How glassy are orientational dynamics of rodlike molecules near the isotropic-nematic transition?
为了定量描述最近观察到的液晶各向同性相和非晶相的慢动力学,我们在计算机模拟的一系列热致液晶模型系统中研究了棒状分子在各向同性-非晶转变过程中的单粒子取向动力学。玻璃态动力学的几个显着特点是显示,包括非指数松弛,动力学的异质性,和非阿氏温度依赖的取向弛豫时间。为了获得一个定量测量的玻璃态动力学与estbalished方法在过冷液体,我们构建了一个弛豫时间与缩放的逆温度图,并证明,人们确实可以定义一个“脆性指数”的热致液晶,这取决于密度和纵横比。脆性参数的值令人惊讶地在对于玻璃形成液体观察到的范围内。一个合理的能源景观功能和观察到的脆弱性之间的相关性进行了讨论。
2007-03-06 cond-mat.soft
Glassy Signatures in Water's Second Liquid
SISSA – Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati(国际高等研究院);The Abdus Salam Centre for Theoretical Physics(阿卜杜斯·萨拉姆理论物理中心)
研究通过分子动力学模拟揭示水在动力学冻结前出现的双态波动,表明其可能源于高密度液态向低密度玻璃转变,挑战了传统液-液转变理论。
2026-08-05 cond-mat.soft
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战,限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里,我们利用光学限制胶体模型系统中,我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”,但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
Time-resolved thermal lens spectroscopy of glassy dynamics in supercooled liquids: theory and experiments
比热和线性热膨胀系数是热力学的基础,是研究玻璃化转变和玻璃态的重要弛豫量。然而,由于有限的光谱带宽,与机械和介电兼容性相比,它们的可能性被利用得少得多。这项工作报告的同时光谱的两个利用超快时间分辨热透镜(TL)光谱。详细的热弹性瞬态的弛豫系统进行超短激光加热的建模来描述TL响应。该模型已被应用于分析一组实验记录的TL波形,允许从sub-KHz到sub-100 MHz和从200-280 K的宽温度范围内的弛豫强度和弛豫频率的确定。
2021-03-12 cond-mat.soft
A mode-coupling theory for the glassy dynamics of a diatomic probe molecule immersed in a simple liquid
推广理想液体-玻璃转变的模式耦合理论,推导出描述浸入简单玻璃形成系统中的双原子探针分子的玻璃态动力学的关联函数的运动方程。该分子被描述在相互作用的网站表示和方程求解的哑铃分子组成的两个硬球系统中的硬球融合。在玻璃态和角动量指数$\ell = 1$和$\ell = 2$附近的玻璃化转变的分子的逮捕位置的结果进行比较与以前得到的理论的基础上的张量密度描述的分子,以证明这两种方法产生等效的结果。对于强受阻的再取向运动,如果根据Dixon等人的建议进行重新缩放,则可以将$α$过程的偶极弛豫谱映射到甘油的介电损耗谱上[Phys.Rev.Lett. { \bf 65},1108(1990)]。结果表明,玻璃态动力学与分子的惯性参数无关。
2000-10-11 cond-mat.soft
Glassy relaxation in de Vries smectic liquid crystal consisting of bent-core molecules
本研究探讨了由噻吩基无手性弯曲核分子组成的de Vries近晶型液晶,发现其SmA相具有de Vries特性,并在271 K发生玻璃化转变,介电弛豫遵循VFT方程,表明脆性玻璃态特性。
2023-06-30 cond-mat.soft
Pressure-Temperature Phase Diagram and $λ$-Transition in Liquid Sulfur
Laboratoire de Physique de L’École Normale Supérieure de Paris, CNRS, ENS & Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris-Cité(巴黎高等师范学院物理实验室,法国国家科学研究中心,巴黎高等师范学院与巴黎文理研究大学、索邦大学、巴黎西岱大学);Sorbonne Université, CNRS UMR 7590, Muséum National d’Histoire Naturelle, Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie, IMPMC(索邦大学,法国国家科学研究中心联合研究单位7590,国立自然历史博物馆,矿物学、材料物理学与宇宙化学研究所)
本研究通过分子动力学模拟揭示了硫在低至中等压力下的λ转变机制,发现非S₈环分子在加热时引发聚合,并重构了聚合相图,揭示压力对聚合温度的影响及相变过程。
2026-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Soft Listeria: actin-based propulsion of liquid drops
我们研究了细胞提取物中由肌动蛋白聚合推动的油滴的运动。在肌动蛋白彗星所施加的弹性应力的作用下,液滴变形并获得梨状形状。我们解决了这个自由边界问题,并考虑到肌动蛋白凝胶的弹性和聚合速度随法向应力的变化计算液滴形状。如果不考虑表面张力或内部压力的梯度,则液滴上的压力平衡施加零推进力。通过理论与实验的拟合,得到了肌动蛋白聚合的定量参数。
2003-11-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Investigation of the dynamical slowing down process in soft glassy colloidal suspensions: comparisons with supercooled liquids
从动态光散射(DLS)实验中获得的强度自相关函数估计的主要和次要的松弛时间尺度的老化胶态悬浮液的Laponite。这些松弛过程的动态减慢相比,在脆弱的过冷液体的观察,通过建立一个一对一的映射之间的等待时间,因为过滤的Laponite悬浮液和逆的温度的过冷液体,是迅速淬火对它的玻璃化转变温度。新的时间尺度,如Vogel时间和Kauzmann时间,被提取来描述Laponite悬浮液中的动力学停滞现象。结果是强烈地让人联想到那些从接近其玻璃化转变的过冷液体中提取的,它表明,每个Laponite浓度计算的Vogel时间近似等于Kauzmann时间,并且存在一个强耦合的主和次级松弛过程之间的老化Laponite悬浮液。此外,这里给出的实验数据清楚地表明了Laponite悬浮液在样品浓度范围内的老化动力学的自相似性质。
2013-12-04 cond-mat.soft
Nucleation barriers in tetrahedral liquids spanning glassy and crystallizing regimes
四面体液体的结晶和玻璃化从基础和技术的观点来看都是重要的。在这里,我们研究通过广泛的伞抽样Monte Carlo计算机模拟的成核障碍的一个简单的模型四面体斑片状颗粒的制度,其中开放的四面体晶体结构(即立方和六方金刚石及其堆叠的混合物)是结晶稳定的。我们表明,通过改变角键的宽度,它是可能的,从玻璃形成模型移动到一个容易结晶的模型。从势垒的形状,我们推断的表面张力在形成的结晶团簇的作用。通过研究成核势垒随温度和片宽的变化趋势,我们能够确定一个最佳的片宽值。最后,我们发现,成核势垒是相同的,在我们的数值精度,对于金刚石晶体和它们的堆叠形式。
2011-06-20 cond-mat.soft
Fragility in Glassy Liquids: A Structural Approach Based on Machine Learning
过冷时粘度或弛豫时间的迅速上升是玻璃态液体的普遍特征。然而,粘度的温度依赖性对于玻璃状液体来说是非常不普遍的,并且其特征在于系统的“脆弱性”,具有接近阿克里乌斯温度依赖性弛豫时间的液体被称为强液体,而具有超阿克里乌斯行为的液体被称为脆弱液体。是什么使一些液体坚固而另一些液体脆弱仍然没有很好的理解。在这里,我们探讨了这个问题,在一个家庭的玻璃状液体,范围从非常强大的到非常脆弱的,使用“软”,结构序参量确定的机器学习与动态重排高度相关。我们使用支持向量机来识别柔软度,作为研究的整个液体家族中结构量的相同线性组合。然后,我们使用柔软度来识别控制脆弱性的因素。
2022-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Director Distortions on Polymer-Liquid Crystal Phase Separation
我们研究了具有非均匀指向矢梯度的低分子量液晶中的光聚合反应。相分离导致聚合物密度在空间上的非均匀分布,这种分布受扭曲的非线性矩阵控制。定向梯度控制聚合提供了一种新的和有用的技术来组装微米级聚合物结构。
2001-09-25 cond-mat.soft
Theory for Glassy Behavior of Supercooled Liquid Mixtures
提出了一个过冷液体混合物的玻璃态动力学模型。给定单个过冷液体的弛豫行为,该模型预测了它们的混合物的弛豫时间随着温度的降低。该模型基于玻璃化动力学的动力学促进理论,为过冷液体的弛豫和玻璃化提供了物理基础。这与经验线性插值(例如,通常用于预测液体混合物的玻璃化转变温度的戈登-泰勒方程)形成对比。为了理解过冷液体混合物的行为,我们考虑了动力学约束的East模型的多组分变体,其中组分具有不同的能量标度,并且当局部移动区域,即,激励,是存在的。使用变分方法,我们确定一个有效的单组分模型与一个单一的有效能量尺度,最好的近似混合物。当缩放由这个单一的有效能量,我们表明,许多液体混合物的实验弛豫时间都崩溃到“抛物线定律”预测的动力学促进理论。该模型可用于预测玻璃质材料的混合物的传输特性和玻璃化转变温度,在大气化学,生物学和制药的影响。
2019-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reorientational relaxation of a linear probe molecule in a simple glassy liquid
在模式耦合理论(MCT)的玻璃形成液体中的结构弛豫的演变,关联函数和磁化率谱计算表征的旋转动力学的自上而下的对称哑铃分子,由两个熔融的硬球浸入硬球系统。据发现,对于足够大的哑铃形伸长,探针分子的动力学遵循相同的通用玻璃化转变的情况下,已知从简单的液体的MCT结果。角折射率j=1响应的$α$弛豫过程比j=2响应的更强、更慢、更小,与某些过冷液体的介电损耗和去偏振光散射光谱的结果定性一致。对于足够小的伸长率,通过大角度翻转发生的再取向弛豫,和玻璃化转变动力学的标准方案被修改为奇j响应由于附近的A型MCT过渡的前体现象。在这种情况下,瞬态制度以外的弛豫的主要部分定性描述的$β$ -弛豫标度律,而$α$ -弛豫标度律强烈干扰。
2000-03-22 cond-mat.soft
Encoding Gaussian curvature in glassy and elastomeric liquid crystal polymer networks
最近相当多的注意力已经被给予了形状形成的研究,使用现代响应材料,可以预先编程进行空间不均匀的局部变形。特别是,液晶液晶聚合物网络在这方面提供了令人兴奋的可能性。在本文中,我们讨论了高斯曲率的产生在薄介质片使用光滑的面内指向矢场图案在整个表面。我们强调特定的模式,编码恒定的高斯曲率规定的符号和幅度,并提出实验结果似乎支持的理论预测。具体而言,我们提供了实验证据,通过刺激的平滑变化的面内导演场的玻璃态和弹性体液晶聚合物网络中的正和负高斯曲率的实现。
2015-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glassy Dynamics in a Molecular Liquid
本文通过长椭球与扁椭球二元混合物这一新模型体系,揭示了玻璃态液体中α-β分岔温度TB附近转动弛豫谱分裂、τ2与D乘积出现尖锐峰以及高低迁移率域间一级转变等动力学异常,为理解玻璃化转变提供新视角。
2024-03-28 cond-mat.soft
Crystal Nucleation in a Supercooled Liquid with Glassy Dynamics
在模拟过冷,高密度的液体二氧化硅,我们研究的温度范围T中,我们发现晶体成核,以及玻璃形成液体的特征动力学,包括故障的斯托克斯-爱因斯坦关系。我们发现,液体不能观察到低于均匀成核极限(HNL),在该液体结晶速度比它可以平衡。我们表明,HNL会发生在较低的T,也许不是在所有,如果遵守斯托克斯-爱因斯坦关系,因此,玻璃态动力学起着核心作用,在这种情况下,在设定的结晶极限的液体状态。我们还探讨了HNL的Kauzmann温度的关系,并测试附近的HNL的类旋节效应。
2009-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Importance of glassy fragility for energy applications of ionic liquids
离子液体(Ionic Liquids,IL)是在接近室温下为液体的盐。它们可能的应用有很多,例如,作为各种电化学设备中绿色化学的溶剂,甚至用于月球望远镜的旋转液体镜等“异国情调”目的。在这里,我们专注于它们在能量存储和转换设备中的新进展:电池,超级电容器或使用离子液体作为电解质的燃料电池可能是未来可持续能源供应的重要组成部分。有趣的是,离子液体显示玻璃态冻结和普遍的,但到目前为止只有很少了解的动态性质的玻璃态物质,占主导地位的许多物理性质。我们表明,离子液体的电导率,任何电化学应用的一个重要的品质因数,依赖于系统的方式不仅对他们的玻璃化温度,但也对所谓的脆弱性,其离子迁移率的非典型的超Arrhenius温度依赖性的特征。
2015-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure of the simple harmonic-repulsive system in liquid and glassy states studied by the triple correlation function
一个有效的描述的结构的液体,特别是,结构的变化,发生与液体过冷仍然是一个挑战。在这种情况下,由软粒子组成的系统特别有趣,因为它们经常表现出不允许引入最近邻壳的概念的非平凡局部序。由于这个原因,一些用于原子液体结构分析的方法在软粒子体系中的应用是值得怀疑的。在这里,我们报告了我们的调查的结构简单的谐波排斥液体在3D使用三重关联函数(TCF),即,不依赖于最近邻概念的方法。该液体被认为处于减压($P=1.8$)下,在该减压下,它表现出显著的抗冷却结晶的稳定性。它表明,TCF允许解决的结构,不允许从键取向序参量的研究得出明确的结论的取向相关性的发展。我们的研究结果表明,取向的相关性,如果测量的TCF中的峰的高度,显着增加冷却。这种取向有序的上升并没有被柯克伍德的叠加近似正确地捕捉到。对TCF中峰的形状的详细考虑表明取向有序和系统动力学的减慢之间存在联系。我们的研究结果支持这样的观点,即液体中的取向相关性的发展可能在液体的动力学中起着重要的作用,并且对分布函数的考虑可能不足以直观地理解液体在过冷时发生的所有结构变化。
2020-09-08 cond-mat.soft
On the Mechanism of Activated Transport in Glassy Liquids
我们探讨了几个潜在的问题,多年来已经提出了关于“熵液滴”的情况下,在液体中的活化运输,由于Wolynes和同事,澄清的状态的各种近似的随机一级转变理论(RFOT)的结构玻璃化转变的目的。在这样做时,我们估计替代非周期性结构之间的失配惩罚,以上的玻璃化转变;惩罚是等于在液体中的自由能波动的典型幅度。由此产生的表达式的激活势垒和协同长度只包含体,静态属性,在其最简单的形式,它们只包含体积模量和每单位体积的构型熵。这些表达式是通用的,因为它们不明确地依赖于分子细节。的势垒和协同长度,特别是,势垒的温度依赖性的预测值与观察是令人满意的协议。因此,我们确认,熵液滴的图片确实不仅是内部一致的,但也完全建设性的,与其许多定量预测的明显成功。在本说明书中出现了一个简单的观点,玻璃状液体作为一个局部亚稳态,退化模式的冻结应力。最后,我们推导出体积模量和几个特性的玻璃液体和特性在低温玻璃之间的可测试的关系。
2014-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Bonding and the dynamics of glassy network liquids
该研究利用 RFOT 理论从微观键合与非键合杂质相互作用出发,计算网络液体的黏度和脆性,并解释硅酸盐玻璃的组成依赖动力学。
2025-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Liquid droplets on a free-standing glassy membrane: deformation through the glass transition
在这项研究中,微滴被放置在薄的,玻璃状的,独立的膜,其中液滴的拉普拉斯压力变形的独立的膜,创建一个凸起。通过从远低于玻璃化转变温度到膜的熔融状态连续改变温度来调节膜的张力。测量了液滴与平面膜的接触角以及凸起与膜的角度,发现与接触线处的力平衡预测的接触角一致。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Generic Maximum-Valence Model for Fluid Polyamorphism
最近,最大价模型被提出来模拟硫磺中聚合引起的液-液相变。在本文中,我们提出了一个简单的通用模型来描述在单组分流体中的液体多晶性使用的最大价的方法为任何任意的配位数。该模型包含三种类型的相互作用:i)原子通过范德华力相互吸引,在低压下产生液-气转变,ii)原子可能形成诱导缔合的共价键,以及iii)最大价原子和原子之间的额外排斥力具有任何化合价。这种额外的排斥产生液-液相分离和P-T相图上的负热膨胀系数区域(密度异常)。结果表明,当配位数z = 1,2,.时,存在二聚、聚合、凝胶化和网络形成的液-液相变. 6,并讨论了这种通用模型的限制,为生产流体多晶作用。
2023-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transverse forces and glassy liquids in infinite dimensions
本文研究无限维简单液体中保持 Boltzmann 分布的横向力,推导单、双示踪粒子有效动力学,并量化其在玻璃化转变附近的加速及奇数输运现象。
2024-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Three-dimensional jamming and flows of soft glassy materials
各种无序的致密系统,如泡沫、凝胶、乳液和胶体悬浮液,在屈服应力以下表现出从液态(它们流动)到固态的堵塞转变。通过强大的3D表征手段对其结构进行了深入研究,显示出与玻璃的一些相似之处,这导致将其称为软玻璃材料。然而,尽管它的重要性,地球物理和工业应用,其流变行为,其微观起源,仍然知之甚少,特别是因为它的非线性性质。在这里,我们从两个原始的实验表明,一个简单的三维连续描述的软玻璃材料的行为可以建立。我们首先表明,当一个流是强加在某些方向上有没有屈服阻力的二次流:这些系统总是unjammed同时在所有方向的空间。三维堵塞准则似乎是大多数固体中遇到的塑性准则。我们还发现,它们在与主流垂直的方向上表现为简单液体;它们的粘度与主流剪切速率成反比,作为剪切诱导结构松弛的特征,与温度驱动的结构松弛非常相似和密度在其他玻璃体系中。
2011-05-03 cond-mat.soft
Orientational and Translational Hopping in Supercooled Liquids and Glasses : Correlated Dynamics in a Free Energy Landscape
采用NPT分子动力学模拟研究了玻璃态二元混合物中孤立椭球体在粘性玻璃态液体中的取向弛豫。在玻璃化转变附近,OR主要通过跳跃发生,涉及环状或隧道状运动,有几个相邻原子的参与。在玻璃态,跳跃被发现伴随着较大的波动的总能量和系统的体积。取向和平移跳跃被发现是{ \it门控},主要由熵瓶颈限制,随着压力的增加,取向变得越来越慢,比翻译。OR是异质的,具有广泛的衰减时间分布。
2001-11-03 cond-mat.soft
Synthesis and characterization of chloride doped polyaniline by bulk oxidative chemical polymerization.Doping effect on electrical conductivity
导电聚合物或“有机金属”是由有机构建块制成的高度工程化的纳米结构材料。它们是纳米技术在分子电子学中应用的分子导线的候选者。在这些聚合物中的导电性是由于离域分子轨道的存在。在这项工作中,我们提出了合成氯化物掺杂聚苯胺的本体氧化化学聚合使用固体苯胺盐作为单体,而不是液体苯胺,以减少有毒危害。FTIR和紫外-可见光谱证实了聚合物的预期结构。使用四探针法测量的电导率为1.7S/cm。使用HP阻抗分析仪在10 kHz-13 MHz范围内测量阻抗模量对频率的依赖性。研究了掺杂和制备温度对导电性的影响。
2008-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The evolution of vibrational excitations in glassy systems
理想液体玻璃转变的模式耦合理论(MCT)的方程被用于讨论的玻璃形成系统的密度波动谱的演变的频率在动态窗口内的频带之间的高频运动和低频结构弛豫过程。结果表明,具有微观波长的密度涨落与玻璃结构之间的强相互作用导致了一个具有玻色子峰性质的振荡峰.它产生一个弹性模量,它支配着介观波长的密度波动与玻色子峰振荡的杂交。这导致了高频声音的存在,其特性通过玻璃和玻璃状液体的X射线散射光谱发现。理论的结果证明了一个模型的硬球系统。它还推导出某些示意性的MCT模型,其光谱的刚性玻璃态可以表示的基本公式,提供合理的近似的解决方案的一般MCT方程。
1999-10-05 cond-mat.soft
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: Geodesic pathways through the potential energy landscape
考虑一个复杂多体系统的势能景观有多有用,在很大程度上取决于这种联系与系统动力学的直接程度。在本文中,我们表明,在我们所谓的势能景观合奏,它是可能的景观的几何形状和系统,如过冷液体的长时间动力学行为之间的直接联系。我们表明,特别是,在这样的系统中的慢动力学的发病直接由他们的测地线的长度-通过他们的景观内的特殊合奏的最短路径。这些测地线越复杂、越复杂,动力学就越慢。在景观合奏测地线有足够的定义明确的特点,是直接搜索它们的数值,一个点,我们说明了计算的测地线长度为普通的原子液体和二元玻璃形成的原子混合物。我们发现,这些系统的扩散常数的温度依赖性,包括急剧下降的玻璃形成系统接近其模式耦合过渡,定量预测的测地线路径长度的增长。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cooling rate, heating rate and aging effects in glassy water
我们报告了一个分子动力学模拟的势能景观的性质的研究由一个系统的水分子采样的过程中产生的玻璃冷却,并在再生的过程中的平衡液体通过加热玻璃。我们研究了这些过程的依赖性的冷却/加热速率以及老化的作用(在玻璃状态下经过的时间)。我们比较了在这些过程中采样的势能景观的性质与相应的性质在液体平衡态采样,以阐明在何种条件下玻璃配置可以与平衡液体配置。
2004-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Building a "trap model" of glassy dynamics from a local structural predictor of rearrangements
本文提出一种基于机器学习识别的局部结构变量“软度”的玻璃陷阱模型变体,将粒子软度与能量势垒视为独立演化,成功再现软度的定性特征并预测脆度对密度的依赖,同时揭示了需由关联性解释的动力学失效特征。
2023-08-15 cond-mat.soft
Microscopic Dynamics of Hard Ellipsoids in their Liquid and Glassy Phase
为了研究取向自由度对过冷和玻璃态分子系统动力学的影响,我们数值求解了旋转硬椭球的模式耦合方程。对于广泛的体积分数$ϕ$和纵横比$x_{0}$,我们发现在质谱$χ_{000}^{''}(q,ω)$和$ϕ_{000}^{''} (q,ω)$的质心的取向峰约一个十年以下的高频峰。该取向峰是四极谱$χ_{22m}^{''}(q,ω)$和$ϕ_{22m}^{''}(q,ω)$中出现的峰的对应物。后一个峰对于接近1的$x_{0}$(即对于弱空间位阻)在$ϕ$上几乎不敏感,并且随着$x_{0}$的增加而强烈加宽。在玻璃的深处,我们发现在取向峰和高频峰之间有一个额外的峰。我们有证据表明,这个中间峰是由于静态散射子的非对角性,在具有$l=0$和$l=2$的模式之间耦合的结果。
2001-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Ternary liquid crystalline mixture showing broad antiferroelectric smectic C$_A$* and glassy hexatic smectic X$_A$* phases
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);Institute of Chemistry, Military University of Technology(军事科技大学化学研究所);Faculty of Chemistry, Jagiellonian University(雅盖隆大学化学学院);Research Center for Thermal and Entropic Science, Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科热力学与熵科学研究中心)
研究设计了一种三元液晶混合物以获得玻璃态中的倾斜hexatic smectic相,通过结构、电光和介电性质研究,发现smectic层间距和倾斜角变化,揭示分子二聚化可能,同时观察到SmC$_A$*和SmX$_A$*相的玻璃化及介电谱特征。
2026-04-15 cond-mat.soft
Supercooled-liquid and plastic-crystalline state in succinonitrile-glutaronitrile mixtures
我们报告了一个彻底的表征琥珀腈和戊二腈的混合物的玻璃相通过介电光谱和差示扫描量热法。该系统被揭示是一个罕见的例子,其中两个玻璃态的物质,结构无序的过冷液体和取向无序的塑性晶体,可以在同一材料中制备。这两种无序状态都可以很容易地过冷,最终达到结构玻璃或玻璃晶体状态。使用宽带介电谱的详细调查,使在这两个阶段的玻璃态动力学的比较。正如以前所证明的过冷液体和塑性结晶乙醇,我们的实验揭示了非常相似的弛豫行为和玻璃化温度的两种无序状态。因此,在玻璃化转变中的取向自由度的突出作用,建议乙醇的研究结果的基础上,是完全证实了目前的工作。此外,这两个阶段的脆弱性确定和比较不同的混合物。研究结果可以很好地理解内的能源景观为基础的解释脆弱性。
2013-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A test of non-equilibrium thermodynamics in glassy systems: the soft-sphere case
软球势的标度特性允许导出冻结液体压力的精确表达式,即,压力对应于其多维势能景观中的局部最小值的配置。这种关系的存在提供了独特的可能性,用于测试最近提出的扩展的液体自由能的玻璃态的平衡条件和相关的表达式的温度的配置自由度。我们证明,非平衡自由能提供了一个精确的描述在玻璃态的软球压力。
2003-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of liquid and glassy methanol confined in cylindrical pores
我们提出了一个中子散射分析的密度和静态结构因子的约束甲醇在不同温度下。在孔径D=24埃和D=35埃的MCM-41硅酸盐的圆柱形孔中进行限制。受限甲醇在低温下的热膨胀率的变化是玻璃化转变的标志,对于最小的孔,玻璃化转变发生在较高的温度下。这是表面引起的流体动力学减慢的证据。结构因子呈现出系统的演变与孔径,这已被分析的排除体积效应和流体基质的互相关。相反的情况下,范德瓦尔斯流体,它表明,更强的流体基质相关性必须调用最有可能与H-键合的甲醇和硅酸盐表面的字符。
2004-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A discrete model of water with two distinct glassy phases
我们调查的极小模型的非结晶水,定义在一个Husimi晶格。晶格的特殊无规-规则性质是为了解释无规4配位氢键网络的形成。该模型与在液态水和过冷液态水中观察到的大多数热力学异常是一致的。此外,该模型表现出两个不同密度的玻璃相,这可以共存于一级转变。发病的一个复杂的自由能景观,其特点是指数大量的亚稳态极小值,指出了腔的方法,在1步复本对称性破缺的水平。
2010-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inherent-State Melting and the Onset of Glassy Dynamics in Two-Dimensional Supercooled Liquids
本研究针对二维过冷液体起始温度$T_\ ext{o}$的微观起源不明问题,提出固有态熔化(偶极弹性激发束缚-非束缚转变)是过冷与高温区域的分界,理论结果与多种模型及实验模拟的Mermin-Wagner涨落观测一致。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Different glassy characteristics are related to either caging or dynamical heterogeneity
本研究通过解析论证与多维度系统模拟,揭示玻璃态特征源于颗粒禁禁闭与动力学异质性两种机制,为玻璃态动力学数据分析及理论构建提供了严格约束。
2023-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solidification fronts in supercooled liquids: how rapid fronts can lead to disordered glassy solids
我们确定的速度结晶(或更一般地说,固化)前,因为它前进到均匀的液相后,系统已淬火到结晶区的相图。我们通过假设系统的动力学密度泛函理论模型和应用边际稳定性准则来计算波前速度。我们的研究结果也适用于相场晶体(PFC)凝固模型。随着凝固前沿进入不稳定液相,前沿后面的密度分布产生密度调制,并且这些调制的波长是动态选择的量。对于浅猝灭,所选择的波长恰好是晶相的波长,因此形成了良好有序的晶态。然而,当系统被深度淬火时,我们发现这个波长可以与晶体的波长有很大的不同,这样凝固前沿自然会在系统中产生无序。随后必须发生显着的重排和老化的系统,以形成规则的有序晶体,对应于自由能最小值。每当一个锋从随机的初始条件发展起来时,就会引入额外的无序。我们说明这些发现与PFC获得的结果。
2012-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Global perspectives on the energy landscapes of liquids, supercooled liquids, and glassy systems: The potential energy landscape ensemble
原则上,多体系统的所有动力学复杂性都被封装在原子运动的势能景观中--这一观察表明,动力学的本质应该由这些景观的几何形状决定。但是,控制长期动力学的主要几何特征是什么呢?我们认为,关键不在于当地的最小值和鞍的景观,但在一个更全球性的表面属性:其可访问的途径。为了使这个概念更精确,我们引入了两个想法:(1)切换到一个新的合奏,从问题中删除了潜在的障碍的概念,(2)在这个新的合奏找到最佳途径的方式。势能景观合奏,我们在目前的文件中描述的,认为最大的可访问的势能,而不是温度,作为一个控制变量。我们在这里表明,虽然这种方法在热力学上等效于正则系综,但它不仅回避了障碍的想法,而且使我们能够定量地了解景观的连通性。我们说明了这些想法与计算上一个简单的原子液体和Kob-Andersen模型的玻璃形成液体,显示,在这个过程中,景观的Kob-Anderson模型似乎有一个连接过渡的景观能量与其模式耦合过渡。在我们的配套论文中,我们转向通过势能景观找到最有效途径的问题。
2007-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rotation-equivariant Graph Neural Networks for Learning Glassy Liquids Representations
Université Paris-Saclay(巴黎-萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心);INRIA(法国国家信息与自动化研究院)
本研究提出一种旋转等变图神经网络,通过约束SE(3)等变性学习玻璃静态结构的稳健表示,在减少参数的同时提升预测能力和温度泛化性,并增强可解释性,为玻璃结构序参数学习奠定基础。
2024-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cs.LG
Induced glassy behavior in the melt of glycerol and aerosil dispersions
一个高分辨率的量热光谱研究已经进行了纯甘油和胶体分散体的气溶胶在甘油中覆盖了广泛的温度范围从300 K到380 K,深在液相中的甘油。具有0.05、0.10和0.20质量分数的aerosil的胶体甘油+aerosil样品在远高于纯甘油的$T_g$的温度下显示出玻璃状的活化动力学。玻璃状行为的开始似乎是由于硅胶对甘油液体施加的结构挫折。气溶胶凝胶增加了混合物的净粘度,将样品有效地置于较低的温度下,从而诱导玻璃态。考虑到这种行为在相对低的气溶胶密度(与甘油分子的尺寸相比大的平均空隙长度)下开始,这种诱导的玻璃态行为可能是由于甘油分子的聚集模式。对受抑玻璃形成系统的研究可能是阐明玻璃物理学的一条独特途径。
2005-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glassy Dynamics Under Superhigh Pressure
几乎所有的玻璃形成液体的特点,随着结构的α-弛豫过程,一个更快的二次过程(β-弛豫),其性质属于玻璃物理学的伟大奥秘。然而,对于这些液体中的一些,没有观察到明显的二次弛豫。一个突出的例子是典型的玻璃形成液体甘油。在目前的工作中,通过在高达6 GPa的超高压下进行介电谱,我们表明,在甘油中,在P > 3 GPa的介电损耗中出现了一个显着的二次弛豫峰。我们确定这种β-松弛是Johari-Goldstein型,并讨论了它与多余机翼的关系。我们提供了一个平稳的,但显着增加的玻璃化转变温度和脆性的压力增加的证据。
2010-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamical facilitation governs glassy dynamics in suspensions of colloidal ellipsoids
当代凝聚态物理的最大挑战之一是确定从液体形成玻璃的起源基本上是热力学的还是动力学的。虽然热力学范式已经主导了几十年的理论研究,动力学促进(DF)理论的纯动力学的角度已经取得了显着的最近一段时间。特别是,最近的实验和模拟强调了使用由球形粒子组成的简单模型系统促进的重要性。然而,绝大多数液体具有颗粒形状和相互作用的各向异性,因此必须检查复杂的玻璃形成剂的促进作用。在这里,我们将DF理论应用到具有取向自由度以及各向异性吸引相互作用的系统。通过分析胶体椭球体上的实验数据,我们表明,促进在平移以及取向弛豫中起着关键作用。此外,我们表明,引入吸引力的相互作用导致空间解耦的平移和旋转的便利化,随后导致动力学异质性的解耦。最引人注目的是,DF理论可以预测存在的折返玻璃化转变的基础上的统计本地化的动态事件,称为激发,其持续时间大大小于结构弛豫时间。我们的研究结果铺平了道路,系统地测试DF的方法在复杂的玻璃形成者,也建立了促进在过冷液体的结构松弛的意义。
2014-08-02 cond-mat.soft
Emergent Facilitation and Glassy Dynamics in Supercooled Liquids
本研究提出解释过冷液体中动力学促进微观起源的理论,通过线弹性与马尔可夫过程建模,重现并预测了玻璃态动力学的多项关键特征,推导了声子与激发共同作用下的弛豫及扩散行为。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Probing the Local Response of Glass-forming Liquids by Laser Excitations
玻璃是一种无序固体,具有与晶体不同的动力学和弹性性质。玻璃材料的非均匀性如何,以及结构和弹性在多大程度上对动力学进行了编码,是玻璃科学中长期存在的难题。在本实验中,我们探讨了二元胶体玻璃对高聚焦激光脉冲激发的响应。当激光在线性区域重复时,我们观察到非常相似的激发模式;直接证明动力学不均匀性强烈地编码有结构。在非线性区域,我们确定了一个非单调的动力学长度尺度作为面积分数的函数,导致在径向和正交方向上的动量传递的非单调耦合。令人惊讶的是,激发大小和回转半径符合一个通用的缩放关系,涵盖线性和非线性区域。我们的实验提供了一种新的策略,积极探测微观水平上的玻璃材料的响应。
2019-04-01 cond-mat.soft
Mean-Field Analysis of the Glassy Dynamics of an Elastoplastic Model of Super-Cooled Liquids
本文构建过冷液体弹塑性粗粒化模型的平均场理论,揭示 T_c 附近幂律交叉及低温 Arrhenius 区域中时间与关联长度的标度关系。
2023-12-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A quantitative approach to flowing supercooled liquids: From microscopic heterogeneities to rheology
Tsinghua University(清华大学)
基于两态范式提出过冷液体流动理论模型,通过平衡态参数定量预测稳态和启动剪切流变响应,同时捕捉分子动态异质性演化。
2026-06-11 cond-mat.soft
Dry Glass Reference Perturbation Theory: Development, Applications and Extensions
ExxonMobil Technology and Engineering Company(埃克森美孚技术与工程公司)
本文综述了干玻璃参考微扰理论(DGRPT)封闭在玻璃态聚合物非平衡热力学中的发展、应用与扩展,实现了复杂液体混合物在玻璃态聚合物中吸附的自洽精确预测,并用于膜分离过程。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Response to "Comment on Static correlations functions and domain walls in glass-forming liquids: The case of a sandwich geometry" [J. Chem. Phys. 144, 227101 (2016)]
点对集关联函数已被证明是一个非常有价值的工具,以探测无序系统中的结构相关性,但更重要的是,其详细的行为已被用来试图绘制信息的机制,导致玻璃态行为的过冷液体。由于这个原因,辨别这些细节中哪些是玻璃态系统所特有的,哪些是禁闭的一般特征是至关重要的。在本回复中,我们对[J. Chem. Phys. 144,227101(2016)]中提出的问题提供了答案。
2016-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glassy slowdown and replica-symmetry-breaking instantons
随着温度的降低,玻璃形成液体表现出显著的动力学减速。这可以归因于通过大的结构重排的特征尺寸随着系统冷却而增加的弛豫过程。这些合作的重排很好地模拟副本有效场论的瞬子,与占主导地位的瞬子编码的液体的腔点到集的相关长度的大小。改变有效理论的参数对应于改变潜在的自由能景观的统计。我们证明,在很宽的参数范围内,复本对称性破缺瞬子占主导地位。主导瞬子的详细结构提供了一个丰富的窗口,点到集的相关性和玻璃态动力学。
2015-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Molecular relaxations in supercooled liquid and glassy states of amorphous gambogic acid: dielectric spectroscopy, calorimetry and theoretical approach
从理论和实验两方面研究了过冷玻璃态藤黄酸的弛豫动力学和热力学性质。我们测量的弛豫时间的温度依赖性在三个多晶型(α-,β-和γ-形式)。为了深入了解弛豫过程,我们提出了一种理论方法来定量地理解这三个弛豫的性质。α-弛豫捕获分子的合作运动,而β-过程主要由单个分子在其最近邻居形成的笼子内的局部动力学控制。基于定量的理论和实验数据之间的协议,我们的计算清楚地表明,β-过程是结构松弛和分子内运动的前体是负责的γ-松弛。此外,该方法被用来研究加热过程对α弛豫的影响。我们发现,升温速率随Tg和1000/Tg的变化而变化。这些变化与许多先前的研究定性一致。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Energy Landscape and Overlap Distribution of Binary Lennard-Jones Glasses
我们研究的玻璃极小重叠的分布,适当照顾系统的剩余对称性。通过从已经在温度$T_{run}$下平衡的液相快速冷却,有效地产生局部稳定的、低位玻璃态的集合。不同的$T_{run}$,我们观察到从一个政权,其中广泛的国家进行采样的制度,该系统几乎总是被困在一个亚稳玻璃态的过渡。我们没有观察到任何结构中的重叠的玻璃极小值的分布,但只发现非常弱的相关性,可比的两个液体配置的大小。
1999-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech