Diffusion anomaly and dynamic transitions in the Bell-Lavis water model
本文研究了最小Bell-Lavis(BL)水模型的动力学性质及其与热力学反常的关系。Bell-Lavis模型定义在三角形晶格上,其中水分子由具有通过范德华力和氢键相互作用的三个对称键臂的粒子表示。我们通过蒙特卡罗模拟研究了相图不同区域的模型扩散率。我们的结果表明,该模型显示了一个区域的反常扩散,这是在该区域内的反常密度,由最大密度温度线(TMD)所包围。此外,我们还发现,扩散率经历了一个动态的转变,可以归类为脆弱的强转变,在临界线,只有在低压。在较高的密度下,在穿过临界线时没有看到动态转变。因此,从这项研究的证据是,动态过渡到临界的关系可能会被丢弃。
2010-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Applications of fractional calculus to diffusion transport in clay-water system
对粘土-水混合物的低频电导率谱进行了分析。在不同的水含量值的样品的电导率谱被示出崩溃到一个单一的主曲线时,适当地重新缩放。电导率的频率依赖性被示出为遵循幂律,指数n= 0.67之前到达频率无关的部分。有人认为,所观察到的电导率分散的粘土-水系统中的有害扩散的离子的结果。分数朗之万方程,然后用来描述单离子的随机动力学。
2005-09-09 cond-mat.soft
On the influence of molecular structure on the conductivity of electrolyte solutions - sodium nitrate in water
硝酸钠在水中的电导率的理论计算,并与实验测量进行比较。本文采用关联平均球近似(AMSA)方法,在声子理论框架下,用直接关联力方法计算了体系的输运性质。在Born-Oppenheimer水平上,利用Monte Carlo和分子动力学计算方法,导出了溶液中离子间的有效相互作用。这项工作是基于早期的理论和实验研究的浓硝酸钠水溶液的结构。
2013-12-16 cond-mat.soft
Structural Origin of Water Heat Capacity Anomaly from Classical and Quantum Simulations
University of California, Davis(加州大学戴维斯分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)
研究水热容量异常的结构起源,采用经典和路径积分分子动力学方法,发现核量子效应抑制高频振动,热容量异常源于结构波动,通过两态映射揭示有效焓标度,建立微观联系。
2026-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heating anomaly of cold interfacial water under irradiation of mid-infrared pulses
采用非平衡分子动力学模拟研究了不同初始温度下界面水的中红外加热。结果表明,在3360-3380 $cm^{-1}$的脉冲辐照下,亲水表面上的二维水单分子层在较低的初始温度下获得了更大的温度跃变。这种违反直觉的现象下的机制是由于在较低的初始温度下的水分子的特定取向配置的不对称OH伸缩振动的增强的转换效率。对这一反常现象的理解阐明了水分子界面性质对温度的敏感性。
2022-07-18 cond-mat.soft
Waterlike thermodynamic anomalies in a repulsive-step potential system
本文用计算机模拟研究了具有排斥阶跃势的三维质点系的平衡相图。使用自由能计算得到的相图。在低温下,我们观察到许多不同的晶相。结果表明,在一定的势参数值下,系统表现出类似水的热力学异常:密度异常和扩散异常。随着排斥阶宽的增加,异常消失:它们的位置移动到晶相内的区域。
2008-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relations between the diffusion anomaly and cooperative rearranging regions in a hydrophobically nanoconfined water monolayer
我们模拟了水在相隔0.5 nm的疏水壁之间的扩散,研究了水的微观结构对平行于疏水壁的扩散常数D_ \parallel的影响。在低温T下,水扩散可以与氢键网络中的缺陷数量相关联。然而,缺陷的数量并不能单独解释水的特殊扩散,沿着等温线具有最大值和最小值。在这里,我们计算的关系,定量再现的行为D_ \parallel,专注于高T政权。我们澄清了氢键断裂和1纳米大小的合作重排区域之间的相互作用如何产生扩散极端值,这可能与本体水和纳米承压水都相关。
2012-01-30 cond-mat.soft
Apparent molar volume anomaly in water-dimethyl sulfoxide liquid mixtures. Molecular dynamics computer simulations
采用等压-等温(NPT)分子动力学计算机模拟方法,研究了不同温度下液态水-DMSO混合物的密度与组成的关系。考虑DMSO分子的不可极化半柔性P1和P2模型与TIP 4P-2005水模型的组合。报告了该物种的过量混合体积和表观摩尔体积。我们已经确定,混合物的P1-TIP 4P-2005模型提供了一个非常好的描述的位置的最小表观摩尔体积的DMSO物种指示的异常。最重要的是,与P2-TIP 4P-2005模型相比,该模型正确捕获了疏水效应存在的温度区间。
2023-01-04 cond-mat.soft
Thermodynamic Origin of Water's Thermal Conductivity Maximum
本研究通过分子力场和Bridgman方程揭示水的热导率极大值(TCM)与压缩率极小值相关,并在四面体液体中确定了TCM存在的三种情形及“金发姑娘区”,为水和一般四面体液体的TCM提供了热力学解释。
2024-04-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
A new water anomaly: the temperature dependence of the proton mean kinetic energy
水中质子的平均动能由深度非弹性中子散射实验确定,该实验在最大密度温度以上和以下以及在过冷相中进行。这种能量的温度依赖性显示出异常的行为,因为它发生在许多水的性质。特别是两个区域的最大动能被确定:第一个,在过冷阶段的范围内269 K - 272 K,和第二个以上273 K。在这两个区域中,测量的质子动能都超过了基于半经典模型的理论预测。值得注意的是,质子平均动能在277 K处具有最大值,这是水的最大密度的温度。在过冷亚稳相,测量的平均动能和质子动量分布清楚地表明质子离域之间的两个H-键合的氧。
2009-01-28 cond-mat.soft
Statistical Analysis of Thermal Conductivity Experimentally Measured in Water-Based Nanofluids
纳米流体是纳米颗粒在基础传热液体中的悬浮液。自20世纪90年代提出以来,它们已被广泛研究以促进传热。我们提出了一个统计相关性分析的实验测量的导热系数的水基纳米流体在文献中。考察了颗粒浓度、颗粒尺寸、温度和表面活性剂等因素的影响。对于特定材料(氧化铝、二氧化钛、氧化铜、铜、二氧化硅和碳化硅),进行单独分析。电导率随着浓度的增加而增加,与麦克斯韦均匀介质理论定性一致。电导率也随温度而增加(除了由于与水的电导率增加而得到的改善之外)。令人惊讶的是,只有二氧化硅纳米流体表现出统计学上显著的粒径效应,由此较小的颗粒导致更快的传热。总的来说,实验数据中的大分散性阻碍了对这些效应的令人信服的、明确的评估。总之,我们的分析结果表明,更全面的实验表征纳米流体是必要的,以估计其实际潜力。
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.data-an
Density anomaly in water-alcohol mixtures: minimum model for structure makers and breakers
我们模拟了当少量溶质加入到混合物中时,类水溶剂的最大密度(TMD)温度的变化。溶剂被建模为一个两个长度尺度的潜力,这是已知的表现出类似水的特征异常,而溶质被选择为具有吸引力的相互作用,从小到大的吸引力的潜力调谐与溶剂。我们表明,如果溶质表现出高吸引力与溶剂,它的行为作为一个结构制造商和TMD增加与添加溶质,而如果溶质表现出低吸引力与溶剂的TMD减少,与溶质作为一个结构破坏者。
2023-02-22 cond-mat.soft
Optical conductivity of wet DNA
受最近实验的启发,我们研究了DNA在含有水分子和反离子的自然环境中的光学电导率。我们的密度泛函理论计算(使用SIESTA)的四个碱基对的B-DNA与周围的250个水分子的顺序建议的热激活掺杂的DNA的水状态,这一般导致电子的低频吸收的贡献。对掺杂的主要贡献来自DNA末端、断裂或缺口附近的水,因此可能与DNA中的时间或结构缺陷有关。
2005-04-25 cond-mat.other cond-mat.soft
In-plane dielectric constant and conductivity of confined water
本研究利用扫描介电显微镜测量受限水的面内电学性质,发现少层受限水具有约1000的巨介电常数和接近超离子液体的高电导率,归因于无序氢键网络,对理解纳米尺度水行为至关重要。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
The effect of direct electron beam patterning on the water uptake and ionic conductivity of Nafion thin films
本研究通过多种表征手段,发现电子束图案化对Nafion薄膜的水吸收和离子电导率有厚度依赖影响,且电导率降低不超过一个数量级,为相关换能器应用提供了依据。
2023-06-21 cond-mat.soft
Correlation between structure and conductivity of stretched Nafion
我们已经使用粗粒度的模拟方法来研究拉伸引起的结构取向对Nafion类质子导电性的影响。离聚物形态的最新实验数据将Nafion描述为聚合物主链的聚集体,形成嵌入连续离子介质中的细长物体。一个重铸的Nafion膜的单轴拉伸导致这些物体在拉伸方向上的优先取向。我们对潮湿的Nafion的模拟表明,这对质子电导率有很强的影响,质子电导率沿拉伸方向增强,而垂直于拉伸聚合物主链的电导率降低。拉伸还导致全氟化侧链垂直于拉伸轴取向。这反过来又影响了低含水量时的水分布。水形成了一个连续的网络与狭窄的桥梁之间的小水团簇吸收的头基多重态。
2008-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature dependence of the microscopic structure and density anomaly of the SPC/E and TIP4P-Ew water models. Molecular dynamics simulation results
用定压分子动力学模拟研究了SPC/E和TIP 4P-Ew水模型微观结构的温度变化趋势,包括对分布函数、配位数、平均氢键数、单分子成键态分布和分子角分布.的结构的演变是把对应的水密度的依赖性的高温下的温度区域的系统变得过冷。结果表明,三个和四个键的分子的分数决定了这两种模型的最大密度。此外,得到并分析了介电常数的温度依赖性。
2015-04-06 cond-mat.soft
Liquid-liquid phase transition model incorporating evidence for ferroelectric state near the lambda-point anomaly in supercooled water
我们提出了一个统一的模型,结合一阶液-液和二阶铁电相变模型,并在一个单一的理论框架内解释液态水的$λ$点的各种功能。很明显,在所提出的模型中,不仅水分子的长程偶极-偶极相互作用在室温下产生大的介电常数$ε$值,我们的分析表明,水分子的大偶极矩也导致铁电相变在温度接近于临界点。我们的更精细的模型表明,相变只发生在低密度的液体成分,是最近在实验中观察到的介电常数的奇异性与过冷液体水在温度T~ 233 K的起源。这个组合模型与几乎所有可用的实验组一致,并解释了大多数众所周知的,甚至最近获得的MD模拟结果。
2012-01-30 cond-mat.soft
Water-like anomalies for core-softened models of fluids: One dimension
我们使用一个一维(1d)的核心软化潜力,以发展一个物理图片的一些异常存在于液态水。核心软化电位模拟氢键的作用。对1d系统的兴趣源于这样的事实,即封闭形式的结果是可能的,并且1d中的定性行为在更高维度的液相中重现。讨论了势的形状与密度异常的关系,并研究了密度异常引起的熵异常。我们发现,某些形式的两步方阱势导致在T=0时存在一个在低压下有利的低密度相和一个在高压下有利的高密度相,并导致在正压下出现一个点$C'$,它类似于$1d$伊辛模型中T=0的“临界点”。点$C'$的存在导致等温压缩系数$K_T$和等压比热$C_P$的反常行为。
1999-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tetrahedrality, hydrogen bonding and the density anomaly of the central force water model. A Monte Carlo study
采用正则和巨正则统计系综下的Monte Carlo计算机模拟研究了中心力(CF 1)水模型的性质。该模型较好地再现了H $_2$ O分子的分子内结构。重点是氢键,四面体,$q$,和翻译,$τ$,序参量。一个充满活力的氢键的定义给出了更一致的结果相比,一个参数的距离标准的平均氢键数。在300 K时,得到的平均值为3.8。$q$和$τ$度量被用来阐明CF 1模型的类水异常行为。结构异常导致密度异常,模型的密度与实验$ρ(T)$趋势吻合得很好。探讨了该模型状态方程的化学势-密度投影。在足够低的温度下观察到汽液共存。
2021-10-09 cond-mat.soft
Anomaly of the dielectric function of water under confinement and its role in Van der Waals interactions
我们提出了一个理论计算的Hamaker常数的变化,由于水的静态介电函数的异常减少。在限制下,水的介电函数从79的体积值下降到2。如果限制壁由电介质材料制成,Hamaker常数减小几乎90%。然而,如果用金属板实现限制,Hamaker常数几乎没有变化。此外,我们表明,限制可以用来减少德拜屏蔽长度,而不改变盐浓度。这反过来又被用来改变电解质存在下的Hamaker常数。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Shear and bulk viscosities of water up to 1.6 GPa and anomaly in the structural relaxation time
Institut Lumière Matière, Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Universitaire de France(物质与光研究所,里昂大学,克莱贝尔·贝尔纳·里昂第一大学,法国国家科学研究中心,法国高等研究院);Departamento de estructura de la materia, física térmica y electrónica, Facultad de Ciencias Fisicas, Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学物理科学学院物质结构、热学与电子学系);Laboratoire de Géologie de Lyon Terre, Planètes et Environnement, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, École Normale Supérieure de Lyon, Université Jean Monnet Saint-Étienne(里昂地球、行星与环境地质学实验室,克莱贝尔·贝尔纳·里昂第一大学,法国国家科学研究中心,里昂高等师范学院,圣艾蒂安让·莫内大学)
研究水在高压下的剪切和体积粘度变化,发现其比值随压力增加而下降,同时揭示结构弛豫时间τ在0.5 GPa附近达到最小值,提出此异常源于水结构的异常。
2026-03-18 cond-mat.soft
IEC-Independent Coupling Between Water Uptake and Ionic Conductivity in Anion-Conducting Polymer Films
本文结合实验与最小模型模拟,研究聚降冰片烯基阴离子交换膜中吸水与离子电导率的关系,揭示其相关性受电荷密度和温度影响,而非仅由IEC决定。
2025-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Understanding diffusion and density anomaly in a coarse-grained model for water confined between hydrophobic walls
我们研究,通过蒙特卡罗模拟,一个粗粒度的模型,在部分水化的疏水壁之间的水单层,与壁到壁的距离约为0.5 nm。我们分析了平行于壁的扩散常数,$D_{\parallel}$,如何改变和相关的系统的相图。我们发现一个轨迹的$D_{\parallel}$最大值和轨迹的$D_{\parallel}$最小值沿等温线,与线的恒定$D_{\parallel}$类似的散装水的熔点线。$D_{\parallel}$极值的两个轨迹包封在恒定$P$时密度最大值的温度线上。我们展示了这些位点是如何与由于氢键的异常体积行为。在低得多的$T$,承压水成为subdiffusive,我们讨论了这种行为是如何增加水分子之间的相关性时,氢键网络的发展。在subdiffusive区域内,虽然翻译在很大程度上受到阻碍,我们观察到,氢键网络可以平衡,其重排是负责沿等压线的密度极小值的外观。我们澄清,最小值不一定与氢键网络的饱和度。
2011-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Stripes polymorphism and water-like anomaly in hard core-soft corona dumbbells
本文通过模拟研究硬核-软冠哑铃模型,揭示其条纹多态性及向列相中的类水反常现象,为纳米材料介观图案设计提供指导。
2023-06-20 cond-mat.soft
Thermal transport of confined water molecules in quasi-one-dimensional nanotubes
本文利用准一维非平衡分子动力学模拟研究碳纳米管内受限水的热导率,揭示单链水的长度次线性依赖及单层水热导率增强机制。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
A Family of Tunable Spherically-Symmetric Potentials that Span the Range from Hard Spheres to Water-like Behavior
我们研究了一类由硬核和线性排斥斜坡组成的球对称势族的状态方程、扩散系数和结构序。这个通用的潜力有两个特征的长度尺度:硬和软芯直径。通过改变它们的比率$λ$来生成势族。我们发现负的热膨胀(热力学异常)和增加的扩散系数等温压缩(动态异常)$0\leqλ<6/7$。与在水中一样,这些异常发生的区域是($T, ρ$)或($T, P$)平面中的嵌套圆顶,热力学异常圆顶完全包含在动力学异常圆顶内。我们计算平移和取向的顺序参数($t$和$Q_6$),并项目的($t, Q_6$)平面上的平衡状态点,或顺序映射。当$λ$在4/7和6/7之间变化时,有序映射从水状行为演变为硬球状行为。因此,我们通过简单地改变硬核直径与软核直径的比率来遍历具有可调球对称势的家族的硬球($λ=1$)和类水($λ\sim4/7$)所包含的液体行为的范围。尽管动力学和热力学异常几乎发生在整个$0\leqλ\leq1$范围内,但水状结构异常(即,在压缩时$t$和$Q_6$两者的降低以及在异常区域中严格相关的$t$和$Q_6$)仅发生在$λ=4/7$周围。水一样的结构,动力学和热力学异常的出现完全是由于存在两个长度尺度,取向依赖的相互作用是缺席的设计。
2006-01-24 cond-mat.soft
A novel anomalous region of water
水是宇宙中最重要的液体。同时它也是最反常的液体。它显示了几十个异常,其中包括密度异常,扩散异常等。水的异常行为是一个主题,许多出版物。然而,大多数文献研究的是水在临界点附近的反常行为:液-气临界点和过冷区的第二假设临界点。在这里,我们分析的实验数据等性质的水的热容量,声速,动态粘度和热导率。我们表明,这些属性表现出异常的极大值和极小值的区域,这是远离这两个临界点。因此,我们发现了一个新的区域的异常性质的水(异常三角形),不能与临界波动。我们还进行了分子动力学模拟的这一地区与两个常见的水模型- SPC/E和TIP 4P-并表明,这些模型无法描述新的异常区域。
2017-06-09 cond-mat.soft
Relationship between Structure, Entropy and Diffusivity in Water and Water-like Liquids
异常行为的过剩熵($S_e$)和相关的缩放关系与扩散率进行了比较,在液体中有非常不同的基本相互作用,但类似的水状异常:水(SPC/E和TIP 3 P模型),四面体离子熔体(SiO $_2$和BeF $_2$)和流体与核心软化,两个规模斜坡(2SRP)的相互作用。我们证明了在两个水模型中存在的过剩熵异常。使用长度和能量尺度适当的异常行为的发病,密度范围的过剩熵异常被证明是在水中比在离子熔体或2SRP流体窄得多。当约化扩散系数($D^*$)符合超额熵标度关系时,所有系统的$D^* =A\exp (αS_e)$(Y。Rosenfeld,Phys.Rev.A { \bf 1977},{ \it 15},2545),指数标度参数$α$在水的情况下显示出小的等排依赖性。取代$S_e$对相关为基础的近似加重isochore-dependence的扩散率缩放。具有类似的扩散率标度参数的等值线示出具有相应的熵贡献的温度依赖性。在所有四面体液体中,扩散系数、超额熵和超额熵的对关联近似之间的关系是非常相似的。
2010-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Coupling between Ionic Conduction and Dipolar Relaxation in Deep Eutectic Solvents: Influence of Hydration and Glassy Dynamics
我们已经研究了离子电导率和偶极重取向动力学的原型深共晶溶剂(DES),乙醇,水溶液中,通过使用介电谱在宽范围的频率(MHz-Hz)和温度范围从128至283 K。水在DES中的分数系统地变化,以覆盖不同的制度,从纯DES和其水在DES混合物稀释的电解质溶液。根据这些参数,不同的物理状态,包括低粘度液体,过冷粘性液体,非晶态固体和冷冻浓缩溶液进行了检查。的离子电导率和reorientational松弛都表现出玻璃态动力学的特征,可以量化的偏离Arrhenius温度依赖性和非指数衰减的松弛函数。在DES包水方案(< 40重量%)和DES包水方案(> 40重量%)之间发生转变,在DES包水方案中偶极弛豫和离子电导率保持彼此成反比,在DES包水方案中观察到明显的旋转-平移解耦。这表明,对于低水含量,在本研究所涵盖的时间尺度上(~10-6 s至1 s),乙醇水溶液的旋转和传输特性服从经典的流体动力学标度,尽管这些系统可能是空间微观异质性。一个分数缩放中观察到的DES在水中的制度,由于形成一个最大的冷冻浓缩DES水溶液与冷冻水域在低于环境温度下共存。
2021-03-26 cond-mat.soft
Soliton model for proton conductivity in Langmuir films
本文提出了一个朗谬尔膜中质子电导率的孤子模型。该模型包含三个真正的标量场描述参与传导的氢,亲水头的朗缪尔膜,和水。得到了描述质子沿氢键运动的孤子解,在薄膜的压缩作用下,质子势最小值之间的距离和薄膜分子与水之间的氢键强度发生了变化.这种变化增加了孤子产生的概率。提出的模型允许质子电导率数据在朗缪尔薄膜进行解释。
2001-04-18 cond-mat.soft hep-ph hep-th
Anomalous behavior of dispersion curves in water-like systems and water
本文考虑了模型岩心软化液和SPC/E水模型纵向激励的频散曲线。我们发现,这两个系统都表现出异常的激发频率的行为:激发的频率可以随着温度沿等容线降低,而在正常的液体中,他们应该增加。这一观察允许引入一个水异常-激发频率对温度的异常依赖性。
2018-12-23 cond-mat.soft
Water Aging Effects on Graphene Nanoplatelets and Multi-walled Carbon Nanotube Reinforced Epoxy Glass Fiber Nanocomposites
本研究探究短期水老化对MWCNTs和GNPs混合填料增强环氧玻璃纤维纳米复合材料电学性能的影响,发现2%MWCNTs和3%GNPs时实现低渗流阈值,水老化后电导率略有提升。
2024-03-19 cond-mat.soft physics.app-ph
Impact of water on the charge transport of a glass-forming ionic liquid
利用介电谱和差示扫描量热法,我们已经进行了详细的调查水吸收的影响,在典型的离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑氯化物的平移和重取向的玻璃态动力学。从测量的介电常数和电导率谱的仔细分析,我们发现一个显着的加速阳离子重新取向和显着增加的离子电导率较高的水含量。后一种效应主要是由于水含量对玻璃化温度的强烈影响而产生的,对于干燥良好的材料,发现其大于文献中报道的该系统的任何值。的脆弱性,表征的非Arrhenius玻璃态动力学的离子子系统,也随着不同的水含量的变化。从结构动力学的离子运动的解耦被认为是解释的结果。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Short-Range Structural Transformations in Water at High Pressures
我们报告的分子动力学模拟的结果液态水在温度T=277 K的高压范围。这项研究的目的之一是测试模型阿米巴潜力的平衡结构特性和动力学过程中的液态水的描述。将计算结果与Amoeba势和TIP5P势、\emph{ab initio}分子动力学模拟结果以及实验数据进行比较,结果表明Amoeba势正确地再现了液态水的结构性质.我们工作的另一个目的是研究压力引起的结构转变及其对微观集体动力学的影响。我们发现,在压力$p_c\approx 2000$ Atm处的结构异常与前两个配位壳层内液态水的局域短程有序的变化有关。这种异常主要是由氢键网络的变形所决定的。我们还详细讨论了高压下液体水中声传播的反常行为,并将数值计算结果与实验数据进行了比较。
2011-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Complex microwave conductivity of Na-DNA powders
我们报告的复杂的微波电导率,$σ=σ_1-iσ_2$,Na-DNA粉末,这是测量从80 K到300 K,通过使用微波腔微扰技术。我们发现,室温附近的$σ_1$的幅度远大于周围的水分子的贡献,并且$σ_1$随温度降低的减少比反离子的传导足够强。这些结果清楚地表明,Na-DNA的导电性是内在的。
2006-08-01 cond-mat.soft
Importance of Varying Permittivity on the Conductivity of Polyelectrolyte Solutions
溶解离子可以改变水的局部介电常数,然而大多数理论和模拟忽略了这一事实。我们提出了一种新的算法,用于治疗的空间和时间的变化的介电常数,并使用它来测量无盐电解质溶液的等效电导率。我们的新方法定量地再现了实验结果,不像用恒定的介电常数模拟,甚至定性地描述数据。我们可以将这一成功与由于电容率梯度的建立而导致的靠近聚合物的离子分布的变化联系起来。
2015-09-13 cond-mat.soft
Proton Electrodynamics in Liquid Water
液态水的介电谱,$10^{4} - 10^{11}$ Hz,被解释为电荷的扩散,形成作为H $_{2}$ O分子的自电离的结果。这种方法解释了德拜弛豫和直流电导率作为这种扩散的两种表现形式。德拜弛豫是由于具有快速复合速率$1/τ_{2}$的电荷扩散,而直流电导率是具有慢得多的复合速率$1/τ_{1}$的扩散的表现。应用一个简单的模型的基础上布朗扩散,我们发现$τ_{2} \simeq 10^{-11}$和$τ_{1} \simeq 10^{-6}$的,和电荷载流子的浓度,参与每两个过程,$N_{2} \simeq 5 \times 10^{26}$ m $^{-3}$和$N_{1} \simeq 10^{14}$ m $^{-3}$。此外,我们与$N_{2}$和$N_{1}$的H $_{3}$ O $^{+}$ -OH $^{-}$对的总浓度和pH指数,分别,并找到一个单一的水分子,$τ_{0} \simeq 10^{-9}$ s的寿命。最后,我们表明,水的高介电常数的结果主要来自闪烁的分离电荷,而不是从完整的分子偶极子的重新取向。
2013-02-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Regulation of dispersion of carbon nanotubes in a mixture of good and bad solvents
研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)在水-环己基吡咯烷酮(CHP)二元混合液中的悬浮液在加热和冷却循环过程中的微观结构和电导率。MWCNT的浓度在0 - 1重量%之间的区间内变化。二元混合物X =[水]/([CHP]+[水])中水的含量在0 - 1.0范围内变化。实验数据表明,MWCNT在良好(CHP)和不良(水)溶剂的混合物中的分散质量可以通过调整CHP+水混合物的组成来精细调节。讨论了X对多壁碳纳米管聚集能力的影响。多壁碳纳米管团簇的表面高度曲折,其分形维数df随着X的增加而增加,当X-> 1时接近-> 1.9。结果表明,表面张力不适合用于预测在良、劣溶剂混合体系中的分散能力。的电导率数据证明了一个模糊型的多阈值在调查中的系统中的渗流的存在。这种行为被解释为依赖于多壁碳纳米管浓度的不同的渗滤网络的形成。
2013-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft