipation relation in binary mixtures
在本文中,我们提出了二元混合物的数值模拟。我们研究了粒子的扩散和对外部驱动力的响应。我们发现的Cugliandolo Kurchan的非平衡波动耗散关系的有效性的证据。计算结果与一步复本对称性破缺的预言一致,且断点参数对温度的依赖性与简单广义自旋玻璃模型中的结果一致.
1997-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Polymers pushing Polymers: Polymer Mixtures in Thermodynamic Equilibrium with a Pore
我们通过制定二元聚合物混合物的状态方程来研究聚合物从聚合物混合物中分配到纳米尺寸的空腔中,假设两种聚合物组分中只有一种(较小的)可以穿透空腔。通过推导分配平衡方程并数值求解,我们引入了“聚合物-推动-聚合物”的概念来描述非渗透聚合物对渗透聚合物的分配作用。即使在一个非常简单的模型的二元聚合物混合物的聚合物分区到一个孔中示出依赖于在一个复杂的方式上的聚合物混合物的组合物和/或孔隙渗透惩罚。这可能导致增强以及减少分区,由于我们详细分析了两个独立的能量尺度。
2012-08-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Thermodynamic equilibrium of binary mixtures on curved surfaces
我们研究了曲率对封闭曲面上二维二元混合物自由能景观的整体影响。从一个通用的有效自由能,对称性的考虑和守恒定律的基础上构建的,我们确定了几个模型无关的现象,如曲率依赖的线张力和局部位移的双节浓度。为了揭示出现在有效自由能中的唯象参数的起源,我们进一步在二维伊辛模型的曲空间推广的基础上,构建了非平凡衬底上二元混合物的格子气体模型.这使我们能够将混合物的局部浓度和衬底曲率之间的相互作用分解成四个不同的贡献,因此相图分裂成临界子图。由此产生的自由能景观可以承认,作为稳定的平衡,强烈不均匀的混合相,我们称之为反混合态低于临界温度。我们证实了我们的半分析结果与相场数值模拟现实的弯曲晶格。尽管这项工作的主要动机是最近的实验观察多组分脂质囊泡支持胶体支架,我们的研究结果适用于任何二元混合物限制在封闭的表面上的任意几何形状。
2019-06-08 cond-mat.soft
Ionic mixtures in two dimensions: from crystals to chain and dipole gases
用罚函数法确定了由带相反电荷的球组成的二维离子混合物的基态随球尺寸不对称性的变化。稳定结构的级联包括正方形、三角形和菱形晶体以及偶极对气体和一维晶体链气体。因此,我们确认了正方形结构,实验发现带电颗粒,并预测新的阶段检测实验中的颗粒和胶体物质。
2009-10-12 cond-mat.soft
Study of the Liquid/Vapor Interfacial Properties of Concentrated Polyelectrolyte-Surfactant Mixtures Using Surface Tensiometry and Neutron Reflectometry: Equilibrium, Adsorption Kinetics and Dilational Rheology
本研究采用表面张力法和中子反射法,研究聚电解质与相反电荷表面活性剂混合物的液气界面吸附,揭示其两步吸附平衡机制,为相关体系的物理化学特征理解提供支撑。
2024-01-27 cond-mat.soft
Non-equilibrium phase coexistence in conserved chemically active mixtures
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics and Center for NanoScience(阿诺德·索末菲理论物理中心与纳米科学中心);Max Planck School Matter to Life(马克斯·普朗克物质至生命学院)
研究非平衡条件下化学活性混合物的相共存机制,通过线性稳定性分析和有限元模拟揭示相分离的两种路径及动力学调控对相变的影响。
2026-03-18 cond-mat.soft
Rheology of dilute granular gas mixtures where the grains interact via a square shoulder and well potential
本文研究了稀颗粒气体混合物的流变学。受带电颗粒相互作用的启发,我们假设颗粒通过方肩和阱势相互作用。采用动力学理论,我们计算的温度和剪切粘度的函数的剪切速率。数值模拟证实了我们的结果以上的临界剪切速率。在低于临界值的剪切速率下,发生颗粒的聚集。
2022-12-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical solution and verification of the local equilibrium for the flat interface in the two-phase binary mixture
在本文中,我们首先应用我们的第一篇论文中描述的一般分析环己烷和$n$ -己烷的二元混合物。我们使用的平方梯度模型的非平衡表面的连续描述,并获得在各种定态条件下的各种热力学量的数值剖面。在本文的第二部分中,我们集中在验证的局部平衡的表面所描述的过剩量。我们给出了表面的温度和化学电势差的定义,并验证了这些量是独立的划分表面的选择。我们验证了非平衡表面可以用吉布斯过剩密度来描述,这些密度在表面的温度和化学电势差下很好地近似等于它们的平衡值。
2008-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Casimir-like Forces in Liquid Mixtures
在这封信中,我们考虑一个液体混合物之间的两个热传导壁受到一个固定的温度梯度。在单组分液体中,非平衡波动力仅出现在液体层内部,而在混合物中的非平衡波动在壁上引起Casimir样力。物理原因是温度梯度通过Soret效应引起大的浓度波动。与温度波动不同,非平衡浓度波动也存在于理想导热壁附近。波动引起的Casimir力的大小与Soret系数的平方成正比,并且与混合的热量和体积的浓度依赖性有关。
2015-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Phase separation and nucleation in mixtures of particles with different temperatures
胶体颗粒中活性的差异足以驱动活性和无源(或活性较低)颗粒之间的相分离,即使它们仅排除体积相互作用。本文研究了胶体混合物的相分离动力学,提出了扩散极限下的相分离理论。我们的模型考虑了耦合到不同恒温器的扩散粒子的混合物,因此由于温度差异,它具有非平衡性质。然而,我们表明,系统确实恢复了有效的平衡热力学在稀极限。我们得到的相图显示的不对称的浓度,由于活动的差异。通过使用一个更一般的方法,我们证明了相分离动力学与著名的Cahn-Hilliard理论的等价性。另一方面,浓度的高阶展开表明非平衡效应的出现,导致平衡类比的崩溃。我们奠定了一般的理论,我们证明了几个应用程序中的参数。在这个简单的形式主义,我们捕获一个积极的表面张力硬球},和有趣的比例关系的界面特性,液滴生长动力学,和相分离条件。\rev {我们的一些结果与现有的数值模拟一致,同时我们也提出了可检验的预测。
2020-05-21 cond-mat.soft
Effective equilibrium states in mixtures of active particles driven by colored noise
我们考虑具有不同的持续时间和扩散率的活性粒子对的稳态行为。为了这个目的,我们采用主动Ornstein-Uhlenbeck模型,其中粒子是由有色噪声驱动的指数关联函数的强度和相关时间从物种到物种。通过将Fox理论推广到多组分,我们用泛函微积分导出了系统构型分布函数的近似Fokker-Planck方程。在说明了预测的分布在可解的情况下,两个粒子通过谐波势相互作用,我们认为系统的粒子排斥通过逆幂律势。我们比较分析预测,计算机模拟这样的软排斥相互作用在一维,并表明,在线性顺序的持久时间的理论是令人满意的。这项工作提供了工具箱定性描述多体现象,如分层和耗尽,通过有效的对势。
2018-01-16 cond-mat.soft
Undulation Amplitude of a Fluid Membrane Surrounded by Near-Critical Binary Fluid Mixtures
我们考虑了几乎平面的流体膜的热起伏,或形状波动,由相同的近临界二元流体混合物的两侧包围。假设膜和混合物的一个组分之间存在弱的优先吸引力。我们使用高斯自由能泛函来研究波动振幅的线性近似内的平衡平均值的振幅。根据我们的结果给出了一个简单的解析公式,环境的近临界倾向于抑制膜的波动,这种抑制效果可以超过小波数的弯曲刚度。因此,环境的近临界建议,以防止一个大的膜变得松软,即使在平衡的横向张力消失。
2015-10-10 cond-mat.soft
Phase Behavior in Thin Films of Confined Colloid-Polymer Mixtures
利用自洽场和密度泛函理论,我们首次研究了聚合物接枝的两个软表面之间的胶体/聚合物膜的胶体自组装。随着胶体浓度的增加,薄膜在平面上经历了一系列从无序液态$\to$稀疏方形$\to$六方(或混合方形-六方)$\to$密集方形$\to$圆柱结构的转变,这是聚合物刷的熵弹性与胶体颗粒的空间堆积效应之间的竞争所致.相图显示了不同的层内有序结构的稳定区域,作为胶体浓度的变化和分层过渡的聚合物接枝密度降低。我们的研究结果显示了一种新的控制机制,以稳定有序的薄膜内的结构。
2006-10-21 cond-mat.soft
Transfer coefficients for the Gibbs surface in a two-phase mixture in the non-equilibrium square gradient model
本文计算了混合物蒸发和冷凝的传递系数。我们使用连续的配置文件的各种热力学量通过接口,在我们以前的作品中使用平方梯度模型。此外,我们还引入了吉布斯曲面,得到了曲面的超熵产生。根据传统的非平衡热力学方法,我们引入了表面传递系数,我们能够从连续的解决方案确定。这些系数的知识对于许多涉及通过表面的传输的工业应用是重要的,例如蒸馏。在我们的方法中,在液相和气相中的局部折射率的值是根据实验值选择的。在界面区域,这些折射率存在小的峰。三个振幅控制这些峰值的大小。这些振幅的可能值被发现通过匹配的对角传递系数的值由动力学理论预测。利用这些振幅,我们发现交叉电阻率的值比动力学理论的值高1-2个数量级。动力学理论和分子动力学模拟的结果都支持在界面区域的局部折射率的小峰的存在。平方梯度法给出了一种独立的方法来确定表面的传递系数。结果表明,动力学理论低估了实际流体中的界面传递系数。
2009-07-11 cond-mat.soft
Highly confined mixtures of parallel hard squares: A Density Functional Theory study
利用基本测度密度泛函理论,对狭缝几何中平行硬正方形极端受限混合物的相行为进行了理论研究。选择孔的宽度,使得在垂直于壁的横向方向上由两个连续的大正方形或三个小正方形组成的配置被禁止。我们分析了两种不同的混合物,选择物种的边长,以允许或禁止一个大的加一个小的正方形适合的通道。对于第一个混合物,我们得到了对称和不对称包装的颗粒之间的一阶转换:小和大的正方形优先吸附在不同的墙壁。不对称的配置显示,导致更有效的包装在有限的压力。我们认为,压力-组成平面上非对称相的稳定区域是有界的,因此对称相在低压和极高压下都是稳定的。对于第二种混合物,我们观察到强烈的分层之间的阶段,这是丰富的不同物种。分层发生在横向方向上,即分离界面垂直于壁,并且相表现出对称的密度分布。在严格的二维系统中,这种行为(这在实际中是排除干扰)可能的实验实现进行了讨论。最后分析了周期边界条件下混合物的相行为,讨论了其与封闭体系的异同。我们声称,虽然精确的计算丢弃真正的相变在$1+ε$维系统的存在,密度泛函理论仍然是成功的描述大颗粒团簇的包装性能。
2019-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixtures of functionalized colloids on substrates
片状颗粒是一类具有功能化表面的胶体。通过表面功能化,胶体相互作用的强度和方向性是可调的,允许控制颗粒的配位。本文报道了二、三配位混合物的平衡相图。然而,自组织的动力学和预测结构的可行性仍然在很大程度上未被探索。在这里,我们研究了这些混合物在基板上的不可逆聚集,两个补丁颗粒的不同部分。质量传输的两种机制进行了比较:扩散和平流。在扩散的情况下,发现一个最佳的分数,最大化的聚集体的密度。与此相反,对于平流输送,密度单调下降的两个补丁胶体的分数,在平衡相图的旋节线上的液体密度的行为。
2013-08-05 cond-mat.soft
Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
采用复制Ornstein-Zernike理论和巨正则Monte Carlo方法研究了模型吸附剂和本体电解质水溶液之间的双组分电解质混合物的分布。电解质组分分别模拟HCl/NaCl和HCl/CaCl_2混合物。由原始模型电解质混合物侵入的基质由单价带负电荷的球形障碍物形成。该溶液被处理为具有纯水性质的连续电介质。对分布函数(通过两种方法获得)之间的各种离子物种的比较表明副本Ornstein-Zernike的结果和机器计算之间有很好的协议。在热力学性质中,计算了侵入电解质组分的平均活度系数。提出了离子交换树脂的简化模型。选择性计算产生了与以下实验观察的定性一致:(i)选择性随着吸附剂的容量(基质浓度)的增加而增加,(ii)吸附剂对于具有较高电荷密度的离子更具选择性,如果其在混合物中的分数较小。
2012-07-13 cond-mat.soft
A Unified Rational-Function Approximation for Square-Well, Square-Shoulder, and Nonadditive Hard-Sphere Mixtures
Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学);Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx), Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学先进科学计算研究所);Instituto de Energías Renovables, U.N.A.M.(墨西哥国立自治大学可再生能源研究所)
本文提出统一有理函数近似,用于方阱、方肩及弱非加性硬球混合物的结构性质,通过重述粘性硬球Percus-Yevick解,满足低密度极限并保持连续性,经蒙特卡洛验证准确。
2026-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Molecular formations in ultracold mixtures of interacting and noninteracting atomic gases
在准化学平衡理论的框架下,讨论了玻色子-费米子、费米子-费米子和玻色子-玻色子混合超冷原子气体分子形成过程的原子-分子平衡。介绍后的一般配方,零温度相图的原子-分子平衡态的分析计算,分子,混合,和解离相显示出现的分子的结合能的变化。数值计算了原子或分子密度随温度的变化关系,得到了混合物中原子-分子平衡的有限温度相结构。根据这些结果还计算了原子或分子玻色-爱因斯坦凝聚的转变温度。量子统计偏差的质量作用定律在原子-分子平衡,这应该是在经典的麦克斯韦-玻尔兹曼气体的混合物中得到满足,计算和不同类型的量子统计效应的差异是明确的。平均场计算与粒子间的相互作用(原子-原子,原子-分子,分子-分子)制定,其中相互作用的影响被发现给线性密度依赖项的有效分子结合能。这种方法适用于零温度相图的计算,其中新的相位共存的局部平衡态的情况下,出现强排斥相互作用。
2008-08-06 cond-mat.other cond-mat.soft
Gauge invariance and hyperforce correlation theory for equilibrium fluid mixtures
Universität Bayreuth(拜罗伊特大学);Sorbonne Université(索邦大学)
本文提出了一种平衡流体混合物中规范不变性与超力相关理论,通过物种解析的相空间位移和精确求和规则,揭示了力-力和力梯度对相关结构的关联。
2025-12-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly and non-equilibrium phase coexistence in a binary granular mixture
Universit\'e Paris-Saclay, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides, 91405 Orsay, France
研究通过实验和模拟揭示了二元颗粒混合物在振动下的自组装及非平衡相共存现象,展示了其与平衡相变的相似性及非平衡效应。
2024-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting the phase behavior of mixtures of active spherical particles
活性物质领域的一个重要问题是是否有可能预测这些体系的相行为。在这里,我们研究了无矩活性布朗粒子的二元混合物的相共存,这两个系统与纯粹的排斥相互作用和系统的吸引力。使用布朗动力学模拟,我们表明,相共存可以定量预测这些系统通过测量的压力和“油藏密度”。具体地说,在协议与以前的文献中,我们发现,共存的阶段是在机械平衡,即两相具有相同的压力。重要的是,我们还表明,共存的阶段是在化学平衡,使每个阶段接触颗粒水库,并显示,对于每个物种,这些水库的特点是由相同的密度为两相。利用这种机械和化学平衡的要求,我们精确地从可以纯粹从单个共存相测量的性质构建相边界。这一结果强调了无矩主动布朗系统遵循简单的共存规则,从而为它们的热力学提供了新的线索。
2020-04-02 cond-mat.soft
Designing non-segregating granular mixtures
在尺寸或密度变化的双分散颗粒混合物中,大颗粒上升(由渗流驱动),重颗粒下沉(由浮力驱动)。当两种颗粒种类在尺寸和密度上彼此不同时,两种分离机制或者彼此增强(大/轻和小/重)或者彼此相反(大/重和小/轻)。在后一种情况下,存在两种偏析机制平衡并且颗粒不再偏析的平衡条件。这导致了一种方法来设计非偏析颗粒混合物,通过指定颗粒尺寸比,密度比,和混合物浓度,以达到平衡条件。使用DEM模拟准二维有界堆流,我们表明,隔离显着减少颗粒混合物附近的平衡条件。此外,颗粒尺寸和密度比的范围内的上升-下沉过渡相匹配的组合尺寸和密度偏析模型的预测。
2021-03-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Robustness of travelling states in generic non-reciprocal mixtures
该研究通过布朗动力学模拟探究通用非互易粒子系统行进态的存在性与稳定性,发现其仅存于捕食-被捕食机制下的狭窄参数区,揭示了态消失的物理机制,对多类非平衡系统有参考价值。
2024-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mobility-induced kinetic effects in multicomponent mixtures
本文综述了多组分混合物中由迁移率引起的动力学效应,重点分析分馏、互扩散和集体运动导致的多时间尺度竞争及拥挤效应,并展望了该领域的主要挑战。
2024-05-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cofinement, entropy, and single-particle dynamics of equilibrium hard-sphere mixtures
我们使用不连续的分子动力学和巨正则过渡矩阵蒙特卡罗模拟,探讨如何限制平行硬壁之间的修改之间的关系填充分数,自扩散系数,偏摩尔过剩熵,和总过剩熵的二元硬球混合物。为了实现这一点,我们引入了一个有效的算法来计算偏摩尔过量熵的过渡矩阵蒙特卡罗模拟数据。我们发现,物种依赖的自扩散系数的封闭流体是非常相似的散装混合物,如果在相同的,适当定义的,包装分数到中间值相比,但随后偏离负面的散装行为在较高的包装分数。另一方面,自扩散率和偏摩尔过剩熵(或总过剩熵)之间的关系,在散装流体中观察到的约束下保存,即使在相对较高的包装分数和不同的混合物组合物。这表明,偏摩尔过剩熵,计算从经典的密度泛函理论的非均匀流体,可以用来预测一些非平凡的流体混合物在密闭环境中的动力学行为。
2007-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gravity-controlled non-equilibrium Casimir pressure in a binary liquid mixture
SISSA — International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INFN(意大利国家核物理研究所);Faculty of Physics, University of Vienna(维也纳大学物理学院)
研究二元液体混合物中重力控制的非平衡卡西米尔压力,用涨落流体动力学表明平板过剩压力由\(k_{\mathrm{RO}}L\)标度函数描述,大间距时按\(1/(k_{\mathrm{RO}}L)\)衰减,力可吸引或排斥,还提出测量该力的实验装置及估计力大小。
2026-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Demixing and tetratic ordering in some binary mixtures of hard superellipses
我们研究的流体相行为的二元混合物的硬超椭圆使用缩放粒子理论的超椭圆是一个一般的二维凸形物体,它可以在圆形和矩形形状之间连续调整在一个给定的纵横比。我们发现,颗粒的形状强烈影响各向同性的立方相和四方相的稳定性,即使这两个物种的纵横比是固定的。虽然各向同性各向同性分层过渡可以排除使用缩放粒子理论的一阶各向同性的和的各向同性分层过渡可以稳定的组分之间的强烈分馏。观察到在小矩形大椭圆混合物中分层趋势最强。有趣的是,在硬正方形和长方形的混合物中,在较低密度下稳定四次有序是可能的,其中长长方形形成双相,而正方形保持四次有序。
2020-08-26 cond-mat.soft
The square gradient model in a two-phase mixture II. Non-equilibrium properties of a 2D-isotropic interface
在早期的工作\cite{bedeaux/vdW/I, bedeaux/vdW/II, bedeaux/vdW/III}的范德瓦尔斯平方梯度模型的非平衡单组分系统的系统扩展。在这项工作中,重点是通过液-气界面的热量和质量传递所造成的温度差或过或欠的压力。它被确定为使用吉布斯过剩密度所描述的表面是在局部平衡。传热和传质系数进行了评价。在我们的第一篇论文\cite{glav/gradient/eq/I}中,我们按照同样的步骤讨论了多组分体系的平衡性质。特别地,我们推导出了压力张量的显式表达式,并讨论了吉布斯关系在界面区域的有效性。在本文中,我们将给出一个扩展的方法,多组分非平衡系统的非平衡热力学系统的背景下。讨论了界面的二维各向同性。此外,我们给出了数值计算得到的浓度,摩尔分数和温度,这说明了一些特殊情况下的解决方案。
2007-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium phase separation in mixtures of catalytically active particles: size dispersity and screening effects
细胞中的生物分子凝聚体通常富含催化活性酶。这在被称为代谢子的大酶复合物的情况下尤其如此,代谢子包含参与相同催化途径的不同酶。这种自组织的一个可能的解释是酶的催化活性和对底物梯度的趋化反应的结合,这导致了底物介导的酶之间的有效相互作用。这些相互作用构成了一个纯粹的非平衡效应,并显示出奇异的功能,如非互惠性。在这里,我们分析研究了描述这种催化活性颗粒的混合物的相分离的模型。我们发现,一个Michaelis-Menten-like依赖的粒子的活动表现为相互作用的筛选,和两个不同大小的活性物种的混合物可以表现出瞬态振荡相分离。我们还得到了丰富的稳定性相图的两个物种的混合物与浓度依赖性的活动和大小分散性。这项工作突出了化学活性颗粒混合物中可能的相分离行为的多样性,这为更常见的与细胞相分离相关的被动相互作用提供了另一种途径。我们的研究结果突出了非平衡组织的原则,可以是重要的生物相关的液液相分离。
2021-10-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Generic long-range correlations in conserved nonequilibrium mixtures
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Technion-Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
研究非平衡混合物(包括多温度系统和非互易场论)中的关联函数,发现非线性效应在无序相中产生长程三点关联,并通过布朗胶体数值模拟验证。
2026-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Population Annealing Simulations of a Binary Hard Sphere Mixture
布居退火是一种序贯蒙特卡罗方法,非常适合于模拟具有粗糙自由能景观的系统的平衡态。在这里,我们使用人口退火研究硬球的二元混合物。群体退火是模拟退火的并行版本,具有额外的恢复步骤,其确保系统的副本群体表示退火时间表中每个填充分数处的平衡系综。该算法及其平衡性能的描述和结果,提出了一个玻璃形成流体组成的硬球的直径比为1.4:1的50/50的混合物。对于这个系统,我们得到精确的结果,在玻璃态下的状态方程的包装分数$φ\approx 0.60$和研究偏差从BMCSL状态方程。对于更高的填充分数,该算法失去平衡,并且自由体积拟合预测填充分数$φ\approx 0.667$处的堵塞。我们的结论是,布居退火是一个有效的工具,研究平衡玻璃态流体和堵塞过渡。
2017-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Membrane separation study for methane-hydrogen gas mixtures by molecular simulations
直接模拟结果的静态气体传输通过纯硅沸石膜(MFI,LTA和DDR类型),提出了使用混合,非平衡分子动力学模拟方法最近推出。所研究的CH $_{4}$和H $_{2}$气体的分子间势模型取自文献。对于不同的沸石,使用相同的原子(Si和O)相互作用参数,并根据它们的真实(MFI,LTA或DDR)晶体结构构建膜。通过进行平衡吸附模拟并将计算结果与实验吸附等温线的数据进行比较,测试了所施加的电位参数的现实性质。在25 ℃和125 ℃,2.5、5或10巴下进行的输运模拟结果清楚地表明,CH $_{4}$的渗透选择性高于纯组分的相应渗透率比,并且与混合物吸附的平衡选择性显著不同。我们只在一个病例中经历了有利于CH $_{4}$的转运选择性。不同类型的选择性数据之间的较大差异可归因于膜中组分的不同迁移率、它们对膜的负载的依赖性以及气体分子的不同吸附偏好。
2017-06-22 cond-mat.soft
Instabilities and turbulence-like dynamics in an oppositely driven binary particle mixture
使用广泛的基于粒子的模拟,我们研究了在一个相反驱动的二进制粒子系统在二维的平衡模式动力学。研究发现,在车辆行驶过程中存在着丰富的动力学行为,包括车道形成、堵塞、振荡和类顺磁动力学等,其中两个摩擦系数的比值是决定车道形成稳定性的关键参数。当横向的外力方向的摩擦系数是足够小的纵向相比,车道结构变得不稳定的剪切引起的干扰,系统最终表现出一个新的动态过渡到一个类似的阶段,其特征在于随机对流。我们用数值方法构造了一个非平衡相图。对完全非线性湍流状相的复杂时空动力学的统计分析表明,它明显地让人想起某些活性物质系统中的蜂拥动力学。
2012-08-27 cond-mat.soft
Effect of shear on droplets in a binary mixture
在这篇文章中,我们使用格子玻尔兹曼模拟研究剪切流的影响,在相分离的二元混合物的平衡液滴。我们发现,大滴打破了剪切力的增加,但小滴溶解。我们还展示了如何尖端流,观察到变形滴,导致动态平衡的状态。
1997-08-18 comp-gas cond-mat.soft nlin.CG
Defying the Gibbs Phase Rule: Evidence for an Entropy-Driven Quintuple Point in Colloid-Polymer Mixtures
使用一个最小的二元棒-聚合物混合物的热力学代数模型,我们提供了证据的五重相平衡,观察,似乎是在不符合吉布斯相规则的两个组件系统。我们的模型是基于状态方程的相关液晶阶段,在定量协议与计算机模拟。我们认为,一个五重平衡的外观,涉及各向同性的流体,一个液晶和近晶相液晶,和两个固相可以调和与广义吉布斯相规则,其中两个固有的长度尺度的非热胶体-聚合物混合物作为额外的字段变量。
2020-09-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Equilibrium phase behavior of the square-well linear microphase-forming model
我们最近开发了一种模拟方法来计算基于颗粒的微相形成剂的平衡相图。在这里,这种方法被用来计算的方阱线性模型的相位行为的不同强度和范围的线性长程排斥组件。结果进行了比较与各种理论预测的微相形成。分析进一步使我们能够更好地了解在胶体悬浮液中的微相形成的机制。
2016-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean square displacement of intruders in freely cooling multicomponent granular mixtures
本研究针对自由冷却多组分颗粒混合物中的示踪粒子,采用第二索宁近似求解扩散系数并推导均方位移的对数时间依赖关系,通过直接模拟蒙特卡洛方法验证了该近似优于一阶近似,且长时间极限下与已有结果吻合。
2024-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Deciphering the Interface Laws of Turing Mixtures and Foams
本文发现由蛋白质周期性附着与脱离产生的有效界面张力可组织非平衡稳态模式,提出非平衡诺伊曼角定律和Plateau顶点条件,建立“图灵混合物”与“图灵泡沫”概念,并用Min蛋白系统实验验证,为合成细胞空间控制提供设计依据。
2024-09-30 cond-mat.soft nlin.PS physics.bio-ph
Interference of dynamical arrest, thermodynamic instabilities and energy-scale competition in symmetric binary mixtures
Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí(圣路易斯波托西自治大学物理研究所);Monte Caldera Technologies Inc.(蒙特卡尔德拉科技有限公司)
研究探讨了动力学冻结、热力学不稳定性与能量尺度竞争在对称二元混合物中的相互作用,揭示了不同机制驱动的非晶态形成及相图分类。
2026-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Algebraic depletion interactions in two-temperature mixtures
本研究通过数值模拟和微扰分析,揭示了双温度混合物中耗尽相互作用的代数衰减规律,并扩展了其适用范围。
2024-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation of a two-dimensional colloidal mixture exhibiting liquid-liquid and gas-liquid phase separation: a dynamical density functional theory study
我们提出了动态密度泛函理论的结果的密度分布的时间演化的沉积模型的二维二元混合胶体。混合物的体相行为、其在限制壁处的界面性质和引力场之间的相互作用产生了丰富多样的平衡和非平衡形态。在流体状态下,该系统表现出液-液相分离和气-液相分离。随着系统的沉积,相分离显着影响的动态,我们探讨的情况下,最终状态是一个共存的三个不同的阶段。求解二维的动力学方程,我们发现在某些情况下,两种物质的最终密度分布具有不同于外部势的对称性,这可能是令人惊讶的,考虑到该理论的统计力学起源。文章最后对此进行了讨论。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Convective Instability Driven by Diffusiophoresis of Colloids in Binary Liquid Mixtures
本文实验发现二元液体混合物中均匀分散的胶体因扩散泳迁移破坏力学平衡,导致瞬态对流不稳定性,并通过数值分析揭示了其微观机制。
2024-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Controlling local order of athermal self-propelled particles
我们考虑一个模型的自推进动力学的非热活性粒子,其中的非平衡主动力建模的Ornstein-Uhlenbeck过程。在无驱动力的限制下,模型简化为原子玻璃形成流体Wahnström二元混合物的被动布朗动力学。众所周知,Wahnström混合物显示出缓慢动力学的出现与基于二十面体的局部有利结构的形成之间的强烈相关性。在这里,我们研究了非平衡力如何影响系统的局部结构,并发现这些强烈促进二十面体秩序。富含局部二十面体序的相对应于非常低势能的配置,这表明自推进模型中的非平衡动力学可以有效地用于探索二元混合物的势能面,并且可以获得使用被动动力学难以达到的状态。
2017-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active microphase separation in mixtures of microtubules and tip-accumulating molecular motors
微管和分子马达的混合物形成具有不同动力学行为的活性材料,这些行为根据其成分的分子性质而变化。我们绘制了微管和尖端累积驱动蛋白-4分子马达的非平衡相图。我们发现,驱动蛋白-4可以驱动全球收缩或顺从性样伸展动力学,这取决于微管和捆绑剂的浓度。我们还观察到一系列的空间异质非平衡相,包括有限大小的径向星,一维蠕虫状链,扩展的二维双层,和系统跨越三维活性泡沫。最后,我们描述了复杂的动力学途径,产生微相分离的结构和产生的内在挫折之间的取向顺序的丝状微管和尖端积累分子马达的位置顺序。我们的工作表明,在细胞骨架网络中的主动应力和阶段的形式不仅取决于单个电机和细丝的属性,但也取决于成分的浓度和空间排列。
2021-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Exact equilibrium properties of square-well and square-shoulder disks in single-file confinement
本文通过映射技术将单列约束下的方阱盘与方肩盘系统转化为一维非可加棒混合物,精确求解其状态方程、内能、径向分布函数及结构因子等热力学与结构性质,并用蒙特卡洛模拟验证了理论结果。
2024-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Local and global properties of mixtures in one-dimensional systems. II. Exact results for the Kirkwood-Buff integral
本文直接计算了一维二元混合物的Kirkwood-Buff积分。结果被应用到方井粒子,并发现同意与柯克伍德-巴夫理论的解决方案的反演所获得的。
2009-10-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph