Density scaling of the diffusivity in viscous liquids: Identification of the scaling exponent with the pressure derivative of the isothermal bulk modulus
基于改进的状态方程，假设等温体积模量随压力线性增加，重新审视了早期导出的粘性液体的密度缩放扩散率函数[Phys. Rev. E 79，032501（2009）]。在不对标度指数和Gruneisen参数之间的相互关系作任何假设的情况下，证明了标度指数与等温体积模量的压力导数是一致的.我们进一步讨论可能的标度指数和Gruneisen参数之间的互连。
2009-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced diffusivity in supercooled liquids
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；University of Milan（米兰大学）
针对过冷液体中剪切扩散率与剪切率呈线性关系的现象，基于含剪切的Smoluchowski方程推导出有效分子扩散率公式，其线性修正项与模拟及实验吻合，并发现扩散率增强与温度成反比、与零剪切粘度成正比。
2025-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Supercooled Liquid Water Diffusivity at Temperatures near the Glass Transition Temperature
本文通过同位素分层无定形固态水薄膜和极慢加热实验，测量了玻璃化转变温度附近过冷液态水的扩散系数，证明无定形水熔体在Tg以上与正常过冷液体热力学连续。
2025-02-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Symmetry, Levitation Effect and Size Dependent Diffusivity Maximum
扩散总是涉及介质内的运动。观察到的普遍行为是，当扩散剂被限制在介质中时，作为所谓的悬浮效应的结果，自扩散率表现出最大值作为扩散剂的尺寸的函数。这种最大的自扩散率已被认为是在广泛不同的介质：微孔固体，致密液体和紧密堆积的固体，离子在极性溶剂等的影响，因为施加在扩散剂的介质中，它被限制的力量是最小的扩散剂的大小，其中自扩散率是最大的。我们在这里报告的模拟双原子物种被限制在笼的沸石Y。几种不同的模拟，其中两个原子的模型双原子物种相互作用的强度相等（例如，$O_2$，对称的情况下）和不等的相互作用强度（例如，$CO$，不对称的情况下）在这里建模。此外，双原子物种的键长是变化的。对称情况下的计算结果表明，当键长足够大时，自扩散系数最大，键长正好与Y型沸石的12环窗口相吻合。对于弱不对称情况，弱最大值被看作是双原子物种键长的函数。然而，对于强不对称的情况下，没有最大值的自扩散被视为所有的键长研究。这表明了对称性和扩散率最大值之间的密切关系，并为观察悬浮效应需要力抵消提供了直接证据。
2008-11-24 cond-mat.soft
Molecular structural order and anomalies in liquid silica
本调查研究之间的关系，结构秩序，扩散率异常，并通过分子动力学模拟密度异常的液体二氧化硅。我们使用先前定义的取向和平移序参量来量化原子配置中的局部结构顺序。在不同的状态点进行广泛的模拟，以测量结构的顺序，扩散率和热力学性质。发现二氧化硅与水具有许多最近报道的趋势[J. R. Errington和P.G. Debenedetti，Nature 409，318（2001）]。在中等密度下，局部取向顺序的分布是双峰的。在固定温度下，压缩时出现序参量极值：取向顺序中的最大值，随后是平移顺序中的最小值。然而，与水不同的是，二氧化硅的平移序参量最小值很宽，并且没有两个参数严格耦合的热力学条件范围。此外，温度-密度制度，其中两个结构序参量减少等温压缩（结构异常制度）不包括扩散率异常的区域，是水的情况。
2002-03-19 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
How short-range attractions impact the structural order, self-diffusivity, and viscosity of a fluid
我们提出了分子模拟数据的粘度，自扩散率，和局部结构有序的（i）硬球流体和（ii）方井流体与短程吸引力。后者的流体表现出动态异常的相图，其流动性增加后，等容冷却，这被认为是一个更大的区域的结构异常，其中其对相关性加强等容加热的一个子集。这种“异常级联”在性质上类似于最近对液态水的模拟。硬球和方井系统的结果还表明，在过冷时的斯托克斯-爱因斯坦关系的故障发生的条件下，粘度和自扩散发展不同的耦合的程度成对的结构有序的液体。我们讨论这些耦合如何反映动态的异质性。最后，我们注意到，模拟数据表明如何排斥和吸引力的玻璃通常可以由两个不同的水平的短程结构秩序的特点。
2007-05-02 cond-mat.soft
Fragile to strong crossover coupled to liquid-liquid transition in hydrophobic solutions
利用离散分子动力学模拟，我们研究了一个原始模型的疏水溶质的水溶液的热力学和扩散行为之间的关系，由硬球在Jagla颗粒溶剂，接近液-液临界点的溶剂。我们发现，在扩散行为的脆弱到强大的动态转变总是耦合到低密度/高密度液体的转变。在液-液临界压力以上，扩散率交叉发生在Widom线处，热力学响应函数沿该线显示最大值。在液-液临界压力以下，当机械稳定性线的极限被越过时发生扩散率交叉，如从高温到低温时观察到的滞后所示，反之亦然。这些研究结果表明，动力学和热力学之间的联系，发现在散装水持续在疏水溶液的浓度从低到中等，表明实验测量的弛豫时间在水溶液中代表了一个可行的路线，为解决在过冷水领域的开放性问题。
2012-05-07 cond-mat.soft
Solid or Liquid ? - Kinetically induced phase transition of a confined liquid
关于受限液体的物理状态和可能的相变一直存在长期的争论。在这份报告中，我们表明，一个模型约束液体可以表现为牛顿液体，其动力学变化很小，或作为一个伪固体仅取决于{ \it率}的方法的限制表面。因此，受限液体在热力学平衡中{ \it不}表现出任何受限诱导的固化。相反，凝固诱导动力学，当两个限制表面接近一个最小的临界速率。这个临界速率是令人惊讶的慢，约为6 μ s/s，解释了约束诱导凝固的频繁观察。
2005-12-23 cond-mat.soft
Liquid crystal phase and waterlike anomalies in a core-softened shoulder-dumbbells system
利用分子动力学研究了250个双原子分子在核软化势作用下的热力学、动力学和结构。该系统表现出热力学、动力学和结构异常：在恒压下密度-温度平面上存在极大值，在恒温下扩散系数和平移序参量对密度存在极大值和极小值.从非常致密的系统开始，密度逐渐降低，低温下的迁移率首先增加，达到最大值，然后减少，达到最小值，最后增加。在压力-温度相图中，最大平移序参量线位于包围最大密度线的温度的扩散率极值线之外。我们比较我们的结果与单体系统表明，由于哑铃的各向异性导致一个更大的固相和液晶相的外观。热力学和动力学双重异常。
2009-12-17 cond-mat.soft
The Effective Interfacial Tensions between Pure Liquids and Rough Solids: A Coarse-Grained Simulation Study
通过粗粒模拟研究了纯液体与粗糙固体表面之间的有效固液界面张力。利用耗散粒子动力学方法，我们设计了固液界面，将纯液体限制在两个具有不同粗糙度的显式固体表面之间。用Wenzel粗糙度因子表征了固相的粗糙度，并给出了有效SL IFT（γ_sl ^'）与Wenzel粗糙度因子的关系。本文研究了两个以固液排斥强度区分的固液体系，以测量表面粗糙度对γ_sl ^'计算的影响。我们发现，粗糙度产生的液体，这是在第一层液体附近的固体结构的变化。随着表面粗糙度的增加，这些变化是有效SL IFT增加的原因。尽管表面粗糙度在γ_sl ^'的计算中占主导地位，但发现有效SL IFT与固液排斥强度的大小成正比。这些模拟提供的见解表明，Wenzel粗糙度因子的增加是由于地形中测量的垂直偏差导致表面积增加的直接后果。这反过来又会增加粒子之间有效固液相互作用的数量，最终导致压力张量的法向和切向分量的局部值发生显着变化。
2022-11-19 cond-mat.soft
Entropy, diffusivity and the energy landscape of a water-like fluid
对具有核软化对相互作用和类水液态异常的流体进行了分子动力学模拟和瞬时简正模（INM）分析，以了解热力学、输运性质和势能面之间的关系。罗森标度的热力学过剩和对相关熵的扩散系数证明了这个模型。的INM光谱进行信息的长度尺度之间的相互作用的异常流体的特性，如双峰的频率分布的实部和虚部的分支之间的动态后果。INM光谱信息用于将液体熵划分为与实频率模式和虚频率模式相关联的两个贡献;仅来自虚分支的熵贡献捕获流体的异常状态中的过量熵和扩散率的非单调行为。
2010-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solid-liquid composite structures: elastic beams with embedded liquid-filled parallel-channel networks
由于嵌入式流体网络的变形，目前研究的背景下，软执行器和软机器人。在这个概念上扩展，梁可以被设计成使得通道网络中的压力直接由作用在梁上的外力产生，并且因此可以被视为被动固液复合结构。我们得到了一个连续的函数网络的几何形状的变形。这使得网络的设计能够产生任意稳定和随时间变化的变形场，以及消除由外力产生的变形。
2014-09-07 cond-mat.soft
Supporting Material for: Capillary-like Fluctuations of a Solid-Liquid Interface in a Non-Cohesive Granular System
在这篇补充论文中，我们提出了一些细节上的固-液界面检测，推导的非平衡自由能，分析的颗粒温度和能量每模式，验证的小斜率近似，描述的Langevin动力学，和误差分析。
2013-04-09 cond-mat.soft
Solid-that-flows picture of glass-forming liquids
本文提出玻璃形成液体在“固体性长度”以下表现出类固体行为，回顾了超粘液体固体性的数值证据，并讨论了其与动态异质性及弛豫时间温度依赖性的关联。
2024-01-26 cond-mat.soft
Stiffening solids with liquid inclusions
从骨骼和木材到混凝土和碳纤维，复合材料是无处不在的天然和工程材料。Eshelby的夹杂物理论描述了宏观应力场如何耦合到孤立的微观夹杂物，允许从其微观结构的知识预测复合材料的整体机械性能。它已被扩展到描述各种各样的现象，从固体断裂到细胞粘附。在这里，我们表明实验和理论上，Eshelby的理论打破了小液体夹杂物在软固体。在此极限下，孤立液滴的变形强烈依赖于尺寸，最小液滴模仿固体夹杂物的行为。此外，在反对传统的复合材料理论的预测，我们发现，有限浓度的小液体夹杂物增强软固体的刚度。Eshelby理论的一个直接延伸，解释了固液界面的表面张力，解释了我们的实验观察。当液滴半径小于弹性毛细管长度时，固体的液体硬化的反直觉效应是预期的，所述弹性毛细管长度由固体基质的表面张力与杨氏模量的比率给出。
2014-07-24 cond-mat.soft
Swarming bottom feeders: Flocking at solid-liquid interfaces
我们提出的流体动力学理论的相干集体运动（“植绒”）在固液界面，它的许多预测的实验。我们发现，这样的系统是稳定的，并具有长程取向顺序，在很宽的参数范围内。当稳定时，这些系统表现出“巨数波动”，其增长为平均数的3/4次方。稳定的系统也表现出异常的快速扩散的标记颗粒悬浮在被动流体沿任何方向在一个平面平行于固液界面，而沿垂直于该平面的方向的扩散率是不异常的。在剩余的参数空间中，系统变得不稳定。
2021-06-25 cond-mat.soft
A Ubiquitous Thermal Conductivity Formula for Liquids, Polymer Glass, and Amorphous Solids
液体和非晶态固体中热输运的微观机理一直是一个突出的问题。有几种不同的方法来解释这些系统的热导率，例如，Bridgman的简单液体的公式，非晶态固体的最小热导率的概念，和非晶态聚合物的热阻网络模型。在这里，我们提出了一个普遍存在的公式，以统一的方式解释液体和非晶态固体的热导率。用此公式计算的导热系数与实验数据吻合得很好。我们的公式不仅提供了这些系统中传热的微观机制的详细含义，而且解决了现有公式和实验数据之间的差异。
2020-09-26 cond-mat.soft
Internal Rotations and Stress Tensor Symmetry in Theories of Nematic Liquids and Solids
本文分析了含自旋的内转动的运动学和动力学及其对单轴液体和弱弹性固体本构关系的影响。结果表明，忽略内转动惯量项和指向矢梯度的影响，可使应力对称。这不仅大大简化了理论，而且还允许计算所有的运动学变量的内部旋转没有任何额外的常数，除了那些在简化的理论与对称应力。
2002-03-12 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
Surface tension and the mechanics of liquid inclusions in compliant solids
Eshelby的夹杂物理论对材料和结构的力学有着广泛的影响，包括复合材料理论、断裂理论和塑性理论。然而，它不包括表面应力的影响，最近已被证明控制许多软材料，如凝胶，弹性体和生物组织的过程。为了将Eshelby的夹杂物理论推广到软材料，我们考虑了各向同性、可压缩、线弹性固体中的液体夹杂物。我们解决了个别拉伸夹杂物周围的位移和应力场，占体积弹性的固体和表面张力（\textit{i.e.}各向同性应变无关的表面应力）的固液界面。表面张力显著地改变夹杂物的形状和刚度以及其近场和远场应力场。这些现象强烈地依赖于内含物半径$R$与弹性毛细血管长度$L$的比值。当夹杂物小于$100L$时，表面张力是显著的。虽然Eshelby理论预测，液体夹杂物一般降低弹性固体的刚度，我们的研究结果表明，液体夹杂物实际上可以取代固体时，$R<3L/2$。有趣的是，当$R=3L/2$时，表面张力掩盖了液体包裹体的远场特征。这些结果从测量生物组织中的局部应力到确定软复合材料的破坏强度具有深远的应用。
2014-09-06 cond-mat.soft
The Young-Laplace equation for a solid-liquid interface
针对硬球固–液团簇模拟中机械压力导致负界面自由能的矛盾，本文采用 Gibbsian 热力学压力修正 Young-Laplace 描述，得到与成核研究一致的正界面自由能。
2024-01-23 cond-mat.soft
Understanding Flow Behaviors of Supercooled Liquids by Embodying Solid-Liquid Duality at Particle Level
Tsinghua University（清华大学）
通过在粒子层面引入固-液二元性，研究过冷液体的流动行为，揭示了剪切稀化和瞬态响应的机制。
2025-08-21 cond-mat.soft
Heterogeneous diffusion, viscosity and the Stokes Einstein relation in binary liquids
本文研究了过冷熔体中扩散系数与粘度之间的斯托克斯-爱因斯坦关系（SER）被打破的原因。本文用分子动力学研究了二元Lennard-Jones系统作为金属熔体的模型。高温下的弱击穿可以从同位素效应中看到的运动集体化来理解。较低温度下的强烈击穿与动态不均匀性的增加有关。在相关的时间尺度上，一些粒子的扩散速度比平均值或比SER预测的要快得多。范霍夫自关联函数允许明确地识别慢粒子。它们的扩散率甚至小于预测的SER。这些粒子的慢粒子的时间跨度，在他们的第一个转换是一个快速的，是大于衰减时间的应力相关性。慢速颗粒对粘度的贡献在冷却时迅速上升。不仅扩散，而且粘度显示出动态异质性的情况。我们可以定义一个“慢”粘度。SER恢复为慢扩散系数和慢粘度之间的关系。
2016-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Solid-Liquid Phase Transition in the Octadecanoic Acid Film Adsorbed on the Toluene-Water Interface
本文用同步辐射X射线反射法研究了饱和烃（正己烷）-水和芳烃（甲苯）-水界面吸附的质子化十八酸（pH=2）可溶膜的结构。实验数据表明，在正己烷-水界面处的薄膜中形成了厚度为（26 +/- 1）埃的吉布斯单层固相，其中脂肪族尾部垂直于表面，每个分子的面积为A=（18 +/- 2）埃^[2]。当温度升高时，吸附膜中甲苯-水界面上的固体单分子层熔化，这种转变是由酸的烃尾无序化引起的。在固-液转变期间，吉布斯单层厚度保持几乎相同，（22 +/- 1）埃。在固相中，我们得到A=（20+/- 2）埃^[2]，分子尾部偏离表面法线的角度约为30度。A=（24 +/- 2）埃^[2]的液体单层相的密度对应于液体正十八烷。
2018-10-22 cond-mat.soft
Elasto-capillarity at the nanoscale: on the coupling between elasticity and surface energy in soft solids
利用分子动力学模拟直接测量了液滴和气泡对软固体的毛细作用力。接触线附近的液体作用在固体上的力并不像通常假设的那样沿着液-汽界面取向，也不垂直于固体表面，而是指向液体。它表明，由这个力引起的弹性形变只能解释，如果相反的不可压缩的液体，表面应力是不同的表面能。利用热力学变分方法，我们证明了通过测量细长体在液体中的变形，可以精确地确定表面应力和表面能。从分子动力学获得的结果完全证实了最近通过实验获得的结果[Marchand等人，Phys. Rev. Lett. 108，094301（2012）]。
2013-05-30 cond-mat.soft
Diffuse X-Ray Scattering near a Two-Dimensional Solid - Liquid Phase Transition at the n-Hexane - Water Interface
根据X射线散射和反射仪与使用同步辐射的实验数据，一个二维的结晶相变在一个单层的蜂花酸在正己烷-水界面的温度降低后发生润湿过渡。
2016-10-17 cond-mat.soft
Effect of many-body interactions on the solid-liquid phase-behavior of charge-stabilized colloidal suspensions
电荷稳定的胶体悬浮液的固液相图计算使用的技术，结合连续的泊松-玻尔兹曼描述微观电解质离子与分子动力学模拟的macroionic胶体球。虽然在这种方法中忽略了微离子之间的相关性，但胶体之间的多体相互作用完全包括在内。在高胶体体积分数下确定固-液转变，其中多体相互作用预计是强的。鉴于Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论预测胶体通过Yukawa对势相互作用，我们将我们的结果与简单Yukawa液体的相图进行了比较。在高盐条件下发现良好的协议，而在低离子强度相当大的偏差观察。通过计算有效的胶体-胶体对相互作用，证明了这些差异是由于多体相互作用。我们提出了一个密度依赖的对势的形式截断汤川势，并表明，它提供了一个相当大的改进描述的固-液相的行为浓缩胶体悬浮液。
2002-09-06 cond-mat.soft
Wilhelmy equation revisited: a lightweight method to measure liquid-vapor, solid-liquid and solid-vapor interfacial tensions from a single molecular dynamics simulation
本文给出了浸没在简单液体液池中的准二维光滑平板所受力的理论表达式。所有的力的理论，在顶部的局部力，接触线和底部的板，以及总的力，显示出良好的协议与MD模拟结果。通过与热力学积分得到的SL和SV粘附功的比较，证实了SL和SV粘附功与固体平板底部和顶部的局部力有关。结果表明，在单次平衡MD模拟中，可以直接计算出γ SL、γ SV和液-气界面张力γ LV，而不需要大量的计算工作。
2020-04-29 cond-mat.soft physics.chem-ph
Withdrawing a solid from a bath: how much liquid is coated?
从液体浴中取出的固体夹带薄膜。在这篇综述中，回顾纯牛顿液体涂在简单的固体的预测和结果后，我们分析了这个理想的情况下探索连续三个潜在的复杂性来源的偏差：液体-空气界面，液体的体积流变性能和固体的机械或化学性能。对于这些不同的复杂性，我们表明，实验观察到的膜厚度的显着影响，我们总结了文献中提出的理论分析，试图合理化这些测量。
2017-01-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermodynamics and Dynamics of the Two-Scale Spherically-Symmetric Jagla Model of Anomalous Liquids
利用分子动力学模拟，我们研究了一个由粒子通过球对称的两尺度Jagla斜坡势相互作用组成的液体模型，该斜坡势具有排斥斜坡和吸引斜坡。的Jagla潜在的显示异常类似于在液态水中发现的，即膨胀冷却后和压缩时的扩散率的增加，以及液-液（LL）相变的区域中的相图可访问的模拟。与四面体配位的液体不同，LL共存线具有正斜率，这是因为克拉珀龙关系，对应于高密度相（HDL）比低密度相（LDL）更有序的事实。当我们在高于临界压力的恒定压力下冷却系统时，流体动力学性质在越过Widom线时迅速从LDL样的流体动力学性质改变为HDL样的流体动力学性质。扩散率的温度依赖性也在Widom线附近迅速变化，即Arbidius图的斜率在进入HDL域时急剧增加。玻璃化转变的性质在两个相中是不同的，表明较不有序的相（LDL）是脆弱的，而较有序的相（HDL）是强的，这与四面体配位的液体如水二氧化硅、硅和BeF $_2$的行为一致。
2006-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase field model of solid-liquid and liquid-liquid phase transitions in flow and elastic fields in one-component systems
我们建立了一个包含流体力学和弹性力学的单组分体系相场模型。它可用于研究固-液和液-液相变。在一阶相变时，即使没有施加剪切流，在两相之间存在密度差的情况下，也会在界面周围诱导出速度场。作为应用程序，我们提出了两种情况下的熔化，其中一个固体域被放置在一个加热的墙壁上，在另一种情况下，被悬浮在一个温暖的液体剪切流下的模拟结果。我们发现，固体域移动或旋转作为一个整体，由于弹性，释放潜热。我们还研究了液体-液体的相变的高粘度域到一个较低的粘性液体加热的墙壁上，其中一个不均匀的速度场是在该域的投影部分内诱导。在这些相变中，在周围液体中存在热流的情况下，界面温度几乎等于远离加热壁的共存温度$T_{\rm cx}(p)$。
2010-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solid-Liquid Composites for Soft Multifunctional Materials
具有液体成分的软材料是材料设计中的新兴范例。将液相（例如水、液态金属或复杂流体）掺入固体材料中赋予独特的性质和特征，这些性质和特征由于液体和固体的显著不同的性质而显现。特别是近年来，这导致了一系列具有新功能响应的新型材料的开发和研究，其应用领域包括软电子学，软机器人，3D打印，湿颗粒系统甚至细胞生物学。在这里，我们提供了一个固体-液体复合材料，广义上定义为至少有一个，相分离的液体成分的材料系统的审查，并讨论其形态和制造方法，其新兴的机械性能和功能响应，以及广泛的应用范围。
2021-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the Green-Kubo relationship of the liquid-solid friction coefficient
在本文中，我们提出了一个新的推导格林-久保关系的液-固摩擦系数，表征流体动力学滑移在一个壁。它是基于一个一般的朗之万方法的脉动壁速度，涉及一个非马尔可夫记忆内核消失的时间积分。计算突出了一些微妙的壁面液体动力学，导致超扩散运动的波动壁面位置。
2013-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of liquid state organization on microstructure and strength of model multicomponent solids
当由具有随机相互作用的颗粒组成的多组分液体被缓慢冷却到低于冻结温度时，流体重组以增加（减少）强（弱）吸引相互作用的数量，并固化成由强和弱相互作用颗粒的域组成的微相分离结构。使用Langevin动力学模拟的模型系统，我们发现，这种固体的极限拉伸强度可以超过单组分固体。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Green-Kubo relation for friction at liquid-solid interfaces
我们已经开发了一个绿色Kubo关系，使精确计算摩擦在固液界面直接从平衡分子动力学（MD）模拟，并提供了一条途径，绕过典型的非平衡MD模拟的时间尺度限制。该理论已被验证了一些不同的接口，它表明，液-固滑移是一个内在的属性的接口。由于我们的方法的高数值效率，它可以用于在水环境中的应用，如纳米和微流体接口的设计。
2016-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-solid friction on crystalline surfaces: a perspective
本文展望了晶体表面液固摩擦研究，回顾其测量历史，强调强液体滑移在高效膜分离、热回收和蓝色能量收集中的应用前景，并指出未来有潜力的研究方向。
2024-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Slip length of confined liquid with small roughness of solid-liquid interfaces
研究了固液界面粗糙度较小的受限液体的滑移长度。应用并矢格林函数和微扰展开法定量地得到了滑移长度。在滑移长度中，涉及界面粗糙度和液体与固体表面之间的化学相互作用的影响。在数值计算中，采用蒙特卡罗方法模拟粗糙界面，统计得到界面上的物理量。结果表明，体系的总滑移长度与化学相互作用贡献的滑移长度成线性关系。界面粗糙度起比例因子的作用。对于粗糙度，粗糙度的方差减小了滑移长度，而粗糙度的相关长度可以显著增加滑移长度，达到饱和值。
2017-01-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic interaction leads to the accumulation of Chlamydomonas reinhardtii near a solid-liquid interface
本研究利用三维实时追踪显微系统证实了莱衣藻在固液界面附近的聚集现象，并提出由两对相互垂直力偶极子组成的简化模型，从流体动力学相互作用角度为其提供了理论解释。
2024-10-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Computation of the solid-liquid interfacial free energy in hard spheres by means of thermodynamic integration
我们使用了热力学积分方案，这是专门为无序系统，计算硬球模型中的固液界面的界面自由能。我们分离的总自由能的体积贡献的界面贡献，进行了有限尺寸标度分析，并获得（100）-界面$γ=0.591(11)k_{B}Tσ^{-2}$。
2020-09-30 cond-mat.soft physics.comp-ph
Bridging the gap between mesoscopic and molecular models of solid/liquid interfaces out-of-equilibrium
固/液界面控制着过程工业中与技术相关的各种过程和许多基本的物理化学现象。这项工作探讨了在固/液界面的平衡和本构传质方程通常用于模拟这些过程在中尺度的原子描述之间的联系。在我们的分析中，我们讨论了微观不一致的简化模型中的传质时，非理想主导的液相中的固/液界面附近。使用CμMD -一种分子模拟技术来研究具有伪开边界条件的非平衡浓度驱动过程-我们概述了一种捕获和量化固体表面与流体相分子之间特定相互作用引起的非理想性的策略。我们证明了我们的方法，通过研究电解质溶液在技术上重要的，多组分系统中，其中引入固/液界面诱导的组合物和电化学性能相比，流体相散装大幅偏差。为此，我们分析了与i）石墨基底表面和ii）{100} NaCl（s）结晶表面接触的NaCl（aq）溶液。我们发现的倾向，钠阳离子优先吸附在表面考虑，这会导致局部违反电中性，导致出现的电势在流体相中的固体/液体界面。
2021-09-01 cond-mat.other cond-mat.soft
Solid-liquid interfacial free energy from computer simulations: Challenges and recent advances
本文综述了通过计算机模拟计算固态-液态界面自由能的挑战与最新进展，分类讨论了直接和间接方法，并探讨了成核理论和弯曲界面等关键问题。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary Pressure and Contact Line Force on a Soft Solid
当界面弯曲时，液体界面的表面自由能或表面张力引起压力跃变。在这里，我们表明，一个类似的毛细压力出现在软固体的界面。我们目前的实验证据表明，薄的弹性体线浸入液体中会引起大量的弹性压缩由于在底部的固体毛细管压力。我们定量地确定了有效的表面张力的弹性位移场，并找到一个值相媲美的液体-蒸汽表面张力。最重要的是，这些结果还揭示了液体在接触线附近拉动固体的方式：毛细力不是沿着液体-空气界面定向，也不是垂直于固体表面，如先前假设的那样，而是朝向液体的内部。
2012-01-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The solid-liquid interfacial free energy out of equilibrium
固体和熔体之间的界面的性质是凝固和熔化的关键，因为界面自由能引入了相变的动力学势垒。这使得凝固发生在熔化温度以下，在非平衡条件下，界面自由能是不明确的。在这里，我们绘制一个扩散固液界面的原子描述和它的热力学表征之间的联系。这个框架解决了在定义的固体-液体的界面自由能高于和低于熔化温度的模糊性。此外，我们介绍了一个模拟协议，允许固-液界面可逆地创建和销毁相关的实验条件。我们直接评估的界面自由能的值远离熔点的一个简单但现实的原子势，并找到一个更复杂的温度依赖性比恒定的正斜率，已普遍假设基于现象学的考虑，并已被用来解释实验。这种方法可以很容易地扩展到其他相变的研究，从冷凝到沉淀。我们的分析可以帮助调和经典形核理论的教科书图片与原子的研究和凝固的介观尺度模型的增长机构。
2015-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat capacity of liquids: an approach from the solid phase
我们根据液体的弹性性质和振动状态计算其能量和热容。实验结果表明，液体热容随温度的降低是由于两个横模的损耗随频率$ω<1/τ$而增加，其中$τ$是液体的弛豫时间。在一个简单的模型中，液体的热容与粘度有关，并与汞的实验数据进行了比较。我们还计算了量子液体的振动能，证明了在低温极限下不能激发横声子。最后，我们讨论了所提出的方法的影响，液体的玻璃化转变的问题。
2008-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Crystal growth from a supersaturated melt: relaxation of the solid-liquid dynamic stiffness
我们讨论的生长过程中的结晶相的亚稳态过压缩液体，是与结晶基板接触。用分子动力学模拟了这一过程。粒子通过Lennard-Jones势相互作用，它们的运动通过Langevin动力学局部热化。我们表征的固体-液体界面的弛豫过程中，显示的增长速度是最大的液体密度以上的固体共存密度，和界面的结构特性迅速收敛到平衡的性质。特别是，我们表明，非平衡动态刚度可以提取使用毛细管波理论参数，即使增长前沿移动快的压缩液体的典型扩散时间相比，和动态刚度收敛到平衡刚度的时间比扩散时间短得多。
2014-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation of surface tension in the liquid-solid interfaces of Lennard-Jones liquids
通过分子动力学（MD）模拟中的直接测量，建立了Lennard-Jones（LJ）液体液-固界面的表面张力弛豫时间。主要结果是，弛豫时间被发现是弱依赖于我们的研究中使用的分子结构，并位于这样一个范围内，在缓慢的流体动力学运动的接口预计将处于平衡。动态润湿过程的建模和动态接触角数据的解释，我们的研究结果的影响进行了讨论。
2013-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Spectral Mechanisms of Solid/Liquid Interfacial Heat Transfer in the Presence of a Meniscus
本研究通过分子模拟发现弯月面在所有润湿性下均增强固/液界面热导，并利用热通量频谱分解揭示其增强机制源于面外振动耦合和面内模式利用率的变化。
2024-08-22 cond-mat.soft physics.comp-ph
Scaling of phononic transport with connectivity in amorphous solids
以随机弹簧网络为模型系统，从理论上研究了协调对输运的影响。一个有效的介质近似计算的振动模式的态密度，它们的能量扩散率（运输的光谱测量）和它们的空间相关性的网络协调$z$是不同的。在这些网络失去刚性的情况下，获得了作为$z\to z_c$的临界行为。在某些频率$ω^*\sim z-z_c$处，出现从模式为平面波状的区域到扩展但强散射模式区域的急剧交叉，该频率不符合Ioffe-Regel准则。在$ω^*$以上，态密度和扩散率几乎不变。这些结果同意显着最近的数值观测排斥粒子附近的干扰阈值\cite{ning}。分析进一步预测，表征散射模式的位移的相关性的长度尺度随频率衰减为$1/\sqrtω$，而对于$ω<<ω^*$瑞利散射被发现与散射长度$l_s\sim (z-z_c)^3/ω^4$。有人认为，这种描述适用于石英玻璃，它比较以及与热导率数据，并在颗粒物质中的横向超声传播。
2010-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bioinspired multi-asymmetric magnetized surfaces for tailoring energy-free liquid manipulation and 3-DOF solid transportation
本文提出一种受生物启发的磁响应多不对称微柱表面，可在静态磁场下实现多模态无能耗液体操控，并在动态磁场下通过异时运动完成3自由度固体输运。
2024-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Network equilibration and first-principles liquid water
最近发现在从头计算模拟液态水的扩散率非常低的动机，我们已经研究了它与温度，系统的大小，和持续时间的模拟的依赖。我们使用从头算分子动力学（AIMD），根据密度泛函理论（DFT）获得的Born-Oppenheimer力。我们的方法的线性缩放能力允许考虑更大的系统尺寸（在这项研究中高达128个分子），即使这项工作的主要重点是在时间尺度上。我们得到的扩散系数大大低于实验值，在最近的研究结果，使用类似的方法。当模拟温度按比例缩小~ 20%时，与D（T）实验结果相当吻合。这仍然是一个悬而未决的问题，是否是由于目前的密度泛函或量子涨落的精度有限的偏差，但无论是技术近似（基组，线性标度的本地化），也没有系统的大小（下降到32个分子）恶化的DFT描述在一个明显的方式。我们发现，需要较长的平衡时间是重新排列氢键网络的缓慢过程的结果（在AIMD的室温下至少20 ps）。观察到的扩散率是非常直接的网络缺陷。这种联系似乎不是模拟的假象，而是液态水的真实属性。
2005-07-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Thermodynamic model for the glass transition: deeply supercooled liquids as mixtures of solid-like and liquid-like micro-regions
对于刚高于其玻璃化转变温度的深度过冷液体，我们提出了一个简单的热力学模型，其中深度过冷液体被假定为类固体和类液体微区的混合物。类液体区域的摩尔分数控制着过冷液体的热力学性质，而类固体区域的摩尔分数控制着过冷液体的弛豫时间或粘度。从深过冷液体的摩尔过剩熵的温度依赖性出发，导出了类液区摩尔分数的温度依赖性，从而得到了深过冷液体的弛豫时间或粘度的温度依赖性.我们的模型的一个中心参数，然后被证明是一个衡量的脆弱性的过冷液体。我们还提出了一种方法来测试我们的物理图像的深度过冷液体的分子动力学模拟的模型液体。
2012-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ginzburg-Landau theory of the liquid-solid interface and nucleation for hard-spheres
利用密度泛函理论的基本测度理论方法，构造了硬球的Ginzburg-Landau自由能泛函。该泛函被用来研究液-面心立方固体平面界面和小固体团簇在液体中成核的性质。平面界面的表面张力与模拟结果吻合较好，固体团簇的性质与经典成核理论一致。
2006-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sound velocities of Lennard-Jones systems near the liquid-solid phase transition
利用可加性原理计算了Lennard-Jones体系在液固共存时的纵向和横向声速。结果表明，同意以及从它们的关系到过剩能量和压力的“精确”的值。一些后果，特别是，在林德曼的熔化规则和斯托克斯-爱因斯坦之间的自扩散和粘度系数的关系的上下文中进行了讨论。与现有的实验数据比较固体氩在熔化条件下的声速。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
