Correlation functions in ionic liquid at coexistence with ionic crystal. Results of the Brazovskii-type field theory
关联函数的限制原始模型内的一个圈自洽Hartree近似的场论方法计算。关联函数表现出阻尼振荡行为,如之前在高斯近似[Ciach at.例如,J. Chem. Phys. { \bf 118},3702(2003)]。涨落的贡献导致了关联函数的振幅和衰减长度的重整化。重整化量表现出与平均场(MF)对应物不同的性质。当接近$λ$线时,MF中的振幅和衰减长度都发散,但重整化量在相同的无量纲单位中保持统一的顺序,直到与离子晶体共存。沿着相变线,衰减长度和振荡周期与密度无关,它们的值以离子直径为单位分别为$α_0^{-1}\approx 1$和$2π/α_1\approx 2.8$。
2006-08-29 cond-mat.soft
Freezing line of polydisperse hard spheres via direct-coexistence simulations
Utrecht University(乌得勒支大学)
本文通过半巨正则系综的直接共存模拟,绘制了多分散硬球的冻结线,发现晶体随多分散性增加而更具尺寸选择性,并研究了界面特性。
2025-10-08 cond-mat.soft
Thin-thick coexistence behavior of 8CB liquid crystalline films on silicon
通过光学和X射线反射率测量研究了4 '-正辛基-4-氰基联苯(8 CB)薄膜在Si上的润湿行为。实验相图显示了一个广泛的厚-薄共存区域跨越体各向同性到结晶($T_{IN}$)和向列相到近晶-A($T_{NA}$)温度。对于覆盖率在47和$72\pm3$ nm之间的Si表面,随着温度的升高,观察到两次凹入润湿行为,在$T_{IN}$和$T_{NA}$附近有单独的共存行为。然而,对于小于47 nm的覆盖率,这两种共存行为合并成一个单一的共存区域。观察到的薄-厚共存附近的二阶NA过渡是没有预期的任何以前的理论或实验。然而,在共存区域内的薄相和厚相的行为与这是平衡现象一致。
2008-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vapour-Liquid equilibrium and low-temperature liquid-crystal phase diagram of discotic colloids
本文利用 Monte Carlo 模拟研究 Kihara 势盘状胶体的低温相图与气液共存,揭示长径比对共存温度、密度范围及向列相、新型层状相等中间相序列的影响。
2024-10-28 cond-mat.soft
A simple and accurate method to determine fluid-crystal phase boundaries from direct coexistence simulations
提出一种简单改进的直接共存模拟方法,用于精确确定流体-晶体相边界,在硬球、屏蔽库仑势和二维斑片粒子模型中验证,与自由能方法高度一致,并能分辨微小自由能差异。
2025-04-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coexistence of nonequilibrium phases in assemblies of driven nematic colloids
我们结合实验,理论和模拟来研究从相互作用的胶体粒子中出现的非平衡相的共存,这些胶体粒子在液晶溶剂中电动推进。我们直接确定径向组件内的机械压力,并测量这个非热驱动系统的非平衡状态方程。一个通用的模型相结合的电泳推进与静电效应和液晶介导的流体动力学,这是有效地铸造成一个长距离的粒子间排斥之间的相互作用,而弹性起着次要的作用。基于该模型的模拟定量地解释了所观察到的集体组织过程和相共存。我们的胶体组件提供了一个实验测试平台,以调查的基本作用,泳动压力的组织驱动出平衡的问题。
2018-06-26 cond-mat.soft
Fluid-crystal coexistence for proteins and inorganic nanocolloids: dependence on ionic strength
我们从理论上研究了球状带电纳米粒子(如蛋白质和无机胶体)溶液的流体-晶体共存。通过优化的Baxter模型计算流体相的热力学性质。这是专门为溶菌酶和silicotungstates的裸露的粘附参数进行评估,通过实验的第二维里系数。晶体的静电自由能是通过假设颗粒之间的间隙相中的空穴是球形的形式来近似的。在无盐的情况下,求解泊松-玻尔兹曼方程来计算粒子上的有效电荷,并使用唐南近似来推导盐存在下的化学势和渗透压。溶菌酶和silicotungstates共存的数据进行了分析,特别是在这个计划中的化学势的离子强度依赖。后者在两个阶段内是一致的,只要允许有效收费向上调整。
2006-04-11 cond-mat.soft q-bio.BM
A possible four-phase coexistence in a single-component system
对于在恒定温度$T$和压力$P$下平衡共存的不同相,必须满足相等化学势$μ$的条件。这个条件表明,对于单组分系统,可以共存的相的最大数量是三个。历史上,这被称为吉布斯相律,是热力学中最古老和受人尊敬的规则之一。在这里,我们利用的事实,通过改变模型参数,吉布斯相规则可以推广,使四个阶段可以共存,即使在单组分系统。为了系统地寻找四极点,我们使用一个单原子系统与一个可变四面体的Stillinger-Weber势相互作用。我们的研究表明,四重点在控制多个平衡相方面提供了新的灵活性,并且可以在具有可调相互作用的系统中实现,这在几个软物质系统中是可行的(例如,片状胶体)。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coexistence and Phase Separation in Sheared Complex Fluids
我们演示了如何构造复杂流体在流动下发生相变的动态相图,其中守恒的组成变量和破缺对称性序参量(相变、近晶、结晶等)与剪切速率相关。我们的建设依赖于一个选择标准,存在一个稳定的接口连接两个稳定的均匀状态。我们使用(广义)Doi模型的溶致液晶作为一个模型系统,但该方法可以很容易地应用到其他系统,提供非本地效应包括在内。
1997-05-19 cond-mat.soft
Crystal growth kinetics in Lennard-Jones and Weeks-Chandler-Andersen systems along the solid-liquid coexistence line
用非平衡分子动力学模拟研究了Lennard-Jones和Weeks-Chandler-Andersen面心立方晶液界面(100)、(110)和(111)晶向固液共存线上的晶体生长动力学。观察到沿共存线的生长动力学减慢,这主要是温度效应,其他量如熔化压力和液体自扩散系数具有可忽略的影响。这两种潜力的增长动力学变得相似,在大值的熔化温度和压力,当两者都类似于一个纯粹的排斥性软球势。从熔体结晶的经典模型是在合理的定性与我们的模拟数据。最后,研究了几个单相经验熔化/冻结规则沿共存线的有效性。
2015-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The elusive fluid-and-crystal coexistence state in simulations of monodisperse, hard-sphere colloids
University of Missouri(密苏里大学);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学)
本文探讨了单分散纯排斥硬球(MPRHS)模拟中难以实现自发流体-晶体共存态的问题,分析了熵竞争机制及绕过亚稳态的方法,指出Frenkel机制的计算证明需依赖大型系统与精细硬度扰动。
2025-11-03 cond-mat.soft
Solid - Liquid Phase Transition in a Gibbs Monolayer of Melissic Acid at the n-Hexane - Water Interface
利用同步辐射进行的X射线反射测量数据显示,在蜂花酸的吉布斯单分子层中,正己烷-水界面处,从每分子面积A =(17 +/- 1)埃^[2]的结晶态到A =(23 +/- 1)埃^[2]的液态发生了急剧的相变。
2015-12-02 cond-mat.soft
High accuracy Monte Carlo study of dispersion model of biaxial liquid crystals
本文对双轴液晶晶格色散模型的各向同性-向列相变进行了高精度的蒙特卡罗模拟研究。用多重直方图重加权技术确定了终止于朗道临界点的NI共存曲线。研究表明,温度-双轴性参数相图中的$N$ - $I$共存曲线的性质与早期的理论(平均场或计算机模拟)预测有很大的不同,其曲率随分子双轴性程度的增加而变化。
2017-04-14 cond-mat.soft
Coexistence between fluid and crystalline phases of proteins in photosynthetic membranes
光系统II(PSII)及其相关的捕光复合物II(LHCII)高度集中在光合类囊体膜的基粒堆叠区域。在膜内,PSII-LHCII超复合物可以以无序堆积、有序阵列或其混合物排列。阵列形成背后的物理驱动力是未知的,这使得确定阵列在调节光捕获或能量转换效率中的可能功能作用的尝试变得复杂。在这里,我们介绍了一个粗粒度的耦合光合膜蛋白质相互作用的模型,专注于只有两种粒子类型,具有简单的形状和结构研究激发的势能。报告模型的平衡波动的计算机模拟,我们证明了它的成功再现不同的结构特征,在实验中观察到的,包括扩展PSII-LHCII阵列。自由能计算表明,阵列的出现标志着一个相变从无序的流体状态到系统跨越晶体,这可以很容易地被逮捕的热力学约束或缓慢的动力学。流体-晶体共存的区域很宽,包括许多生理相关的参数制度。我们的研究结果表明,基粒膜位于或接近相共存,赋予显着的结构和功能的灵活性,这个密集的膜蛋白系统。
2013-02-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Gas-Liquid Coexistence in the Primitive Model for Water
我们评估的位置的气液共存线和相关的临界点的原始模型的水(PMW),介绍了Kolafa和Neidenda [J. Kolafa和I。内格罗尔达山61,161(1987)]。除了是一个简单的模型,形成液体的分子网络,PMW是代表补丁蛋白质和新的胶体粒子与本地化的定向短程吸引力相互作用。我们表明,气-液相分离是亚稳态的,即它发生在该区域的相图中的结晶相是crystallically青睐,在通过短程吸引球势的相互作用的物品的情况下。从球势出发,我们没有观察到接近临界点的结晶。与球形相互作用颗粒的等效模型相比,这种片状模型的气液不稳定区域显着减少,证实了在由键合驱动的均匀样品中观察动力学逮捕的可能性,而不是包装。
2007-05-08 cond-mat.soft
Non-equilibrium two-phase coexistence in a confined granular layer
本文报道了在两个垂直振动的水平平板之间的钢球致密层中晶体的均匀形核现象。在临界振动振幅以上,具有正方形对称性的两层晶体被发现与周围的颗粒状液体在稳态共存。通过类比平衡硬球系统,相行为可以通过熵最大化来解释。然而,戏剧性的非平衡效应是存在的,包括一个显着的差异,在两个阶段的颗粒温度。
2004-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Structure and dynamics of interfaces between two coexisting liquid crystalline phases
相场晶体模型是用来访问两个共存的液晶相在两个空间维度之间的界面的结构和热力学。取决于模型参数,在两个液晶相之间存在多种可能的共存,包括塑性三角形晶体(PTC)。在这里,我们数值计算的轮廓的平均密度和跨界面的各向同性PTC和柱状PTC分别近晶A-PTC共存的三阶张量。作为一个一般的发现,相对于表征取向顺序的有序序参量的界面的宽度大于平均密度界面的宽度。在从PTC侧接近界面时,首先平均密度下降,然后是有序序参量。两个轮廓的相对位移可以大于塑性晶体的全晶格常数。最后,我们还提出了数值结果的动态松弛的初始序参数配置文件向其平衡界面配置文件。我们的预测的界面配置文件可以在原则上验证胶体分散体的真实空间实验。
2013-02-01 cond-mat.soft
Out-of-equilibrium processes in suspensions of oppositely charged colloids: liquid-to-crystal nucleation and gel formation
我们研究了带相反电荷的颗粒的胶体悬浮液中的液晶转化和凝胶形成的动力学。我们分析,通过计算机模拟和实验,流体淬火的相图中的状态点,其中最稳定的状态是一个均匀的结晶固体或与稀释气体接触的固相的演变。一方面,在高温和高填充分数,接近有序固体/无序固体共存线,我们发现,流体到晶体的途径不遵循最小自由能路线。另一方面,淬火到远离有序晶体/无序晶体共存边界的状态点之后是通过最小自由能途径的流体到固体的转变。在低温和包装分数,我们观察到,该系统经历了气-液spinodal分解,在某些时候,逮捕引起的凝胶状结构。我们的模拟和实验都表明,增加相互作用范围有利于凝胶状结构中的玻璃化结晶。
2009-07-13 cond-mat.soft
Phase Coexistence of Complex Fluids in Shear Flow
我们提出了一些最近的计算结果的刚性棒状颗粒在剪切流中,基于Doi模型。这是一个理想的模型系统,用于展示剪切稀化流体(聚合物溶液,蠕虫状胶束,表面活性剂溶液,液晶)在剪切流中的一般行为。我们目前的计算相共存之间的弱对齐(paranematic)和强对齐的阶段,包括在剪切平面和涡度方向(日志滚动)对齐剪切。相共存是可能的,原则上,在共同的剪切应力和共同的应变速率的条件下,对应于不同的取向的相之间的界面。我们讨论解决这个简并的参数。相共存的计算依赖于动力学运动方程中的非齐次项的存在,其选择适当的共存状态对。我们铸造这个条件的一个等效的动力系统,并探讨如何从平衡相共存不同的一些方面。
1999-01-21 cond-mat.soft
Theory of Nonequilibrium Coexistence with Coupled Conserved and Nonconserved Order Parameters
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
本文提出了一种非平衡共存理论,通过耦合守恒与非守恒序参量,将共存标准转化为状态函数相等,为高维非平衡相图理论的发展提供理论支持。
2024-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coexistence of patterned phases in chemically active multicomponent mixtures
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization(马克斯·普朗克动力学与自组织研究所)
研究化学活性混合物中物理相互作用与反应的协同作用,揭示复杂图案的形成机制及相共存规律。
2026-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Phase Diagram of Active Brownian Spheres: Crystallization and the Metastability of Motility-Induced Phase Separation
运动诱导相分离(MIPS)是纯粹排斥性活性粒子经历液-气相分离的现象,是非平衡相变最简单且研究最广泛的例子之一。在这里,我们表明,MIPS共存的状态实际上只有亚稳态的三维活性布朗粒子在一个非常广泛的条件下,在很长的时间内通过有序过渡,我们称之为活性结晶衰减。在MIPS临界点之上的活动,液体-气体双节点被晶体-流体共存曲线所取代,固体,液体和气体都共存于两条曲线相交的三相点。然而,从无序流体中成核活性晶体需要一种罕见的波动,这种波动表现出固相的近密堆积密度。相应的障碍,结晶是克服一个可行的时间尺度上只有在高活性,只有在流体密度接近最大包装。在平衡状态下,这种致密液体的玻璃化预期被主动力强烈地减轻,使得液体-气体共存的寿命随着活性的增加而稳定地下降,在模拟中表现为在极高活性下的容易的自发结晶。
2021-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium coexistence between a fluid and a hotter or colder crystal of granular hard disks
针对非平衡相共存缺乏统一理论框架的问题,以碰撞耗散的颗粒材料为研究平台,通过数值模型发现热固体与冷液体可共存(因固体相碰撞频率更低),并扩展动力学理论准确预测高堆积分数下的相温度,为相关物理机制提供新见解。
2025-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Metastability and nucleation in the dilute fluid phase of a simple model of globular proteins
研究了模型球状蛋白质的稀相流动。该模型具有流体-流体过渡埋在流体-晶体共存区,因为做一些球状蛋白质。如果这种流体-流体转变没有深埋在流体-晶体共存区域内,则结晶相不会在稀释流体内成核。我们将这种晶体成核的缺乏与我们模型中的相互作用联系起来,并推测球状蛋白质之间的类似相互作用是导致许多球状蛋白质结晶困难的原因。
1999-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Chiral phase-coexistence in compressed double-twist elastomers
我们采用各向异性橡胶弹性理论来模拟生物系统中的交联双扭液晶柱。在机械拉伸中,我们恢复了应变矫直,但在小扭转角极限下有一个精确的表达式。在压缩中,我们观察到高和低扭曲相位之间的共存。共存开始在小的压缩应变,并鲁棒地观察到任何各向异性的交联和一般的双扭转功能-但消失在大的扭转角。在共存区域内,双扭圆柱在恒定应力下允许有较大的压缩。我们的研究结果是定性与以前的观察肿胀或压缩胶原纤维,表明这种现象可能是容易获得的实验。
2021-04-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Coexistence of hexatic and isotropic phases in two-dimensional Yukawa systems
我们对粒子与汤川势相互作用的二维胶体晶体的熔化过程进行了布朗动力学模拟。计算了Yukawa体系的对关联函数和键取向关联函数。观察到键取向关联函数的代数衰减。通过排除共存区,只有一个不稳定的六角相被发现在汤川系统。但我们的工作表明Yukawa系统的熔化是一个两阶段的熔化,与KTHNY理论不一致,并且发现了各向同性液体和六角相共存区。
2008-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coexistence of active and hydrodynamic turbulence in two dimensional active nematics
在主动液晶中,活动能够驱动混沌时空流,称为主动湍流。通过理论和实验工作,主动湍流被表征为低雷诺数现象。我们表明,在二维,单独的主动强迫是能够触发流体动力学湍流导致的共存的主动和惯性湍流。这种类型的流动发展为足够活跃和可延伸的流动对齐向列相。我们观察到,一个extensile的小的和大的值的流动对齐参数的组合效果导致的弹性能谱,促进能够触发逆能量级联的动能的增长扩大。
2022-10-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coexistence of uniform and oscillatory states resulting from nonreciprocity and conservation laws
本研究通过双物种Cahn-Hilliard模型揭示非互易性与守恒律相互作用导致多类非平衡相稳定共存,且此类共存及相图可通过麦克斯韦双切线构造预测,分岔研究和模拟验证了该结论。
2025-01-13 cond-mat.soft nlin.PS
Predictions of the interfacial free energy along the coexistence line from single-state calculations
本文利用 Gibbs-Cahn 积分方法,仅凭单态 NVT 模拟数据预测 Lennard-Jones、mW 水及 TIP4P/2005 模型沿共存线的液-固和液-汽界面自由能,验证了其准确性与高效性。
2024-11-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Thermodynamic Relationships for Bulk Crystalline and Liquid Phases in the Phase-Field Crystal Model
我们提出的相场晶体(PFC)模型的自由能和流体静压下的体相的热力学状态变量之间的热力学关系。该关系是基于Larché和Cahn [Larché和Cahn,Acta Metallurgica,第21卷,1051(1973)]的结晶固体的热力学形式推导的。我们应用的关系来检查与不同的PFC模型的输入参数:温度,晶格间距,和PFC序参量,$\bar{n}$的平均值相关的热力学过程。散装结晶固体和液体相之间的平衡条件施加在PFC模型的热力学关系,以获得一个程序,用于确定固-液相共存。由此产生的程序被认为是一致的PFC社区中常用的方法,证明使用的共同切线建设,以确定固-液相共存的PFC模型。最后,我们将该程序应用于八阶拟合(Eighth Order-fit,EQF)PFC模型,该模型已被参数化为体心立方($bcc$)Fe [Jaatinen et al.,Physical Review E 80,031602(2009)],以演示该程序并开发关于PFC输入参数的物理直觉。我们表明,EOF-PFC模型参数化不预测稳定的$bcc$结构的正空位密度。这一结果表明PFC模型的另一种参数化,它需要两体直接关联函数的主峰位置作为$\bar{n}$的函数移动。
2015-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulations of liquid crystal hydrodynamics
本研究提出一种处理张量序参量与流动耦合的格子Boltzmann算法,用于液晶流体动力学模拟,验证了其在缺陷合并、Poiseuille流状态及剪切相共存等非牛顿流动行为研究中的有效性。
1999-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ordering and Melting in Colloidal Molecular Crystal Mixtures
我们表明,在模拟中,丰富多样的新的排序,如风车和星形状态可以实现胶体分子晶体混合物的数量从一个基本的周期性基板的胶体的数量的最小值的合理比例。这些状态可以具有多步熔融转变,并且还显示共存,其中一种物质无序,而另一种物质保持取向无序。对于其他混合物,只有部分有序或受挫状态的形式。
2004-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech