Pore-size dependence and characteristics of water diffusion in slit-like micropores
利用非相干弹性和准弹性中子散射技术研究了微孔活性炭纤维（ACF）中水的动力学行为与温度的关系。其目的是评估在这些主要是疏水狭缝形通道的水动力学上的孔径增加的效果。使用两种不同的尺寸（\sim 12和18 μ m，分别表示为ACF-10和ACF-20），随着孔间隙或温度降低，观察到水分子的迁移率的明显抑制。这种抑制伴随着平均平移扩散系数Dr和限制水的弛豫时间<τ_0>对孔径和温度的系统依赖性。根据提出的标度律测试观察到的Dr值，其中发现纳米多孔基质内的水的平移扩散系数Dr仅取决于两个单一参数，与结合到孔壁的水相关的温度无关的平移扩散系数Dc和该严格限制的水与孔内的总水的比率θ，产生在所研究的温度范围内在这些碳通道中的水传输的独特特征参数。
2015-04-10 cond-mat.soft
Solvent primitive model of an electric double layer in slit-like pores: microscopic structure, adsorption and capacitance from a density functional approach
本文研究了狭缝状孔壁带电时形成的双电层和电解质溶液的溶剂基元模型。最近开发的版本的加权密度泛函方法的静电粒子间相互作用的适用于研究的密度分布，吸附和选择性吸附的离子和溶剂物种。然而，我们的主要焦点是在微分电容对所施加的电压，对电极和对孔隙宽度的依赖性。我们讨论了模型的属性相对于原始模型的行为，即，在不存在硬球溶剂的情况下。我们观察到，SPM的微分电容在施加的静电势有骆驼状的形状，除非离子分数是高的。此外，它被证明是SPM的微分电容的依赖于孔隙宽度是振荡的，这是在密切相似的原始模型。
2014-07-11 cond-mat.soft
The Behavior of Cyclohexane Confined in Slit Carbon Nanopore
众所周知，将液体限制在孔隙中会强烈改变液体的行为。禁闭效应的研究对于许多科学和技术应用都是非常重要的。在这里，我们对限制在碳缝孔中的环己烷的行为进行了分子动力学研究。研究了环己烷分子的局域结构和取向有序。结果表明，随着孔宽的减小，体系发生冻结，纳米约束环烯的冻结温度高于体相环烯。
2015-08-17 cond-mat.soft
Surfactant solutions confined in homogeneous and Janus-like slits
Department of Theoretical Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Faculty of Chemistry, Maria Curie-Sk odowska University in Lublin, Poland
研究水相表面活性剂溶液在 bulk 相和缝隙状孔隙中的行为，通过分子动力学模拟探讨非离子型表面活性剂 C₇E₃ 在不同缝隙中的吸附与自组装行为，揭示缝隙类型和宽度对表面活性剂聚集吸附的影响。
2026-03-30 cond-mat.soft
Effect of applied magnetic fields on the morphology of nematic nanobridges in slit pores
本研究通过分子动力学模拟发现，垂直磁场可使狭缝孔内向列型纳米桥在不同构象间切换，但仅在存在多个局部稳定构象时有效，且强磁场可导致纳米桥分解为纳米液滴。
2024-11-06 cond-mat.soft
Theory of electrolyte solutions in a slit charged pore: effects of structural interactions and specific adsorption of ions
本文基于Blossey模型研究带电狭缝孔中电解质，纳入离子结构、位阻及孔壁吸引作用，推导分离压表达式并揭示小孔宽下双电层导致的极小值及其增强与偏移。
2023-06-27 cond-mat.soft
Polymer nano-doplets forming liquid bridges in chemically structured slit pores: A computer simulation
采用柔性高分子链的粗粒珠-弹簧模型，利用分子动力学模拟研究了吸附在化学修饰平板表面的高分子纳米液滴的结构.我们考虑固着液滴在半径为R_D的圆形亲液（吸引单体）区域上，而基底的其余部分是疏液的。研究了液滴形状及其接触角随R_D的变化规律，并得到了液滴的密度分布。此外，液滴吸附在两个壁形成一个狭缝孔与两个亲液的圆形区域正好相反的相互作用进行了研究，注意两个壁之间的液体桥的形成。我们的研究的一个中心结果是在不同的壁分离以及液滴合并的动力学的两个基板壁之间的力的测量。我们的研究结果相比，各种唯象理论开发的液滴的介观，而不是纳米尺寸。
2004-11-25 cond-mat.soft
Analytical solution to the Poisson-Nernst-Planck equations for the charging of a long electrolyte-filled slit pore
我们研究了一个长的电解质填充狭缝孔的充电动力学响应突然施加的电位。特别地，我们解析地求解了孔的泊松-能斯特-普朗克（PNP）方程，其中$λ_D\ll H\ll L$，其中$λ_D$为德拜长度，$H$和$L$为孔的宽度和长度。对于小的外加电位，我们发现随时间变化的电位降之间的孔隙的表面和它的中心是在与著名的传输线模型的预测完全一致。对于中等到高的施加电位，以前的数值工作表明，充电减慢在后期;我们的分析模型再现和解释这种双指数电荷积累。
2022-01-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Homogeneous Alignment of Liquid Crystalline Dendrimers Confined in a Slit-Pore: Computational Simulation Study
在这项工作中，我们提出的结果从NPT（等压等温）蒙特卡罗模拟研究液晶树枝状大分子（LCDr）系统限制在一个狭缝孔由两个平行的平面壁。我们研究了在均匀（单向）锚定条件下，不同热力学状态点的体系的衬底诱导构象和排列性质。从我们以前的工作中已经使用了易处理的粗粒度力场来模拟单体-单体和单体-基底相互作用势。在这种锚定条件下，在较低的压力下，几乎所有的单体都锚定到基底上，并且介晶与取向方向完美地取向。随着压力的增加，这种对准并不均匀地传递到体区域，相反，它随着从表面到体区域的距离而衰减。由于这个原因，整体的取向序参量随压力（密度）的增加而减小。在上下壁附近（2-3介晶直径），介晶单元形成近晶A型结构，其层被球形珠层隔开。在该区域中，单个LCD具有杆状形状。
2015-11-05 cond-mat.soft
Pore network model of evaporation in porous media with continuous and discontinuous corner films
在多孔介质蒸发过程中，角膜可分为两种类型。连续的角膜连接到本体液体，而不连续的角膜不连接。为了揭示角膜对多孔介质蒸发的影响，建立了一个同时考虑连续和不连续角膜的孔隙网络模型，该模型考虑了毛细力和粘性力以及角膜对孔隙临界压力的影响。模型中还考虑了大、小孔间突然几何膨胀引起的毛细阀效应。所建立的孔隙网络模型与准二维微观模型多孔介质的蒸发实验结果吻合较好，不仅反映了各孔隙中液体饱和度的变化，而且反映了总蒸发速率的变化。并将忽略角膜或液体粘度的孔网络模型与实验结果进行了比较，以揭示角膜的作用。连续的角膜，这有助于维持高蒸发速率，可以中断的不连续的，不仅通过气体侵入孔，而且由于局部凸拓扑结构的固体基质的毛细管剪刀效应。
2019-12-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Demixing and confinement in slit pores
利用蒙特卡罗模拟，研究了几何约束对狭缝孔中一系列对称非加性硬球混合物分层的影响。我们考虑了广泛的正非加和性和一系列孔宽度，范围从纯二维极限到大孔宽度，其中结果接近大体积三维情况。通过有限尺寸分析提取关键参数。我们发现，对于这种特定的情况下，其中分层引起的体积效应，相分离是在大多数情况下有点阻碍空间限制。然而，一个非单调依赖的临界压力和密度与孔径被发现为小的非加和性。在后一种情况下，事实证明，当孔宽度减小到约一个半分子直径时，可以通过简单的几何约束迫使原本稳定的本体混合物分层。
2014-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ordering transitions of weakly anisotropic hard rods in narrow slit-like pores
利用第二维里密度泛函理论的Parsons-Lee修正，研究了长L、直径D（L>D）的硬矩形棒系统中强约束对位置和取向有序的影响.所述棒是非介晶的（L/D<3）并且被限制在两个平行的硬壁之间，其中孔的宽度（H）以这样的方式选择，使得平面（颗粒的长轴平行于壁）和垂面（颗粒的长轴垂直于壁）排序都是可能的，并且允许在孔中形成最多两个层。在的极限限制下，只有一个层结构出现，我们观察到从平面到垂直流体层的结构转变，密度增加，这变得更加尖锐的L->H。在较宽的孔（2D<H<3D）中，具有两层的平面有序、垂面有序、甚至组合的双层结构（一层是垂面的，而另一层是平面的）可以在高密度下稳定。此外，在不同结构之间可以看到一阶相变。其中之一出现在单层和双层之间，平面订单在相对较低的包装分数。
2017-10-04 cond-mat.soft
Nanoconfined fluids: Uniqueness of water compared to other liquids
纳米限制可以极大地改变液体的行为，这让我们对违反直觉的性质感到困惑。此外，它在包括去污和结晶控制的应用中是相关的。它仍然缺乏对具有不同整体性质的流体的系统分析。我们在这里填补这个空白。我们比较，通过分子动力学模拟，三种不同的液体在石墨烯狭缝孔：（A）一个简单的流体，如氩，描述的Lennard-Jones势;（B）一个异常的流体，如液体金属，建模与各向同性核心软化势;（C）水，原型异常液体，与方向氢键。我们研究了缝孔宽度如何影响流体的结构、热力学和动力学。我们检查所有的流体，如预期的那样，通过改变孔径显示出相似的振荡特性。然而，三种流体自由能极小值的性质却有很大的不同：（1）仅对于简单流体，所有极小值都是能量驱动的，但它们的结构有序度随缝孔宽度的减小而增大：（2）仅对于各向同性核软化势，所有极小值都是熵驱动的，但极小值中的能量随缝孔宽度的减小而增大; iii）只有水具有最小值的变化性质：单层最小值是熵驱动的，与简单液体不同，而双层最小值是能量驱动的，与其他异常液体不同。此外，水扩散有一个大的增加亚纳米狭缝孔，变得比散装快。相反，其他两种流体的扩散振荡比水慢得多，减少缝孔宽度。我们的研究结果表明，与类似限制下的其他（简单或异常）流体相比，纳米承压水是独特的，并且可能与纳米孔应用相关，例如，净化水的污染物。
2021-08-25 cond-mat.soft
2D versus 3D Freezing of a Lennard-Jones Fluid in a Slit Pore
本文用计算机模拟研究了（6，12）-Lennard-Jones流体在由两个均匀平面构成的狭缝孔中的流动。它们通过（3，9）-Lennard-Jones势与流体粒子相互作用。当流体接近液体到固体的转变时，我们首先观察到平行于壁的分层。为了研究冻结转变的性质，我们进行了详细的分析层中的键取向序参量。改变狭缝壁之间的距离，我们研究了如何从一个准二维结晶没有滞后和一个中间六角相的标准三维成核行为的变化。
2011-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impedance response of ionic liquids in long slit pores
我们研究了离子液体在狭缝孔几何结构中的动力学。从经典的和动态的密度泛函理论的带电硬球的系统，渐近过程导致一个简化的模型，它结合了准确的分辨率的离子分层（垂直于狭缝孔壁）和离子传输的孔长度。这种降阶模型能够以较低的数值代价在不同的离子液体和电极孔径之间进行定性比较。我们推导出涉及数值计算灵敏度的降阶模型的阻抗响应的半解析表达式，并获得有效的有限空间Warburg元素有效的高，低频率限制。此外，我们进行时间相关的数值模拟，以恢复作为交叉验证步骤的阻抗响应。我们研究了阻抗响应对系统参数的依赖性和所用密度泛函理论的选择。列入静电效应超出平均场定性地改变了依赖于孔的宽度上的特征响应时间。我们观察到响应时间的峰值作为孔宽度的函数，其高度和位置取决于施加的电势差。我们讨论了如何计算出的动态特性可以与平衡结果一起使用，以优化离子液体超级电容器的给定应用。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Modelling diffusive transport of particles interacting with slit nanopore walls: The case of fullerenes in toluene filled alumina pores
纳米颗粒在纳米孔中扩散传输的精确建模是一个特别具有挑战性的问题。原因在于，对于这样的窄孔，大的表面积与体积比放大了纳米级细节和与孔壁的界面处的有效相互作用的相关性。在孔壁附近，与分子相互作用相关的长度尺度、在与孔的界面处的溶剂分层和粒度之间没有明确的分离。因此，标准的流体动力学参数可能不适用，需要开发确定平均输运系数的替代解决方案。在这里，我们解决这个问题，通过提供一个多尺度的分析，使用有效的潜力确定从分子动力学模拟参数化的四态随机模型的位置配置的颗粒在孔。这又与孔中心和孔壁处的扩散率相结合，以计算平均扩散常数。我们将此模型应用于富勒烯在甲苯填充的狭缝纳米孔中的扩散，并计算作为孔径的函数的平均扩散系数。我们发现，我们的模型的准确性是由甲苯的孔壁上的部分滑移的影响。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Orientational transition in nanobridges of nematic liquid crystals in slit pores
本研究利用Monte Carlo模拟表征了狭缝孔中向列相液晶纳米桥的形态，发现随着狭缝间距D增大，纳米桥内发生从单轴到双轴的取向相转变。
2023-04-10 cond-mat.soft
Ion size effects at ionic exclusion from dielectric interfaces and slit nanopores
先前开发的场论模型[R. D. Coalson等人，J.Chem.Phys.102，4584（1995）]，其在相同的基础上处理核碰撞和库仑相互作用，以理解离子尺寸对中性和带电粒子在平面界面处的分配的影响以及狭缝纳米孔的离子选择性。我们引入了一个变分方案，可以超越平均场（MF）制度，并以一致的方式耦合孔改性的核心相互作用，空间位阻效应，静电溶剂化和图像电荷力，和表面电荷诱导的静电势。我们表明，在稀释的限制，MF和变分理论符合MC模拟结果，在最近的RPA方法相比。研究了带电汤川粒子在中性介质界面（如空气-水或蛋白质-水界面）的分配。它示出，作为一个结果的核心碰撞之间的竞争，推动离子的表面，排斥溶剂化和图像的力量，排除他们从接口，浓度峰值的有限大小的离子集在接近的电介质界面。我们还表征了中性狭缝纳米孔的离子选择性的离子尺寸所发挥的作用。我们发现，复杂的相互作用之间的静电力，排除体积效应引起的核心碰撞和空间效应导致一个意想不到的逆转，在不同孔径的孔的离子选择性：而大孔表现出更高的电导率为大离子，窄孔排除大离子比小的更有效。
2011-06-02 cond-mat.soft
Multilayer approximation for a confined fluid in a slit pore
基于多层结构模型，研究了一种简单的Lennard-Jones流体在具有硬壁的狭缝纳米孔中的流动。每一层都是均匀的，并且平行于孔壁。该系统的亥姆霍兹能量是根据范德华近似构造的，其优点是模型的几何形状允许获得所涉及的积分的解析表达式。作为处于热力学平衡的多层体系，得到了各层密度和宽度的非线性方程组。方程的数值解给出了密度分布和纵向压力。结果与蒙特卡罗模拟和氮的实验数据进行了比较，显示出非常好的协议。
2010-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Water-methanol mixture confined in a graphene slit-pore
本研究通过分子动力学模拟探索了石墨烯狭缝孔对水-甲醇混合物动力学和结构的影响，发现水倾向于占据孔中心而甲醇聚集于疏水壁，且12.5Å孔径在机械稳定且高效，为水-甲醇分离提供了最优配置。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Confinement of two-dimensional rods in slit pores and square cavities
使用蒙特卡罗模拟，我们分析了四种不同类型的几何约束的二维硬棒的行为：（一）一个狭缝孔，其中的颗粒被限制在两个平行的壁与垂面锚定;（二）一个混合狭缝孔形成的平面和垂面壁;方腔，挫败的取向顺序施加（三）垂面或（四）平面壁锚定。我们提出的结果作为包装分数和限制程度的函数的状态图。在极端约束下，意外的状态出现较低的对称性比那些相应的稳定状态的散装，如形成的状态，打破锚定约束或表面施加的对称性。在这两种类型的方腔中，颗粒在中等密度下形成向错。然而，在高密度下，弹性应力通过畴壁的形成而松弛，其中指向矢突然旋转90度。
2015-04-20 cond-mat.soft physics.class-ph
Mixture of neutral and dipolar-hard spheres confined in a slit pore: field-induced population inversion and demixing
我们用蒙特卡罗模拟研究了非加性直径的中性和偶极硬球的二元混合物。为了了解人口反转的一个开放的孔隙和分层相变之间的相互作用，混合物被认为是在散装和限制在两个平行的硬墙建模狭缝孔。如前所示，在孔中施加均匀场以控制其组成。用吉布斯蒙特卡罗方法研究了体相和孔隙中的分层线。开孔散装混合物平衡研究的正则/巨正则模拟的组合。一个温和的静电耦合被认为是保持接近的条件下，其中已观察到在零场的少数物种的吸附跳跃。分层线给出了在批量和两个不同的孔隙宽度在平行和正常的领域，连同人口反转路径。类似的几何约束的效果，一个正常的字段被发现有利于混合状态，使粒子数反转不干扰去混合。平行场导致更复杂的场景。对今后工作的一些迹象进行了简要讨论。
2011-09-01 cond-mat.soft physics.class-ph
Bubble formation due to capillary instability during evaporation of a porous medium
我们表明，在蒸发的孔隙网络，液体可以重新填充气体占据的孔隙，折断的气泡，然后移动到一个稳定的配置。这种现象是由毛细不稳定性引起的，由于孔隙网络的润湿性不均匀性，并且与蒸发过程相比具有小得多的时间尺度。通过对可视化实验图像的分析，详细解释了毛细不稳定性引起的液体充注和气泡运动。毛细管阀效应是由大孔和小孔之间的突然几何膨胀引起的阻碍气液界面运动的效应，大孔中的残余液体可以抑制这种效应。为了更好地理解蒸发过程中毛细不稳定性引起的气液两相输运，提出了一种新的孔隙网络模型，该模型不仅考虑了毛细力和粘性力，而且考虑了以往模型中很少考虑的惯性力。孔隙网络模拟结果与实验数据吻合较好，证明了所建立的孔隙网络模型的有效性，为更好地理解惯性力在多孔介质两相运移中的作用开辟了一条新的途径。
2019-12-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pore network models for the evaporation of complex fluids in porous media
本研究开发孔隙网络模型，模拟多孔介质中溶胶-凝胶转变流体的干燥，揭示孔隙分布控制空气入侵并延长恒速期，通过粘度依赖蒸发压力规则捕捉局部结皮，成功复现实验干燥曲线。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientational orders of small anisotropic molecules confined in slit pores
本文研究了小各向异性参数的硬高斯重叠分子在两个平面平行的无结构硬壁中的相行为。我们的调查的基础上，标准的常数NPT蒙特卡罗分子模拟导致我们一些有趣的发现。对于小的各向异性分子，α相在本体中是不稳定的，而如果壁之间的距离足够小，则可以形成取向有序相。该结果表明，形成液晶相所需的分子伸长在限制中比在体相中小。考虑到分子伸长的大小，计算结果表明小分子液晶可能存在禁闭状态。
2003-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
2D versus 3D Freezing of a Lennard-Jones Fluid in a Slit Pore: A Molecular Dynamics Study
本文用计算机模拟研究了（6，12）-Lennard-Jones流体在由两个均匀平面构成的狭缝孔中的流动。它们通过（3，9）-Lennard-Jones势与流体粒子相互作用。当流体接近液体到固体的转变时，我们首先观察到平行于壁的分层。为了研究冻结转变的性质，我们进行了详细的分析层中的键取向序参量。我们没有发现任何迹象表明，这将表明一个熔化的情况下，Kosterlitz-bronchless类型的六角序列。均方位移的分析表明，颗粒可以很容易地在层间移动，使结晶成为一个类似3d的过程。这是一致的事实，我们观察到一个相当大的滞后的加热-冷冻曲线，表明结晶转变作为一个激活的过程进行。
2009-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure Driven Flow of Polymer Solutions in Nanoscale Slit Pores
采用耗散粒子动力学方法，系统地研究了纳米尺度狭缝孔中聚合物溶液的压力驱动流动。我们研究了分子量、聚合物浓度和流速对流体和聚合物速度、聚合物密度和聚合物回转半径的三个组成部分的跨通道分布的影响。我们发现，随着聚合物分子量或/和聚合物浓度的增加，平均流动流体速度降低，并且随着聚合物分子量或浓度的增加，速度分布从抛物线分布的偏差加重。我们还发现，聚合物构象的分布是高度各向异性和不均匀的整个通道。聚合物的密度分布也被发现是不均匀的，表现出在中心平面的局部最小值，然后是两个对称的峰。我们发现了聚合物链的迁移，无论是从或向墙壁。对于相对长的链，与狭缝的厚度相比，观察到朝向壁的迁移。然而，对于相对短的链，观察到远离壁的迁移。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Static Dielectric Permittivity Profiles and Coarse-graining Approaches for Water in Graphene Slit Pores
Stuttgart Center for Simulation Science (SC SimTech), University of Stuttgart（斯图加特大学模拟科学中心 (SC SimTech)）；Institute for Computational Physics, University of Stuttgart（斯图加特大学计算物理研究所）；Institute for Physics of Functional Materials, Hamburg University of Technology（汉堡工业大学功能材料物理研究所）；Laboratory of Computational Science and Modeling, IMX, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院 IMX 计算科学与建模实验室）；Institute of Theoretical and Computational Physics, Graz University of Technology（格拉茨工业大学理论与计算物理研究所）
研究通过推导格林-库波关系，揭示了石墨烯狭缝孔中水的介电响应特性，展示了介电界面位置对电容的影响，并验证了水在纳米尺度下的本征介电行为。
2025-12-08 cond-mat.soft
Superionic liquids in conducting nanoslits: A variety of phase transitions and ensuing charging behavior
提出了纳米结构电极超窄缝孔中电荷存储的理论。我们的分析是基于Blume-Capel模型在外场，我们解决了解析的Bethe格。所得到的解决方案，使我们能够探索完整的相图的限制离子液体的关键参数表征系统，如孔隙亲离子性，离子相互作用能和电压。相图包括一阶和二阶、直接和重入、相变的线，其通过相应的电容-电压图中的奇异性来表现。为了测试我们的预测实验需要单分散，导电，超窄的狭缝孔，只允许一层离子，和厚的孔壁，防止跨孔壁的电子相互作用。然而，一些定性的功能，区分亲离子和疏离子孔的行为，其基本的物理，可能会出现在未来的实验研究更复杂的电极结构。
2019-09-28 cond-mat.soft
Electrolytes confined between polarizable surfaces in slit pores with anisotropic permittivity tensor
Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）
研究狭缝孔中极化表面间受限电解质，用二维周期性格林函数等方法求解静电方程并用于蒙特卡罗模拟，发现介电各向异性重塑双层结构，强各向异性下横向相关性主导热力学，使不同边界结构轮廓趋同。
2026-07-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Donnan equilibrium in charged slit-pores from a hybrid nonequilibrium Molecular Dynamics / Monte Carlo method with ions and solvent exchange
Korea Institute of Energy Technology (KENTECH)（韩国能源技术研究院）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Physico-chimie des Électrolytes et Nanosystemès Interfaciaux, PHENIX（界面电解质与纳米系统物理化学实验室）；Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie (RS2E), FR CNRS 3459（电化学储能网络）
本文通过混合非平衡分子动力学/蒙特卡罗方法研究带电狭缝孔中的Donnan平衡，展示了重新规范化的表面电荷密度如何扩展线性化PB理论的适用范围。
2024-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Critical Diameter for Continuous Evaporation is between 3 nm and 4 nm for Hydrophilic Nanopores
由于计算量大，传统的分子动力学模拟在水的蒸发研究中受到很大的限制。本研究通过发展基于Morse势的粗粒度分子动力学模型来解决这个问题。基于多温度和室温下使用遗传算法、Nelder-Mead算法和强度Pareto进化算法等机器学习技术对模型进行优化。Morse-D多温度模型比单温度模型更能准确地反映高温下的水性质。使用该Morse-D水模型，研究了从孔径从2nm到5 nm变化的亲水性纳米孔的蒸发。我们的研究结果表明，在纳米孔开始连续蒸发的临界直径位于3 nm和4 nm之间。对于4.5 nm的孔径观察到21.3 kW/cm 2的最大热通量，对于5 nm的孔径观察到16.2 ng/s的最大质量流率。所观察到的热通量是一个数量级倍，比目前报道的数值从文献中的实验水，这表明我们需要专注于纳米蒸发，以提高临界热通量。
2022-05-06 cond-mat.soft physics.comp-ph
Phase separation of an asymmetric binary fluid mixture confined in a nanoscopic slit pore: Molecular-dynamics simulations
作为一个通用的模型系统的不对称的二元流体混合物，溶解在二氧化碳中的十六烷被认为是，使用粗粒珠弹簧模型的短聚合物，和一个简单的球形粒子与Lennard-Jones相互作用的二氧化碳分子。在以前的工作中，它已被证明，这个模型再现真实的相图合理，也可以研究的初始阶段的spinodal分解在散装突然膨胀的系统。在一台多处理器超级计算机上使用并行化模拟软件包ESPResSo，在一个相当大的系统（1356 × 1356 × 67.8 A^3，相当于大约320万个原子）中模拟了限制在两种类型分子排斥的平行壁之间的薄流体膜的相分离。随着系统的突然膨胀，垂直于壁面和平行于壁面的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用：在初始阶段，十六烷分子主要聚集在狭缝孔的中心，但随着平行方向上结构的粗化，垂直方向上的不均匀性大大降低。然后研究距壁固定距离处的结构因子和关联函数，密度在这些距离处本质上不守恒，因此其行为与本体中的旋节分解有很大不同。一些的特征长度随时间表现出非单调变化，和简单的粗化描述的幂律增长，只有观察到，如果域的尺寸远大于膜的厚度。
2008-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A polymer-tethered particle confined in a slit
利用分子动力学模拟研究了受限条件下毛状纳米粒子的形状变化。我们讨论了这些粒子在具有惰性壁或吸引壁的狭缝中的行为。我们假设只有链壁相互作用是吸引的。示出了与壁的相互作用的强度和狭缝的宽度对颗粒配置的影响。在有吸引力的表面的情况下，我们发现了新的结构，其中链连接到两个墙壁，并在它们之间形成桥梁：支柱，对称和不对称的线轴，沙漏。在具有强烈吸引力的壁的宽孔中，毛状颗粒吸附在其中一个表面上并形成“丘”或海星状结构。
2022-10-03 cond-mat.soft
The ICC* Algorithm: A fast way to include dielectric boundary effects into molecular dynamics simulations
我们采用了一种快速，准确的算法来处理介电界面的分子动力学模拟和证明的重要性，介电边界力（DBFs）在两个系统的利益在软凝聚态科学。我们研究了盐溶液在狭缝孔中的迁移，以及DNA片段在狭缝孔中的迁移模型。
2010-03-05 cond-mat.soft
Wetting in a two-dimensional capped capillary. Part I: Wetting temperature and capillary prewetting
在这两部分的研究中，我们调查的相行为的流体空间局限在一个半无限的矩形孔形成的三个正交的墙壁和连接到一个水库保持恒定的压力和温度值的流体。远离盖壁，这种典型的二维系统简化为一维狭缝孔隙。然而，破缺的平移对称性导致润湿行为显着不同的狭缝孔。使用具有长期Lennard-Jones流体-流体和流体-基底相互作用的原子流体的现实模型，我们首次详细计算了二维带帽毛细管的完整相图。我们的分析是基于流体的统计力学，特别是密度泛函理论。我们表明，毛细润湿温度的存在，这是一个属性的孔，相对于流体温度决定是否毛细凝聚是一个一阶或连续的相变。我们还首次报告了一阶毛细润湿转变，这可以通过一阶毛细预湿。一个完整的参数研究进行，我们支持我们的研究结果与详尽的例子，密度分布，吸附和自由能等温线，以及完整的相图。
2013-09-20 cond-mat.soft
Molecular simulation of methane hydrate growth confined into a silica pore
CINBIO, Dpto. de Física Aplicada, Univ. de Vigo（维戈大学应用物理系CINBIO）；Dpto. de Ingeniería Química Industrial y Medio Ambiente, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学高等工业工程学院工业与环境化学工程系）；Departamento de Química, CICECO, Universidade de Aveiro（阿威罗大学化学系CICECO）
本研究通过分子模拟探讨了甲烷水合物在硅孔中的生长过程，揭示了受限空间中水合物结晶的结构特征与形成机制。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capillary condensation in a pore-like geometry
本文研究了润湿对简单流体在多孔介质中毛细凝聚的影响，其中参考系为无限长狭缝。本文将角转移矩阵重整化群方法推广到二维等表面场的L × L几何伊辛模型。我们的结果已经证实，在这两种几何形状的共存线移动是由相同的标度功率，但他们的前因子是不同的。
2013-01-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative particle dynamics study of solvent mediated transitions in pores decorated with tethered polymer brushes in the form of stripes
我们研究了组分A和B的二元混合物在狭缝状孔中的自组装，其中孔壁被由A类珠子制成的栓刷条纹修饰。重点是溶剂介导的形态之间的过渡时，混合物的组成变化。对于某些限制情况下的孔隙几何形状，我们发现，一个有效的降维可能会导致准一维和二维分层。在将混合物的组成从聚合物熔体改变为良好的溶剂条件时，链的环境的改变为几种溶剂介导的形态的发展机制提供了解释，并且在某些情况下，为它们之间的切换提供了解释。我们发现溶剂介导的层状，曲折和内衬圆筒相。形态结构的定量分析进行考虑刷重叠积分和回转张量分量。
2013-03-25 cond-mat.soft
Self-Diffusion of Glycerol in $γ$-Alumina Nanopores: Understanding the Effect of Pore Saturation on the Dynamics of Confined Polyalcohols
限制在$γ$ $_2$ O $_3$狭缝纳米孔中的甘油的分子动力学模拟用于解释文献中报道的关于受限几何形状中的粘性流体的动力学的有争议和不一致的观察。分析了该体系中的限制度和孔隙饱和度的影响，我们发现固/液界面和部分饱和孔隙中的液/气界面的存在是破坏甘油氢键网络的主要贡献者。尽管固体的存在导致甘油分子之间的氢键减少，但固体表面附近的甘油分子可以与$γ$ O $_3$的羟基建立氢键，这与本体液体相比显著减慢了受限流体的动力学。另一方面，不饱和孔中的液/气界面引起的氢键网络的破坏显著减少了甘油分子之间的氢键的数量，并导致比本体液体中更快的动力学。因此，我们认为文献中报道的差异是在不同孔隙饱和度条件下进行测量的结果。
2019-05-13 cond-mat.soft
Edge contact angle and modified Kelvin equation for condensation in open pores
我们考虑毛细凝结转变发生在宽度$L$和有限高度$H$的开放狭缝浸没在一个水库的蒸汽。在这种情况下，由于在开口端附近钉扎的两个微缝的存在，与在无限缝（$H=\infty$）中发生的压力相比，发生冷凝的压力更接近饱和。使用宏观参数，我们推导出一个修改后的开尔文方程的压力，$p_{cc}(L;H)$，在冷凝发生，并表明，两个双折射的特点是边缘接触角$θ_e$总是大于平衡接触角$θ$，只有等于它在宏观的极限$H$。对于完全润湿的壁（$θ=0$），边缘接触角仅取决于毛细管的纵横比，并且对于大的$H$，由$θ_e\approx \sqrt{πL/2H}$很好地描述。类似的结果适用于有限长圆柱形孔中的冷凝。我们已经测试了这些预测对使用微观密度泛函模型获得的数值结果，其中存在的边缘接触角的形状特征的的dielci是清楚可见的密度分布。低于润湿温度$T_w$，我们发现非常好的协议，狭缝孔的宽度只有几十个分子直径，而以上$T_w$的修正开尔文方程只变得更大的系统准确。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards the description of water adsorption in slit-like nanochannels with grafted molecular brushes. Density functional theory
我们已经探索了一个模型，用于将水吸附到狭缝状纳米通道中，该通道具有通过接枝聚合物层形成刷而化学改性的两个壁。一个版本的密度泛函方法被用作理论工具。从Clark等人的工作[Mol.物理、2006，104，3561]充分地再现了本体汽-液共存包络。聚合物层由珍珠项链模型框架内的链状分子组成。每个链分子通过单个终止链段化学键合到孔壁。我们的主要重点是在接枝密度的聚合物层高度的依赖性和吸附流体和刷子之间的界面的微观结构的研究。详细研究了这些性质在吸附时的热响应。这一结果对于理解纳米通道中分子刷的收缩和膨胀具有重要意义。
2020-05-25 cond-mat.soft
Capillary and winding transitions in a confined cholesteric liquid crystal
本文考虑了一个平面胞腔（狭缝孔）中手性粒子的Lebwohl-Lasher模型，在不同的边界条件下，用平均场论求解。研究了该体系的相行为随温度和孔宽的变化规律。观察到两种现象：（i）各向同性-弯曲过渡，其表现出相对于孔宽度的振荡结构，和（ii）由弯曲节距和孔宽度之间的弯曲效应引起的无限组的弯曲过渡。后者的过渡已被预测和分析的其他作者胆固醇局限在一个固定的孔和受外部场促进单轴相变;在这里，我们诱导绕组过渡仅从几何形状通过改变孔的宽度在零外部场（最近在原子力显微镜实验探索的设置）。与以往的研究结果相比，我们得到了温度-孔宽平面上的相图，包括各向同性相变、弯曲相变以及它们之间的复杂关系。特别地，缠绕过渡的结构通过三相点终止于毛细管各向同性-胆甾相过渡，其中受限的各向同性相与具有不同螺旋指数的两种胆甾相共存。对于对称和非对称单稳态平板锚定，相图定性相似。
2015-07-23 cond-mat.soft
Fluid flow inside slit-shaped nanopores: the role of surface morphology at the molecular scale
本文通过非平衡分子动力学模拟研究狭缝纳米孔中表面形貌对流体滑移的调控作用，发现孔壁与流体分子结构匹配可实现无滑移，并揭示受限流体的有效黏度降低及黏性耗散引起的温升现象。
2025-02-10 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Condensation Phenomena in Nano-Pores - a Monte Carlo Study
通过格子气模型的蒙特卡罗模拟，研究了纳米孔中凝聚现象的非平衡动力学。滞后行为的颗粒密度作为一个函数的密度的储层中获得的各种孔隙几何形状在二维和三维。磁滞回线的形状取决于孔隙几何形状的特征。颗粒从孔中的蒸发可以拟合为颗粒密度$ρ_f(t) \sim exp [ -(t/τ)^β]$的拉伸指数衰减。孔内的相分离动力学有效地描述了一个随机行走的非润湿相。畴的演化显着减慢在随机壁粒子电位的存在下，并引起一个依赖于温度的增长指数。另一方面，孔壁的粗糙度仅延迟纯畴生长的开始。
2004-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical exponents of colloid particles in bulk and confinement
利用巨正则蒙特卡罗模拟方法，研究了具有超短吸引力的方阱流体在三维受限几何条件下的渗流行为。后者是通过两个平行的和无结构的壁（狭缝孔）。我们专注于以上的温度（亚稳）的3D系统的冷凝过渡的临界温度。研究了广泛的系统尺寸，我们首先确定的逾渗阈值，即。例如，渗流的临界填充分数为$η_{c}$。对于缝孔系统，$η_{c}$被发现以连续但非单调的方式随壁分离$L_{z}$变化，$η_{c}(L_{z}\rightarrow\infty)=η_{c}^{\text{3D}}$。我们还报告结果的临界指数的渗滤过渡，具体地说，指数$ν$的相关长度$ξ$和两个费舍尔指数$τ$和$σ$的簇大小分布。这些指数是从有限大小的分析，涉及的群集大小分布和在逾渗阈值的回转分布的半径。在我们的模拟的准确性，我们的3D系统的临界指数的值是可比的3D随机渗流理论。对于窄缝孔，估计的指数被发现是接近那些从随机渗流理论在两个维度。
2012-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between freezing and density anomaly in a confined core-softened system
本文用计算机模拟研究了禁闭对具有各向同性核软化势的系统密度异常的影响，这种势用于定性描述水和其它一些液体的异常行为。我们发现，沿等容线$ρ=0.5$的密度异常区的最高温度不依赖于孔隙宽度。结果表明，窄缝孔宽度的减小导致结晶温度的升高，从而导致局部密度分布主要受颗粒-壁面相互作用的控制，从而导致密度异常的降低。
2019-10-25 cond-mat.soft
Depinning and heterogeneous dynamics of colloidal crystal layers under shear flow
使用布朗动力学（BD）模拟和分析方法，我们调查的剪切诱导，非平衡动力学的致密胶体悬浮液局限于一个狭窄的狭缝孔。聚焦于其中胶体排列在具有固体状面内结构的定义明确的层中的情况，受限膜显示复杂的非线性行为，例如集体脱钉和通过密度激发的局部输运。这些现象让人联想到在周期性衬底电位上驱动的胶体单层。为了加深这种联系，我们提出了一个有效的模型，该模型将剪切驱动的胶体层的动力学映射到单个粒子在有效衬底电位上的运动。该模型允许估计的临界剪切速率的脱钉过渡的平衡配置的基础上，揭示了重要的参数，如狭缝孔的宽度和相互作用强度的影响。然后，我们转向非均相系统，其中一层小胶体相对于底层大颗粒被剪切。对于这些无公度的系统，我们发现，粒子输运是由密度激发类似于所谓的“扭结”解决方案的Frenkel-Kontorova（FK）模型。然而，与FK模型相反，相应的“反扭结”并不移动。
2016-11-08 cond-mat.soft
Variational field theory of macroscopic forces in Coulomb fluids
本研究基于变分场论与协变方法，将离子静电关联纳入总应力张量，建立并推导库仑流体在狭缝导电孔隙中的分离压力表达式。
2024-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scalable fabrication of bijel films via continuous flow slit-coating
纳米复合膜是清洁水生产中新兴的过滤材料。近年来，引入了通过溶剂转移诱导相分离（STrIPS）制备多孔纳米复合膜。在STrIPS过程中，两种不混溶液体的相分离通过纳米颗粒在液-液界面处的附着而被阻止，从而产生多孔颗粒稳定的膜模板。然而，迄今为止，STrIPS纳米复合膜仅被生产为中空纤维。为了克服这一点，我们设计了一个卷到卷（R2 R）的连续制造平板纳米复合膜通过STrIPS的过程。我们通过在载体基底上印刷膜前体来生产STrIPS膜。这允许在控制膜尺寸的情况下连续收集STrIPS膜。接触角测量阐明了STrIPS膜在基底上的润湿动力学。此外，我们展示了通过改变前体液体组合物和通过改变膜中的颗粒改性和负载来控制膜孔结构。因此，R2 R方法可以刺激通过STrIPS制造平板纳米复合膜的进一步进展。
2023-01-30 cond-mat.soft
First-order phase transitions in lattice bilayers of Janus-like particles: Monte Carlo simulations
研究了狭缝孔中Janus粒子的晶格模型中的一级相变。我们假设一个立方晶格的分子可以自由地改变他们的方向上的晶格网站。此外，分子可以与孔壁相互作用的取向依赖的力。所进行的计算仅限于双层的情况。我们的重点是在流体之间的竞争壁和流体与流体的相互作用。在流体-壁面相互作用与流体-流体相互作用相反的系统中形成的定向结构不同于在具有中性壁面或具有吸引流体分子的排斥部分的壁面的系统中出现的定向结构。
2016-09-15 cond-mat.soft
Coupled imbibition and evaporation of droplets deposited on a nanoporous layer
Universite Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
研究揭示了多孔层上液滴吸水与蒸发的动力学耦合，发现凯尔文效应导致吸水系数发散，RH是调节液滴行为的关键参数。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase behaviour and structure of a superionic liquid in nonpolarized nanoconfinement
离子-离子相互作用成为指数屏蔽离子限制在超窄金属孔。为了研究这样的离子，称为超离子液体的组装的相行为，我们制定了一个统计理论，制定的二分晶格，这使得分析解决方案内的贝特晶格的方法。我们的解决方案预测存在的有序和无序相，其中离子形成一个晶体状结构和均匀的混合物，分别。这两个阶段之间的过渡可能是一阶或二阶，这取决于离子直径，限制程度和孔离子疏性。我们补充我们的分析结果，三维非晶格蒙特卡罗模拟的离子液体在狭缝纳米孔。模拟预测离子簇和有序的蛇形图案的形成，导致特征的阳离子-阳离子和阴离子-阴离子的径向分布函数中的紧密站立的峰。
2016-07-03 cond-mat.soft
Diffusive Dynamics of Water inside Hydrophobic Carbon Micropores Studied by Neutron Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulation
当水分子被限制在纳米尺度的空间中时，例如在活性碳纤维（ACF）的纳米尺寸孔中，它们的凝固点被抑制到非常低的温度（$\sim$ 150 K），导致具有显著物理性质的亚稳态液体状态。我们研究了水在微孔Kynol \texttrademark ACF-10（平均孔径$\sim$ 11.6 μ m，主要是狭缝状孔）中从温度$T=$ 280 K的稳定液态到$T=$ 230 K进入亚稳过冷相的环境压力扩散动力学。所观察到的特征弛豫时间和扩散系数被发现分别高于和低于散装水，表明随着温度的降低，水的流动性减慢。所观察到的温度依赖性的平均弛豫时间$<τ>$相比，以前的研究结果表明，它是封闭孔的大小-而不是它们的形状-主要影响水的动态孔径大于10微米。将实验观察结果与模型系统的互补分子动力学模拟进行比较，在该模型系统中，我们研究了两个平行石墨烯片的11.6 μ m间隙内的水扩散。我们发现，在低动量转移$Q$（$Q\le 0.9$弛豫${^{-1}}$）的观察到的和计算的弛豫时间之间一般是一个合理的协议。然而，在高$Q$时，局部动力学变得相关，这种理想系统不能令人满意地再现测量。当使用代表性拉伸指数函数而不是标准双峰指数模型来参数化自相关函数$I(Q,t)$时，获得与氢位点相关的扩散参数$D$的最佳一致性。
2014-12-15 cond-mat.soft
