On the effective charge of hydrophobic polyelectrolytes
在本文中，我们分析了疏水聚电解质的行为。有人提出，该系统采用珍珠项链结构，让人想起瑞利不稳定性的带电液滴。使用泊松-玻尔兹曼方法，我们计算周围的一个给定的珍珠假设后者是可穿透的抗衡离子的抗衡分布。这使我们能够计算出珍珠的有效电荷作为化学电荷的函数。我们的预测与Essafi等人最近对有效电荷的实验测量非常一致。Lett. 71，938（2005））。我们的研究结果可以理解在这些实验中观察到的曼宁定律的大偏差。
2008-04-24 cond-mat.soft
Water-based peeling of thin hydrophobic films
永久性标记和防水化妆品的油墨在施加到表面上时产生弹性薄膜。这种粘合剂材料被有意地设计成表现出防水行为。因此，由这些油墨制成的图案变得防潮，并且在干燥后不能用水清洗。然而，我们表明，这种弹性膜，这是粘附到基板上，充分缓慢的浸渍到一个浴的纯水允许完全去除的疏水涂层。在浸渍时，浴中的空气-水界面在基底上形成接触线，其在疏水性薄膜的边缘处施加毛细管诱导的剥离力。我们强调，这种毛细剥离过程是更有效的，在较低的速度的气液界面和较低的粘度。毛细管剥离不仅从基材上除去这种薄膜，而且将它们无污染地转移到空气-水界面上。
2017-09-01 cond-mat.soft
The nature of the hydrophobic interaction varies as the solute size increases from methane's to C60's
本研究通过计算机模拟，在溶质-溶剂弱吸引作用不变的条件下，揭示了溶质尺寸从甲烷级增至富勒烯级时疏水相互作用的定性变化及相关微观机制。
2024-11-02 cond-mat.soft
Co-nonsolvency of PNiPAM at the transition between solvation mechanisms
我们研究了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNiPAM）在不同水-醇混合物中的共不溶性，发现这一现象是由于两种不同的溶剂化作用分别控制了PNiPAM在富水和富醇体系中的相行为。虽然疏水水合作用是控制PNiPAM在富水区域中的相行为的主要贡献，但是控制经典聚合物溶液的相行为的混合贡献决定了PNiPAM在富醇区域中的相行为。这是由不同的标度关系证明的，该标度关系表示水介质的能量状态作为PNiPAM在富水区域中的相行为的关键参数，而水、醇和PNiPAM各自的体积分数成为富醇区域中的相关参数。将醇添加到水中降低了水性介质的能量，这逐渐抑制了疏水水合，而将水添加到醇中降低了溶剂质量。因此，PNiPAM在溶剂组成的中间范围内是不溶的，其中既不存在疏水水合作用，也不存在混合作用。这解释了在水-醇混合物中观察到的PNiPAM的共不溶现象。
2014-10-28 cond-mat.soft
Charged hydrophobic colloids at an oil/aqueous phase interface
疏水性PMMA胶体颗粒当分散在具有相对高介电常数的油中时，可以变得高度带电。在存在具有导电水相的界面的情况下，图像电荷效应导致胶体颗粒与界面的强结合，即使颗粒被水相润湿得非常少。在本文中，我们研究了单个胶体颗粒接近界面时的行为，以及已经界面结合的颗粒之间的相互作用。我们证明，使用最低限度地润湿的水相的颗粒，使我们能够隔离和研究这些相互作用，这是由于仅仅是在油中的颗粒表面充电。最后，我们表明，这些相互作用可以理解的一个简单的图像电荷模型中的粒子电荷$q$是唯一的拟合参数。
2017-01-30 cond-mat.soft
A water structure indicator suitable for generic contexts: two-liquid behavior at hydration and nanoconfinement conditions and a molecular approach to hydrophobicity and wetting
本研究提出一种适用于水合、纳米限域等通用场景的新型水结构指数，揭示水的双液行为分子机制，可准确度量疏水性、预测润湿转变，为生物物理与材料科学领域研究水的作用提供新工具。
2024-04-13 cond-mat.soft
Crossover behavior in the distance dependence of hydrophobic force law
了解悬浮在水中的两个疏水表面之间的有效力的范围和强度在自然科学的许多领域都很重要，但不幸的是仍然不完善。即使是实验观察也没有得到定量的解释。在这里，我们发现，通过改变两个疏水壁之间的距离（d）在计算机模拟的水，力表现出双指数的距离依赖性。力的长程部分可以拟合为相关长度为2nm的指数力定律，而短程部分显示的相关长度仅为0.5nm。从短程力定律到长程力定律的交叉是相当尖锐的。我们发现，距离依赖的四面体序参量提供了一个可靠的标记的力法，并表现出类似的距离依赖。
2016-08-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Water transport through functionalized nanotubes with tunable hydrophobicity
分子动力学模拟被用来研究水通过由疏水和亲水原子组成的纳米管的占据和流动，纳米管被布置在蜂窝晶格上以模拟官能化的碳纳米管（CNT）。我们考虑TIP 3 P水通过具有不同亲水原子分数（f）的（6，6）CNT的窄通道的单列运动。亲水性原子的各种排列被用来产生沿着管具有单独的疏水/亲水域以及两种类型的原子的随机混合物的异质纳米管。发现纳米管通道内的水占有率作为f的函数非线性地变化，并且一小部分亲水原子（f ~ 0.4）足以诱导纳米管的自发和连续填充。有趣的是，通道内水分子的平均数量和通过纳米管的水通量对亲水原子的特定排列的敏感性低于对分数f的敏感性。对于水通量对f的依赖性，观察到两种不同的状态-对于f < 0.4，通量作为f的函数近似线性增加，并且对于更高的f值，通量几乎没有变化，类似于水占有率的变化。我们能够定义纳米管原子和水的氧之间的有效相互作用强度，基于疏水性和亲水性纳米管原子和水之间的相互作用强度的线性组合，可以定量地捕获所观察到的行为。
2015-03-12 cond-mat.soft
Analysis by the Two-Fluids Model of the Dynamical Behavior of a Viscoelastic Fluid Probed by Dynamic Light Scattering
用动态光散射方法研究了一个模型瞬态网络的动力学性质。该网络由遥爪聚合物（具有两个接枝的疏水粘着剂的改性亲水聚合物）连接的微乳液液滴形成。我们比较了两个网络的性质是相似的，但在液滴中的疏水贴纸的停留时间。结果解释根据所谓的双流体模型，这是最初开发的半稀释聚合物溶液，我们在这里扩展到任何麦克斯韦粘弹性介质，其特征在于其弹性模量和终端时间测量流变学。这个模型被发现描述一致和定量的实验观察。
2004-07-14 cond-mat.soft
Dynamics of 2D Monolayer Confined Water in Hydrophobic and Charged Environments
利用分子动力学模拟，我们研究了水的类水TIP 5 P模型在亲水和疏水限制下的动力学行为。我们发现，在极端的nanocofinement的情况下，只有一个分子层之间的限制表面的水，水的动力学仍然是Arrhenius与一个非常高的活化能高达高温。在极性（亲水性）约束的情况下，水的中间时间尺度动力学被急剧修改，大概是由于偶极子与由于表面电荷引起的有效电场的瞬态耦合。具体地说，我们发现，在极性表面的存在下，单层水的动力学显示异常区域-即横向均方位移显示了一个独特的超扩散中间时间尺度行为，除了弹道和扩散制度。我们通过提出一个简单的模型来解释这些发现。此外，我们发现，禁闭和表面极性改变振动态密度，特别是我们看到的增强的低频集体模式相比，散装水禁闭。最后，我们发现，晶体-取向耦合的长度尺度随着表面极性的增强而增大。
2010-05-13 cond-mat.soft
Pearlnecklacelike chain conformation of hydrophobic polyelectrolyte: a SANS study of partially sulfonated polystyrene in water
部分磺化的聚苯乙烯PSSNa（磺化度f = 1、0.72、0.64和0.36）的形状因子，在聚合物浓度0.17 M和0.34 M下，不加或加盐（0 M、0.34 M和0.68 M），通过小角中子散射使用零平均对比度方法测量。还测量了总散射函数，允许提取不同的链间函数和表观结构因子。主要结果是形状因子的行为，它显示了球形实体以及扩展链部分的贡献。对于0.64，这是惊人的，而对于f = 0.36，球体贡献更占主导地位。构象不依赖于聚合物浓度。当添加盐时，球体尺寸不变，但归因于拉伸部分的贡献确实非常像完全磺化的PSSNa那样变化。链间贡献的讨论表明，当f = 0.64时，链是互穿的，当f = 0.36时，链在重叠极限处。珍珠项链的款式看起来很合适。并与解析计算和模拟数据进行了比较。虽然瑞利转变，异构结构和非磺化PS单体的强疏水性的作用仍有待讨论，数据给出了一个准确的珍珠项链的三维图像。
2009-04-17 cond-mat.soft
The dependence of hydrophobic interactions on the solute size
基于我们最近对疏水效应的物理起源的研究，这是适用于调查的溶质尺寸的疏水相互作用的依赖性。当两种相同的疏水性溶质溶解于水中时，测定了水合自由能，并计算出临界半径（Rc）为3.2埃。以Rc为参考，溶解行为可分为初始和疏水溶剂化过程。这些可以通过对C60-C60富勒烯在水中和CH4-CH4分子在水中的分子动力学模拟来证明。在C60富勒烯与水的缔合过程中，随着C60富勒烯之间的分离度降低，疏水作用可分别分为H1w和H2s疏水过程。此外，可以推导出，最大化氢键提供了疏水溶质在水中缔合的驱动力。
2018-03-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dynamically Slow Processes in Supercooled Water Confined Between Hydrophobic Plates
我们研究了低温下疏水平面之间的水动力学。在不同的压力下，我们观察到不同的行为，我们理解的氢键动力学。在高压下，氢键网络的开放结构的形成被抑制，并且表面可以通过降低温度而快速脱水。在较低的压力下，氢键的快速有序化产生的异质性，负责强的非指数行为的关联函数，但没有强烈的相关时间的增加。在非常低的压力下，氢键网络的逐渐形成是导致相关时间大幅增加的原因，并且最终导致系统和脱水过程的动力学停滞。
2009-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-vapor critical behavior of the TIP4P/2005 water model: effects of NaCl solutes and hydrophobic confinement
Johannes Gutenberg-Universität（约翰内斯·古腾堡大学）
研究揭示了NaCl浓度增加导致液-气临界温度和压力升高，而疏水限制使临界点下降，同时强调了范德华截断距离对临界点估计的重要性。
2026-01-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Phase behavior and mesoscale solubilization in aqueous solutions of hydrotropes
水溶助长剂是两亲性分子，其太小而不能在水溶液中自发形成平衡结构，但形成动态的非共价组装体，称为簇。在疏水化合物的存在下，这些簇似乎变得稳定，导致形成长寿命，高度稳定的介观液滴，我们称之为介观增溶的现象。在这项工作中，我们专注于不寻常的介观性质的非离子水溶助长剂，即叔丁醇（TBA）的水溶液中，除了各种疏水化合物。TBA水溶液，在约3至8mol%TBA浓度范围和约0至25 ℃下，C温度范围内，表明存在短程（0.5 nm），短寿命（几十皮秒）的分子团簇，导致异常的热力学性质。这些集群是短暂的，但不放松扩散，从而明显不同于传统的浓度波动。在该浓度和温度范围内，在向TBA-水溶液中添加第三（更疏水的）组分时，观察到约100 nm尺寸的长寿命介观液滴。在这项工作中，我们澄清了溶解度定义背后的模糊性，并阐明了中尺度增溶现象。本文系统地研究了TBA-水-环氧丙烷、TBA-水-异丁醇和TBA-水-环己烷三个三元体系的宏观和介观相行为。我们区分分子溶解度，介观增溶，宏观相分离。我们已经证实，实际上稳定的水性胶体可以从小分子中产生，而无需添加表面活性剂或聚合物。这类新型材料可以应用于从药物到化妆品和农用化学品的各种工艺和产品的设计中。
2013-09-27 cond-mat.soft
Shapes of hydrophobic thick membranes
我们介绍和研究的行为的非零厚度的系留膜嵌入在三个维度受到一个有效的自吸引引起的疏水性所产生的倾向，以尽量减少暴露于溶剂的面积。的相行为和折叠构象的性质被发现是相当不同的小和大的溶剂尺寸制度。我们证明了自发对称性破缺与膜折叠沿优先轴，当溶剂分子是小的膜厚度相比。对于大的溶剂分子尺寸，即使在相对平坦的构象中，局部起皱机制也有效地将膜与溶剂屏蔽。我们讨论的绑定/非绑定过渡的膜的壁，用于屏蔽膜从溶剂。
2012-06-05 cond-mat.soft q-bio.BM
Equilibrium morphologies and force extension behavior for polymers with hydrophobic patches: Role of quenched disorder
基于生物高分子的单分子实验，我们利用Langevin动力学模拟探讨了具有疏水链段的共聚物的平衡形态和力延伸行为。我们发现，不同的长度尺度之间的相互作用，即持久长度$\ell_{p}$，和无序相关长度$p$，除了疏水补丁的分数$f$发挥了重要作用，在改变平衡形态和机械响应。特别是，我们显示了过多的平衡形态，该系统，\textit{e.g.}核壳，循环（与杂交的疏水性部分），并延长线圈作为这些参数的函数。两种类型的珠之间的弯曲能和杂化能的竞争决定了平衡形态。此外，这种聚合物结构的机械性能关键取决于它们的天然构象，进而取决于沿链骨架的无序实现。因此，对于柔性链，所有无序实现都是通过张力实现小球到延伸线圈的转变。然而，对于不同的无序实现，力-延伸曲线的确切性质是不同的。与此相反，我们发现，力延伸行为的半柔性链与不同的平衡构型\textit{e.g.}核壳，环，\textit{etc.}揭示了力诱导的构象转变的级联。
2013-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Ion specificity and anomalous electrokinetic effects in hydrophobic nanochannels
我们证明了与计算机模拟，异常电动效应，如离子特异性和非零zeta电位不带电的表面，是在疏水通道中的电渗流的通用功能。这种行为是由于疏水表面引起的较大离子对“类汽-液”界面的更强吸引力。提出了一个分析模型，包括修改后的泊松-玻尔兹曼描述的离子密度分布，它允许定量预测的异常流剖面。本说明书将作为一个重要组成部分的离子大小依赖的疏水溶剂化能。这些结果提供了一个有效的框架，预测特定的离子效应，生物问题的建模具有重要意义。
2007-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Large integration time-step in molecular dynamics simulation artificially enhances the strength of hydrophobic interaction
UT-Battelle, LLC（UT-Battell有限责任公司）
该研究通过分子动力学模拟发现，大积分时间步长会人为增强疏水相互作用，其机制在于疏水贡献的变化，而亲水贡献不受影响。
2026-09-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Reduction of the hydrophobic attraction between charged solutes in water
利用分子动力学模拟研究了两种纳米级溶质在水中的相互作用力。宏观考虑预测溶质之间的疏水吸引力的强烈减少，当后者被充电。这一点通过模拟得到证实，该模拟指出了接触时带相反电荷的溶质之间的有效力的惊人恒定性，而带相同电荷的溶质导致正负对之间的显著不同的行为。后者表现出以前在一些胶体分散体中观察到的“类电荷吸引”现象。
2003-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An atomistically informed multiscale approach to the intrusion and extrusion of water in hydrophobic nanopores
本研究提出一种多尺度方法，结合分子动力学模拟提取的原子细节与Langevin模型，高效计算疏水纳米孔中水的侵入与挤出转变时间，准确重现实验特征并大幅扩展可模拟时间尺度。
2023-05-24 cond-mat.soft
Putting water on a lattice: The importance of long wavelength density fluctuations in theories of hydrophobic and interfacial phenomena
空气-水界面物理学在现代疏水效应理论中起着核心作用。然而，实现这些理论，一直受到阻碍的困难，解决波动的形状，这样的软界面。我们表明，这一挑战是一个基本的后果映射到离散的自由度的长波长密度变化。从晶格模型中的表面粗糙度的研究，我们占所产生的非线性简单，但准确。模拟结果表明，这种方法捕捉复杂的溶剂化行为定量。
2013-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Droplet transport in a nanochannel coated by hydrophobic semiflexible polymer brushes: the effect of chain stiffness
本文采用非平衡分子动力学模拟方法研究了链刚度对涂有半柔性疏水聚合物的纳米通道内液滴流动的影响。所研究的系统，然后是一个移动的液滴在狭缝通道中，与它的蒸汽共存，并受到周期性的边界条件的流动方向。由末端珠接枝到限制壁的聚合物链由粗粒模型描述，该模型考虑链连接性、排除体积相互作用和局部链刚度。刷的流变学，摩擦和动力学特性的探索在很宽的范围内的持久性长度。我们发现了丰富的行为的聚合物构象和伴随的变化，在广泛的研究聚合物刚度的摩擦性能。对于持久长度小于其轮廓长度的聚合物，随着链的刚性增加，观察到液滴速度的快速降低。我们发现刷的内部动力学和液滴传输特性之间有很强的关系，这可用于通过表面官能化来定制流动特性。刷层的单体，在液滴下，呈现集体的“跑步机带”样动力学，其只能由于接枝链的存在而存在。我们描述了它的变化，在聚合物刚度的变化，二维速度和密度分布的空间延伸。由于液滴的存在下的聚合物刷的变形进行了详细的分析。最后，通过改变液气比来研究液滴-气体相互作用，观察到与在连续液滴之间存在大间隙的液滴的训练相比，彼此靠近流动的液滴的速度增加16%。
2017-10-17 cond-mat.soft
Connecting water correlations, fluctuations, and wetting phenomena at hydrophobic and hydrophilic surfaces
我们用分子模拟的方法研究了从疏水到亲水的固体表面的横向水-水相关性与润湿现象之间的联系，在超疏水表面附近，这种相关性是长程的，系统跨越的，并且可以用毛细波理论很好地描述。随着地表水吸引力的增加，相关性被淬灭。在长程相关消失的临界引力处，垂直于表面的密度分布从S形变为层状，流体开始润湿表面。水和Lennard-Jones流体都显示了这种行为，突出了基础物理学的普遍性。
2014-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic homopolymer's coil-globule transition and adsorption onto a hydrophobic surface under different conditions
研究使用蒙特卡洛粗粒化模型模拟疏水性均聚物在疏水表面附近的线团-球体转变与吸附，发现狭缝孔限制增强链的展开与吸附，水合水根据热力学参数调节该行为，为无结构蛋白响应外部刺激提供分子机制见解。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
How the Liquid-Liquid Transition Affects Hydrophobic Hydration in Deeply Supercooled Water
我们使用TIP 5 P-E模型通过广泛的计算机模拟来确定液态过冷水的相图[J. Chem. Phys. { \bf 120}，6085（2004）]。我们发现，在过冷范围内的水转化成低密度液体强烈增强了疏水颗粒的溶解度。水转化为四面体结构的液体伴随着最小的水合熵和焓。溶剂化热容量的符号的相应变化指示疏水水合的一个特征签名的损失。所观察到的行为被发现是定性地根据Garde等人的信息理论模型的预测。{ \bf 77}，4966（1996）]。
2005-03-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of pressure on the phase behavior and structure of water confined between nanoscale hydrophobic and hydrophilic plates
我们进行了系统的分子动力学模拟的水限制在两个纳米板在T=300 K。我们研究了压力（-0.15 GPa <= P <= 0.2 GPa）和板间距（0.4 nm <= d <= 1.6 nm）对水的相行为的影响。当水被限制在疏水板之间时，在足够低的P下在板之间发生毛细蒸发。发生这种转变的d的阈值随着P而减小（例如，1.6 0.0 5GPa时为0.5nm; 0.1GPa时为0.5nm），直至高P时不发生毛细蒸发。当d ~ 0.6 nm且P >= 0.1 GPa时，系统结晶为双层冰。提出了一个显示汽相、液相和双层冰相的P-d相图。当水被亲水性（羟基化二氧化硅）板限制时，它在所研究的所有P和d处保持在液相中。有趣的是，我们观察到，在这种情况下，即使在P散装水空化，承压水保持在液态。系统地研究了两种板材在不同磷浓度下的水化状态。对于这里研究的条件范围内，我们发现，在疏水板的存在下，P的效果是提高水的结构和水分子推向板。疏水板旁边的水分子的平均取向在加压时不改变。相比之下，在亲水性板的存在下，水结构是不敏感的P。因此，我们的研究结果表明，加压时，疏水板表现为“软”表面（在这个意义上的适应压力依赖的水结构的变化），而亲水性的墙壁表现为“硬”表面。
2006-03-02 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Crossovers in supercooled solvation water: Effects of hydrophilic & hydrophobic interactions
我们使用系统的8 ns从头计算分子动力学（AIMD）研究水的结构和动力学的散装，并接近两个疏水和亲水（羰基）基团的四甲基脲（TMU）。我们观察到交叉的动力学行为周围的疏水基团在$T_X = 256 \pm 4$ K和另一个在$265 \pm 5$ K相关的水-水和水-羰基氢键（HBs）的相对强度。对于体相水，弛豫时间表观发散的温度位于$T_c = 210 \pm 10$ K。为了更好地确定亲水羰基所产生的影响，将水与甲烷分子的系统用作参考。这些发现与蛋白质在溶液中的结构和热力学转变有关，也可能在蛋白质的冷变性机制中发挥作用。
2015-05-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Microphase separation in oil-water mixtures containing hydrophilic and hydrophobic ions
我们发展了一种基于格子的蒙特卡罗模拟方法，能够处理带电混合物的介电异质性。使用这种方法，我们研究了含有拮抗盐的油水混合物，具有亲水性阳离子和疏水性阴离子。我们的模拟揭示了几个阶段与空间调制的溶剂组合物，其中的离子分配之间的富水和贫水区域根据其亲和力。除了最近观察到的层状相，我们发现管状，液滴，甚至gyroid相让人想起那些发现在嵌段共聚物和表面活性剂系统。有趣的是，这些结构源于离子介导的相互作用，其允许通过浓度、离子性质和温度来调节相行为。
2017-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A structural determinant of the behavior of water at hydration and nanoconfinement conditions
本文揭示水要求第二分子壳层收缩和重取向以补偿配位缺陷的分子原理，该原理是两种液体情景的核心，决定水在水和纳米限制下的行为，并可用于定义润湿性条件以阐明水的积极作用。
2024-08-24 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
Solvent quality and solvent polarity in polypeptides
本文用分子动力学和热力学积分方法研究了七种多肽（GLY，ALA，ILE，Cys，LYS，ARG，GLU）在水和环己烷中的溶剂化过程。选择多肽以覆盖完整的疏水规模，同时将它们的链长从三肽到十一肽改变，提供关于可能的非加和效应以及肽骨架在多肽的总体稳定性中的作用的指示。使用不同的溶剂和不同的多肽，使我们能够调查溶剂质量之间的关系-一个给定的溶剂折叠一个给定的生物聚合物的能力，通常描述的规模从“好”到“差”，和溶剂极性-相关的任何溶剂相对于参考溶剂的特定相互作用。十一-甘氨酸被发现是唯一在水（极性溶剂）中具有适当的稳定折叠的多肽，其他疏水多肽在水中显示重复的折叠和解折叠事件，极性多肽呈现甚至更复杂的行为。相比之下，所有的多肽，但没有被发现保持在环己烷中的扩展构象，无论其极性。还发现所有考虑的多肽具有独立于溶剂极性和其固有疏水性的有利的溶剂化自由能，清楚地突出了肽骨架的突出稳定作用，其中溶剂化过程在极性多肽中主要由热力学主导，并且对于疏水性多肽部分由熵驱动。因此，我们的研究揭示了多肽溶剂化过程的复杂性，无视共同的观点“像溶解一样”，溶质极性发挥最突出的作用。确认了溶剂和多肽极性反转后不存在镜像对称性。
2023-01-30 cond-mat.soft
Temperature and Length Scale Dependence of Solvophobic Solvation in a Single-site Water-like Liquid
在Jagla液体中研究了球形硬疏溶剂溶质的溶剂化性质对温度和长度尺度的依赖性，Jagla液体是一种简单的液体，由通过球对称势相互作用的粒子组成，该势结合了硬核排斥和更长范围的软核相互作用，但表现出类似水的异常。结果进行了比较与一个典型的原子液体，Lennard-Jones（LJ）的潜在的模型的等效计算，并与预测的疏水溶剂化在水中使用的腔状态方程和扩展的简单点电荷（SPC/E）模型。我们发现，Jagla液体捕获作为温度的函数的小和大的长度尺度溶质的疏水水合的定性热力学行为。特别是，对于Jagla液体和水，我们观察到温度依赖的焓和熵的溶剂化的所有溶质的大小，以及足够小的溶质在低温下的负溶剂化熵。结果表明，与简单的液体相比，存在第二个热可及的排斥能量尺度，其作用是越来越有利于较大的分离以降低温度，这是有利于低密度、开放结构和模型疏水水合的液体的基本特征，正是这种第二能量尺度的存在导致了水和Jagla液体行为的相似性。利用一个简单的疏溶剂溶质聚集模型，探讨了类水液体中溶剂化自由能的温度和长度尺度依赖性的影响。我们展示了聚集体的稳定性如何取决于聚集体的大小和其组成溶质的大小，我们将这种依赖关系与冷诱导的不稳定现象，如冷诱导的蛋白质变性。
2012-11-01 cond-mat.soft
Nature of dynamic friction in a humid hydrophobic nano-contact
水分子污染表面上的动态摩擦物理学仍然知之甚少。在符合日益增长的兴趣在疏水接触的工业应用中，本文着重于摩擦机制，在这样的界面。作为一种常用的材料，与石墨的接触被认为是在一个双重的方法的基础上使用的圆形模式原子力显微镜技术结合分子动力学模拟实验研究。我们证明了一个直观的范例，它断言，水分子被挤出的疏水接触，应该加以改进。因此，我们引入了一种机制，考虑内的滑动纳米接触的水吸附在基板上的积累所产生的液滴。然后，我们表明，一个完整的滑动制度的液滴在疏水基板上滑动解释了实验的摩擦学行为。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Investigation of slippery behaviour of lubricating fluid coated smooth hydrophilic surfaces
近年来，许多研究小组利用疏水性基底研究了注入润滑液的粗糙表面的滑动性能。这些表面对水和其他液体表现出优异的光滑性能。在这里，我们展示了一种简单的方法来制造稳定的光滑表面的硅油涂层的亲水性样品的基础上。在室温下，由于硅基底本身具有亲水性，所制备的样品由于硅油层内的水滴下沉而表现出防滑行为。随后在更高温度下退火提供了硅表面处的硅分子的共价键合，使得表面疏水，这通过润滑剂洗涤测试证实。因此，硅油涂覆的退火样品显示出优异的拒水性、非常低的接触角滞后和非常好的滑动行为。但是这些表面显示出对液滴流动的差的油稳定性，这是由于油在水滴周围的遮盖，这可以通过使用较大体积的液滴或连续的水流来防止。
2015-08-04 cond-mat.soft
Dissecting Hydrophobic Hydration and Association
我们使用适当定义的短程参考模型的液态水澄清不同的角色，当地的氢键，范德华吸引力，和远程静电相互作用发挥在水中的非极性溶质的溶剂化和协会。虽然局部氢键相互作用主导涉及小溶质的疏水效应，但发现更长范围的静电和分散相互作用在描述大溶质周围的界面结构中越来越重要。氢键网络设置溶质长度尺度，在该尺度下观察到这些小和大长度尺度制度之间的溶剂化行为的交叉。不平衡的长程作用力作用于界面水分子在疏水缔合中也很重要，在这里通过分析模型甲烷和巴克敏斯特富勒烯溶质的缔合来说明。
2015-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The structure of the free energy surface of coarse-grained off-lattice protein models
我们已经进行了多正则模拟的疏水-亲水的杂聚物与一个简单有效的，粗粒度的离格模型研究的结构和拓扑结构的能量表面。多规范方法对整个崎岖的能量景观进行采样，特别是低能量部分，使人们能够更好地理解关键行为并可视化所考虑的蛋白质模型的折叠途径。
2007-03-23 cond-mat.soft
Molecular theory of hydrophobic mismatch between lipids and peptides
利用脂质的微观模型，从理论上研究了整合蛋白跨膜α螺旋的疏水长度d与其所跨膜的疏水厚度D_h之间的不匹配效应。特别是，我们研究了依赖于一个刚性的，完整的，肽的疏水长度和体积分数的层状相的周期。我们发现当插入一个短肽时，周期减小，使得d<D_h。更令人惊讶的是，我们发现，当插入一个长肽，使得d>D_h时，周期增加。这种效应是由于刚性肽取代了可延伸的脂质尾部。随着肽长度的增加，片层周期继续增加，但速度较慢，最终可能会减少。未能结合和跨越膜的肽的量随着疏水错配的大小而增加|d-D_h|.我们对这些行为进行了解释，都与实验相符合。预测的依赖性的一个单一的跨膜α螺旋的疏水性错配和螺旋密度的倾斜。
2001-08-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Generic folding and transition hierarchies for surface adsorption of hydrophobic-polar lattice model proteins
采用Wang-Landau采样方法研究了疏水极性晶格蛋白与吸引表面相互作用的热力学行为和结构性质。三个基准HP序列（48聚体、67聚体和103聚体）被认为具有不同类型的表面，其中每一个分别吸引所有单体、仅疏水（H）单体或仅极性（P）单体。折叠行为的多样性依赖于表面强度进行了讨论。分析各种结构可观测量的组合模式，例如，表面接触的数量的导数，连同比热，我们能够识别折叠和过渡层次的一般类别。我们还推断出这些过渡类别和相对表面强度之间的联系，即，H单体间的表面吸引力与链间吸引力之比。我们提出的分类方案的有效性加强了额外的基准序列的分析。因此，我们认为，折叠层次结构和识别方案是通用的HP蛋白与有吸引力的表面相互作用，无论链长，序列，或表面吸引力。
2013-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Anisotropic Stick-Slip Behavior of Aqueous Drops on Lubricated Chemically Heterogeneous Slippery Surfaces
传统的光滑表面在所有方向上都显示出各向同性的液滴流动性，但许多应用仅需要沿特定路径的定向液滴运动。在以前的研究中，研究人员使用地形衬底，加上不同的外部刺激，以证明各向异性滴运动，这是不是很有效，成本效益。在这里，我们报告了一种新的方法来巧妙地控制润滑液涂覆的化学异质表面组成的交替的疏水性和亲水性条纹的液滴运动。在将水性液滴沉积在这样的表面上时，下面的润滑流体从亲水区域去湿，但在疏水区域上保持完整，为液滴提供粘性和光滑区域。这导致显着的各向异性滴滑动行为，从沿平行于条纹的匀速运动到沿垂直于条纹的粘滑运动。此外，我们还展示了一个相图，总结了不同的动态情况下所表现出的下降，坚持，或在一个或两个方向移动。
2020-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pathways to dewetting in hydrophobic confinement
液态水在疏水限制下相对于其蒸汽可以变得亚稳态。由此产生的去湿过渡往往阻碍了大的动力学障碍。根据宏观理论，这样的屏障来自于使跨越两个疏水表面之间的区域的临界蒸气管成核所需的自由能-具有较小半径的管塌陷，而较大半径的管生长以干燥整个受限区域。使用广泛的分子模拟水之间的两个纳米级的疏水表面，结合先进的采样技术，在这里，我们表明，表面间的分离，vanically有利于去湿，去湿的障碍不对应于形成（经典）的临界蒸汽管。相反，它对应于一个突然的过渡，从一个孤立的空腔附近的一个限制表面的间隙跨越蒸汽管已经大于宏观理论预期的临界蒸汽管。相应地，去湿势垒也小于经典的预期。我们发现，水密度波动的特殊性质邻近扩展疏水表面-即，观察低密度波动相对于高斯统计的可能性增强-促进这种非经典行为。通过稳定相对于蒸汽管的隔离腔，增强的水密度波动从而稳定新的路径，其绕过经典障碍并提供减小的抗去湿性。因此，我们的研究结果表明，波动在加速从超疏水表面上的Cassie-Wenzel转换到疏水驱动的生物分子折叠和组装的众多现象的动力学方面起着关键作用。
2015-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Different Kinds of Protein Folding Identified with a Coarse-Grained Heteropolymer Model
应用多正则模拟，我们采用介观疏水极性模型研究了非晶格杂聚物的折叠性质。我们研究各种序列折叠通道的自由能景观通过比较的平衡构象与折叠状态的角度重叠参数。虽然所有调查的杂聚物序列含有相同含量的疏水性和极性单体，我们的折叠通道的分析揭示了各种特性的折叠行为已知的现实肽。
2009-02-16 cond-mat.other cond-mat.soft
Robust Phase Behavior of Model Transient networks
为了研究用多连通瞬态网络描述的某些复杂流体的粘弹特性，我们开发了一个由遥爪聚合物连接的微乳液液滴组成的方便的模型系统。这种系统的相行为有两个特征：一个大的两相区，它由两个子区域（流体溶胶相和粘弹性凝胶相）分离的渗流线和两相区在低体积分数与分离成稀溶胶相和浓凝胶相。从这些特征的可能起源来看，我们预计它们在不同的系统中非常相似。为了改变瞬态网络动态响应的时间尺度，我们在这里描述了我们准备的四个不同系统的相行为;它们由两种水包油（癸烷）微乳液的组合组成（氯化十六烷基吡啶鎓/辛醇或TX 100/TX 35）和两种末端接枝聚（环氧乙烷）链，不同之处在于末端接枝的疏水脂肪族链（C12 H25或C18 H37）。
2004-10-12 cond-mat.soft
The effect of homopolymer adding on aggregation behavior in amphiphilic triblock copolymers containing rigid blocks
School of Science, Inner Mongolia University of Science and Technology（内蒙古科技大学理学院）
本研究利用晶格自洽场理论，发现添加均聚物可调控含刚性嵌段两亲性三嵌段共聚物的胶束聚集与重排行为，其效果取决于棒状嵌段长度和浓度，为理解刚性核胶束生长机制提供参考。
2026-09-30 cond-mat.soft
Micellization Thermodynamic Behavior of Gemini Cationic Surfactants. Modeling its Adsorption at Air/Water Interface
双子表面活性剂的自组装结构的特征之一是它们的低CMC。这一特性可能是由于其分子结构中具有很强的疏水性。这种可用性可能意味着自组装结构或吸附在界面上的单分子层具有很大的稳定性。采用动态表面张力（DST）和等温滴定量热法（ITC）研究了α，ω-双（S-烷基二甲基铵）溴代烷烃阳离子双子表面活性剂的胶束化行为。在空气/水界面上的吸附数据是通过分析悬垂液滴的轮廓变化来获得的。利用ITC对双子表面活性剂胶束化过程进行了热力学表征。基于Frumkin吸附等温线和Ward-Tordai扩散方程建立了一个模型，以获得吸附的特征参数，而不需要使用吉布斯吸附方程。侧向相互作用的正值表明吸附单分子层具有良好的稳定性。ITC数据进行了分析后，一个新的协议的基础上确定不同的能量贡献和方案中观察到的滴定曲线从脱胶束过程。放热峰的存在可以解释CMC的低值。
2020-04-06 cond-mat.soft
Controlling microgel morphology and swelling behavior by copolymerization
University of Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）
研究通过共聚调控微凝胶的体积相变温度及形态，探讨不同共聚单体对热敏感性的影响，揭示多外部控制手段的应用。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sequence-based study of two related proteins with different folding behaviors
ZSPA-1是一种工程蛋白，它与其亲本葡萄球菌蛋白A的三螺旋束Z结构域结合。与野生型Z结构域相比，未复合的ZSPA-1显示螺旋含量降低和不太合作的解链行为。在这里，我们表明，这两个序列之间的折叠行为的差异，可以部分地理解在一个离格模型与5-6个原子每氨基酸和一个最小的潜力，其中折叠是由骨架氢键和有效的疏水吸引力。
2003-12-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Effect of a potential softness on the solid-liquid transition in a two-dimensional core-softened potential system
本文利用分子动力学模拟方法研究了经典粒子通过纯排斥各向同性核软化势相互作用的二维（$2D$）系统的熔化性质。我们发现，融化的情况下，极大地依赖于潜在的柔软性和变化的光滑排斥肩的宽度增加。当排斥肩宽度较小时，熔融转变表现出弱的一级行为，当排斥肩宽度较大时，在不太高的压力下压缩时发生折返熔融转变，在$2D$相图的低密度部分，熔融是一个连续的两阶段转变，根据Kosterlitz-Escherless-Halperin-Nelson-Young（KTHNY）方案，具有中间六方相。另一方面，在相图的高密度部分，发生一级转变。这些结果有助于定性地了解水在两个疏水板之间的行为。
2014-08-29 cond-mat.soft
Mesoscale phenomena in solutions of 3-methylpyridine, heavy water, and an antagonistic salt
我们已经调查了有争议的问题，关于3-甲基吡啶（3 MP），重水，和四苯硼钠（NaBPh 4）的解决方案的介观尺度的行为相结合的结果从动态光散射（DLS）和小角中子散射（SANS）。我们已经解决了三个问题：（i）什么是起源的中尺度不均匀性（大小为100 nm的顺序）表现为“慢模式”在DLS？(ii)从SANS观测到的周期性结构是该系统的固有特性吗？(iii)在这个系统中，临界行为的普适性类别是什么？我们的研究结果证实，从DLS实验中观察到的“慢模式”对应于长寿命，高度稳定的中尺度液滴（尺寸为100 nm的顺序），只有当溶质（3 MP）被疏水杂质污染时才会发生。SANS数据证实存在周期性约为10 nm的周期性结构。这种周期性结构不能通过纳米孔过滤消除，因此确实是固有的溶液性质。在DLS实验所研究的浓度和温度范围内，该体系的临界行为表明其临界性属于三维伊辛模型的普适类。
2013-08-22 cond-mat.soft
Evaporation of tiny water aggregation on solid surfaces of different wetting properties
用分子动力学模拟研究了微量水在不同润湿性固体表面上的蒸发。我们发现，随着表面由疏水性向亲水性的转变，蒸发速度并不是直观上的单调下降，而是先增大，达到最大值后又减小。水分子可以从其蒸发的水-气表面上的水分子的数量与防止这些水分子蒸发的势垒之间的竞争导致蒸发的意外行为。基于这两个因素的理论模型可以很好地拟合模拟数据。这一发现有助于理解生物表面的蒸发，设计超快速水分蒸发或土壤保水的人工表面。
2012-03-08 cond-mat.soft
Phase Behavior of Unilamellar Hybrid Lipid-Diblock Copolymer Membranes
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
提出一个物理框架，结合化学不混溶性、疏水厚度不匹配和几何约束，预测杂化膜的形态，并通过粗粒化分子动力学验证，统一了实验和模拟观察。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Bicontinuous surfaces in self-assembling amphiphilic systems
两亲分子是同时具有亲水和疏水部分的分子。在水和/或油样溶剂中，由于疏水效应，它们自组装成延伸的片状结构。两亲体系的自由能可以写成界面几何的函数，相图可以通过比较不同几何的自由能来计算。在这里，我们专注于双连续结构，其中一个高度复杂的界面跨越整个样本，从而将其分为两个独立的边界。这类曲面的主要模型是三重周期极小曲面、常平均曲率曲面、平行曲面和随机曲面。我们讨论了这些类型的表面的几何性质，以及它们如何转化为实验观察到的两亲性系统的相行为。
2003-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How water wets and self-hydrophilizes nanopatterns of physisorbed hydrocarbons
弱结合的、物理吸附的烃原则上可以提供与通过在表面处强结合的疏水分子的化学吸附获得的类似的拒水性。在这里，我们提出的实验和计算机模拟的润湿行为的水分子薄，自组装的烷烃地毯dotriacontane（正C32H66或C32）物理吸附在硅表面的亲水性天然氧化物层浸涂过程中从二元烷烃溶液。通过改变浸涂速度，我们控制初始C32表面覆盖率，并实现不同的膜形态，包括均匀的涂层与自组织的纳米粒子，范围从树枝状纳米岛条纹。这些图案表现出良好的水润湿性，即使地毯最初制备有高覆盖率的疏水烷烃分子。使用液中原子力显微镜以及分子动力学模拟，我们将其追溯到与水接触后烷烃层的重排。这种重组与C32涂层的形态，即它们的分形维数相关。水分子在很大程度上取代了第一个吸附的烷烃单层，从而降低了疏水C32表面覆盖。因此，我们的实验证明，水分子可以非常有效地使最初由弱结合的烃地毯组成的疏水表面亲水化。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tuning Water Slip Behavior in Nanochannels using Self-Assembled Monolayers
固体表面的水滑移对于广泛的微/纳米流体应用是重要的。虽然已知水滑移行为取决于表面官能化，但它如何影响界面处的分子水平动力学和质量传递仍然没有完全理解。在本文中，我们使用非平衡分子动力学模拟研究的自组装单分子层（SAM）分子功能化的金表面之间的水的滑移行为与不同的极性官能团。我们观察到一个积极的到消极的滑移过渡从疏水性到亲水性SAM功能化，这是发现相关的水分子和更亲水的SAM分子之间的界面相互作用更强。更强的相互作用增加了表面摩擦和局部粘度，使水滑动更加困难。更亲水的官能化也减缓了界面水弛豫，并导致SAM层内部更明显的水捕获，这两者都阻止了水滑移。从这项工作的结果将提供有用的见解，在功能化表面的水滑移的理解和设计指导方针，为各种应用。
2019-05-31 cond-mat.soft physics.app-ph
