Dynamic Gradients, Mobile Layers, Tg Shifts, Role of Vitrification Criterion and Inhomogeneous Decoupling in Free-Standing Polymer Films
本文重新讨论了玻璃形成自支撑薄膜中激活弛豫的力-能级集体非线性Langevin方程理论，改进了它对集体弹性效应的处理。朴素的各向同性体位移场近似的截止改进，明确包括空间各向异性与修改后的边界条件一致的阶梯函数液-汽界面。这种改进对动力学预测的影响是定量的，但具有显著的幅度，并且在进一步加速动力学和进一步抑制Tg的方向上。该理论适用于薄膜和厚膜，以解决三种不同的聚合物不同的动态脆性的新问题。在许多数量级的玻璃化时间尺度标准的变化被发现有一个较小的影响，相对于其散装值的膜平均Tg的变化。移动层长度尺度随着冷却而强烈增长，并且以几乎线性的方式与从相应的体各向同性液体α弛豫时间推导出的有效势垒相关。该理论预测了一种新的类型的空间不均匀的“动态解耦”对应于一个有效的因式分解的总障碍成其体积温度依赖的值乘以一个函数，只取决于在膜中的位置。有效退耦指数随着接近汽相表面而增大。更长时间的玻璃化标准和更脆弱的聚合物预测在薄的聚合物薄膜中的Tg变化的绝对值的较大的减少。与实验和模拟的定量非拟合参数比较，PS和PC的薄膜厚度相关的Tg变化与理论基本一致，包括4 nm PC薄膜的Tg抑制近100 K。预测聚异丁烯薄膜。
2018-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How a liquid becomes a glass both on cooling and on heating
结构逮捕和玻璃形成的发病在一个浓缩的悬浮液中的二氧化硅纳米粒子在水二甲基吡啶二元混合物在其会溶点附近的研究，通过利用近临界流体自由度来控制粒子之间的吸引力和多斑点X射线光子相关光谱的强度，以确定粒子的集体动力学。该模型系统在冷却和加热时都经历了玻璃化转变，并且中间液体实现了不寻常的对数弛豫。如何发生玻璃化的两种不同的玻璃化转变的特点是详细和比较绘制到最近的理论预测，在系统中的玻璃形成有吸引力的相互作用。
2008-02-04 cond-mat.soft
New challenges for the pressure evolution of the glass temperature
的玻璃化温度（Tg）的压力演化的描绘方式超出了占主导地位的Simon-Glatzel样图案进行了讨论。这包括由dtg/dP>0和dTg/dP<0描述的系统中Tg（P）依赖性的可能的共同描述。后者与Tg（P）曲线的最大值隐藏在负压区域有关。还注意到沿着玻璃化曲线的体积和密度变化的问题。最后，提出了与从低密度（各向同性拉伸）到高密度（各向同性压缩）系统的交叉相关的玻璃化的普遍模式。假设，它可以服从任何玻璃形成者，从分子液体到胶体。
2017-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase and glass transitions in short-range central potential model systems: The case of C60
广泛的分子动力学模拟表明，短程中心电位，适合于模型C60，经历了高温过渡到玻璃相的组成粒子的位置无序的特征。结晶，熔化和升华，这也发生在模拟运行过程中，详细说明。事实证明，玻璃化和上述相变发生时，系统的包装分数-定义在一个有效的硬核直径-等于硬球在自己的玻璃和熔融转变，分别。一个密切的类比也出现在我们的研究结果和最近的模式耦合理论计算的结构停滞线在一个类似的模型蛋白质溶液。我们认为，本研究的结论可能持有广泛的一类潜力，目前采用模拟复杂的流体（其中一些生物的兴趣）的相互作用，这表明如何实现至少定性预测的玻璃化和结晶在这些系统中。
2005-11-10 cond-mat.soft
Multiple glass transitions in star polymer mixtures: Insights from theory and simulations
用模式耦合理论和广泛的分子动力学计算机模拟研究了星型聚合物二元混合物的玻璃化转变。特别是，我们已经探讨了玻璃化的尺寸不对称$δ$和浓度$ρ_2$的小的星形聚合物在固定浓度的大的参数空间。根据参数的选择，三种不同的玻璃态被确定：一个单一的玻璃的大聚合物在低$δ$和低$ρ_2$，一个双玻璃在高$δ$和低$ρ_2$，和一种新的双玻璃在高$ρ_2$和高$δ$，其特征在于由一个强大的本地化的小颗粒。在低$δ$和高$ρ_2$下，玻璃化和相分离之间存在竞争。以$(δ, ρ_2)$平面为中心，出现一个液态湖，揭示了可重入的玻璃形成。我们比较的动态密度泛函的理论预测的行为，并发现两者之间显着的协议。
2008-11-10 cond-mat.soft
Growing length scale accompanying the vitrification: A perspective based on non-singular density fluctuations
在接近玻璃化转变点的玻璃形成液体中，即使宏观密度的非常轻微的增加也会导致宏观弛豫的显著减慢。同时，局部密度本身在空间中波动。因此，可以想象，即使是非常小的局部密度变化也会控制局部玻璃性质。基于这一观点，一个模型来描述伴随着玻璃化的增长的长度尺度，在其中，我们假设，在一个子系统的密度是高于一定的阈值，$ρ_{\rm c}$，由于空间的限制，颗粒重排被高度抑制了足够长的时间（$\sim$结构弛豫时间）。我们把这样一个子系统看作一个玻璃状的团簇。然后，基于统计的子系统的密度，我们预测，随着压缩（增加平均密度$ρ$）在一个固定的温度$T$在过冷态，集群的特征长度，$ξ$，发散为$ξ\sim(ρ_{\rm c}-ρ)^{-2/d}$，其中$d$是空间维度。该$ξ$测量阻碍重排运动的空间约束的平均持续长度，并且由子系统密度确定。此外，随着在固定$ρ$处$T$的减小，长度尺度以与$ξ\sim(T-T_{\rm c})^{-2/d}$相同的方式发散，其中$ρ$与在$T=T_{\rm c}$处的$ρ_{\rm c}$相同。描述发散长度尺度的指数与一些理论模型预测的指数相同，并且确实在一些模拟和实验中观察到。然而，这种分歧的基本机制是不同的，也就是说，我们不调用与热力学相变的起源的增长长度尺度的热力学异常。我们进一步提出了基于集群的合作性质的解释。
2017-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glass transition line in C60: a mode-coupling/molecular-dynamics study
我们报告了C60富勒烯的Girifalco模型的模式耦合理论（MCT）玻璃化转变线的研究。模型的平衡静态结构因子，MCT计算所需的唯一输入，由分子动力学模拟提供。玻璃化转变线在亚稳的液-固共存区内部发展，并在温度上向下延伸，终止于液-汽双结点的亚稳部分的液体侧。玻璃化位点不显示重入行为。与以前的计算机模拟估计的玻璃线的位置的比较表明，该理论准确地再现了逮捕线的形状在密度-温度平面。理论的HNC和MHNC结构因子（以及相应的MCT玻璃线）与数值计算结果比较一致。这些证据证实了在以前的工作中得出的结论，存在一个玻璃相的富勒烯模型的问题。
2007-03-22 cond-mat.soft
Signatures of Surprising Diffusion-Entropy Scaling across Pressure Induced Glass Transition in Water
由于在水中固-液相分离线的负倾角，冰Ih在压缩时熔化。在进一步增加压力的液态水转化成高密度亚稳玻璃态，其特征在于一个快速接近零扩散系数和静态结构因子中没有任何晶体顺序。发现玻璃化甚至在高温（T > 250 K）下发生。我们在四个温度（80 K，250 K，300 K和320 K）下研究了这种玻璃化转变过程。正如预期的那样，转变压力随着温度的增加而增加。有趣的是，我们发现系统的总熵在玻璃化转变压力附近表现出一个尖锐的交叉，在那里水的扩散趋于零。扩散系数与适当定义的过剩熵呈指数关系。在一个有趣的结果没有报道过，我们发现压力引起的水分子的重新排列，导致两个很好地分离的峰在相邻分子之间的O-O-O角分布。这两个峰的位置之间的差异在玻璃化压力下发生急剧变化，表明它可以作为一个适当的序参量来检测玻璃化转变点。
2021-04-21 cond-mat.other cond-mat.soft
Crystallizing hard-sphere glasses by doping with active particles
结晶和玻璃化是形成固体的两种不同途径。通常这两个过程相互抑制，玻璃化转变防止在高密度（或低温）下结晶。这甚至适用于胶体硬球系统，其通常用作具有潜在应用的新型功能材料（例如光子晶体）的构建块。通过进行布朗动力学模拟的玻璃系统组成的混合物的活性和被动的硬球，我们表明，这种硬球玻璃的结晶可以显着促进掺杂少量的活性粒子的系统。令人惊讶的是，即使是填充分数高达$ϕ= 0.635$的硬球玻璃也会结晶，其在$0.5\%$附近低于$ϕ\simeq 0.64$处的无规紧密填充。我们的研究结果提出了一种新的方法来制造晶体材料（胶体）玻璃。这对于容易在玻璃态中动力学捕获的材料特别重要，并且晶体成核几乎不发生。
2014-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling liquid migration in active swollen gel spheres
活性软固体中的液体迁移是自然界中从细胞到树叶等不同尺度上的一种非常普遍的现象。它可以由机械和化学作用引起。这项工作的重点是在一个积极的不渗透的凝胶球的重塑过程引起的液体的迁移。在这种情况下，我们提出了一个一致的数学理论，能够获得在稳定和瞬态条件下的现象的深刻理解。
2020-06-26 cond-mat.soft
Continuous and discontinuous morphological transitions between capillary bridges on a beaded chain pulled out from a liquid
我们从理论上描述和实验验证毛细桥的形成机制，在拉珠链从液体与平面表面。在该系统中存在两种类型的毛细桥，即最初在离开液浴的球形珠粒和原始的本体平面液体表面之间形成的球形-平面液体表面桥，以及在液体表面上方的链的部分中的相邻珠粒之间形成的球形-球形毛细桥。在将链条从液体中拉出的过程中，球-平面液面桥转变为球-球桥。我们表明，单分散的球形珠链，这种形态相变可以是连续的或不连续的。当球形珠的直径大于毛细管长度时，过渡是连续的。否则，过渡是不连续的，同样作用在链上的毛细管力也是不连续的。
2016-11-28 cond-mat.soft
Quantitative measurements of the lift force acting on a sphere sliding along a liquid-liquid interface
Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）；Université de Bordeaux & CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学与法国国家科学研究中心，LOMA，UMR 5798）；School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
本研究通过实验测量液-液界面处滑动球体的升力，揭示了速度、粘度和分离距离对升力的影响，并验证了软润滑理论的预测。
2026-02-14 cond-mat.soft
Crystallization Mechanism of Hard Sphere Glasses
在过冷液体中，玻璃化通常抑制结晶。然而，有些玻璃尽管阻止了扩散运动，仍然可以结晶。这个不太清楚的过程可能会限制玻璃的稳定性，但其微观机制尚不清楚。在这里，我们提出了广泛的计算机模拟解决在恒定体积（如在胶体实验）的单分散硬球玻璃的结晶。出现多个结晶斑块，而颗粒不必扩散超过一个直径。随着这些斑块的增长，邻近地区的流动性增强，产生了具有正反馈的动态异质性。未来的结晶模式不能单独从坐标预测：结晶收益的随机微成核事件的序列，在空间上相关的紧急动态异质性。
2011-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Direct measurements of growing amorphous order and non-monotonic dynamic correlations in a colloidal glass-former
虽然流动的液体转化为刚性玻璃是无所不在的，但对玻璃化的完整理解仍然是难以捉摸的。在解决玻璃化转变问题的众多方法中，随机一阶理论（RFOT）是最突出的。然而，RFOT设想的潜在热力学相变的存在仍然是有争议的，因为它的关键微观预测有关的非晶秩序的增长和动态相关性的性质缺乏实验验证。在这里，通过使用全息光镊，我们冻结在一个平衡配置的2D胶体玻璃形成液体的颗粒壁，并提供直接证据，为增长的无定形秩序的形式，一个静态的点到设置长度。最值得注意的是，我们发现的非单调依赖的面积分数的动态相关性，并表明这种非单调性直接从合作重排区域的形态变化，预测RFOT。我们的研究结果表明，玻璃化转变有一个热力学起源。
2014-08-23 cond-mat.soft
Hard-sphere behavior in the dynamics of all monoatomic liquids at the de Gennes minimum
我们表明，在散射光谱中的de Gennes最小值的位置，其中液体的动力学显示下来，给出了一个硬球的表达范围内的单原子液体，结晶在一个紧密堆积的结构。该表达式将最小值的位置与液体的数密度联系起来，而没有任何可调或未知的参数。我们认为，这意味着液体可以被看作是一个紧密堆积的结构的笼子，代表了他们的邻居的限制原子。我们进一步表明，一些金属偏离这个表达式，即那些金属结晶的结构是不紧密堆积。我们的表达式应该证明是非常有用的，在确定什么样的液体在非弹性散射实验中研究的偏离正常的流体行为已经可以预测的基础上的静态结构因子的峰值位置。
2016-03-29 cond-mat.soft
Quantifying the liquid-liquid transition in cold water/glycerol mixtures by ih-RIDME
本研究利用新型EPR技术ih-RIDME量化冷冻水/甘油混合物相变后的摩尔组成，发现相组成几乎不受同位素平衡影响，并重新审视了玻璃化转变数据，展示了该技术在研究自旋标记大分子溶剂化壳层方面的潜力。
2025-09-10 cond-mat.soft physics.chem-ph q-bio.BM
Density-Temperature-Softness Scaling of the Dynamics of Glass-forming Soft-sphere Liquids
软球和硬球流体之间的动态等效原理[Phys. Rev. \textbf{68}，011405（2003）]被用于描述改变密度n、温度T和柔软度（由柔软度参数ν^{-1}表征）对玻璃形成软球液体的动态的影响的相互作用。主要的预测是，这些系统的动力学参数，如α弛豫时间和长时间自扩散系数，仅通过约化密度n^ \ast \equiv nσ^{3}_{HS}（T，ν）依赖于n，T和ν，其中有效硬球直径σ_{HS}（T，ν）是确定的，例如，由Andersen-Weeks-Chandler条件得到的软球-硬球结构等价性。在最近的模拟中观察到的一些缩放特性，涉及玻璃形成流体与排斥短程相互作用被发现是这个一般的动态等效原理的直接表现。胶体动力学的自洽广义朗之万方程（SCGLE）理论被证明可以准确地捕捉这些标度规则
2011-07-11 cond-mat.soft
Molecular-Brownian Correspondence in the Hard-sphere Dynamic Universality Class
我们进行了系统的模拟实验与软球排斥相互作用的模型系统，以测试具有相似的静态结构的软球液体之间的预测动态等效性。为此，我们比较了模拟动力学（均方位移，中间散射函数，α-弛豫时间等）。不同的软球系统，在它们之间和与硬球液体。然后，我们表明，所提到的动态等价性不依赖于（牛顿或布朗）性质的微观法律的运动的组成粒子，因此，独立适用于胶体和原子简单的液体。此外，我们验证了另一个最近提出的动力学等价性，这次是布朗流体及其相应的原子液体的长时间动力学之间的等价性（即，具有相同相互作用势的原子系统）。
2013-09-03 cond-mat.soft
Ionic glass formers show an inverted relation between fragility and relaxation broadness
本研究发现离子玻璃形成体的脆性与弛豫宽度呈反向关系，提出一类新型离子交联聚合物，为开发兼具可加工性和机械耗散的材料开辟新途径。
2025-09-07 cond-mat.soft
Elasticity-mediated self-organization and colloidal interactions of solid spheres with tangential anchoring in a nematic liquid crystal
利用激光光镊和荧光共聚焦偏振显微镜，研究了固体微球在具有强切向表面锚定的颗粒周围弹性畸变引起的胶体相互作用。这些粒子聚集成与远场指向矢成约30度的链，并且在更高的浓度下，形成复杂的动力学捕获结构。我们表征的距离和角度依赖性的胶体相互作用力。
2005-08-13 cond-mat.soft
Tagged-particle motion in quasi-confined colloidal hard-sphere liquids
利用周期性边界条件，研究了强相互作用准封闭液体中示踪粒子的运动。在模式耦合理论的玻璃化转变（MCT），我们计算的自非遍历性参数和自中间散射函数，并比较它们与事件驱动的分子动力学模拟。我们观察到非单调行为的平面内均方位移和进一步的关联函数，它涉及更高的模式索引编码的垂直运动的信息。面内速度自相关函数揭示了持续的反相关与负的代数幂律衰减$t^{-2}$在所有的包装分数。
2021-09-12 cond-mat.soft
Quantum fluctuations can promote or inhibit glass formation
玻璃的本质有些神秘：虽然玻璃中的弛豫时间具有足够的量级，使得原子水平上的大尺度运动基本上与晶体状态下的运动一样慢，但玻璃的结构似乎与产生它的液体的结构几乎没有不同。从电子液体到超流氦的量子力学系统似乎形成玻璃，但至今还没有统一的框架存在连接经典和量子制度的玻璃化。在这里，我们从理论和模拟到量子玻璃化转变，令人惊讶地揭示了不同的区域，量子波动可以促进或抑制玻璃形成的新见解。
2010-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Particle dynamics in colloidal suspensions above and below the glass-liquid re-entrance transition
我们使用共聚焦和荧光显微镜的模型玻璃系统的胶体粒子动力学的样品从一个硬球玻璃发展到有吸引力的粒子间相互作用的液体。从硬球玻璃到有吸引力的液体的转变是由短程耗尽力引起的。类液结构的发展由粒子动力学表示。我们确定粒子表现出大量的运动事件和特征的过渡使用这些运动事件的属性。当样品进入有吸引力的液体区域时，在这些运动事件期间的颗粒速度增加约一个数量级，并且颗粒更合作地移动。有趣的是，在吸引力的液相中的胶体颗粒不表现出显着更大的位移比硬球玻璃中的颗粒。
2009-02-17 cond-mat.soft
Liquid crystalline structures formed by sphere-rod amphiphilic molecules in solvents
本研究探究T形KTOF4球-棒两亲分子在水-二氧六环混合溶剂中的自组装，发现其形成由溶剂中二氧六环体积分数调控的同心球或平层结构，为球-棒分子自组装行为研究提供了新见解。
2025-02-10 cond-mat.soft
The nature of the glass and gel transitions in sticky spheres
玻璃和凝胶是物质的两种动态停滞的无序状态。尽管它们很重要，但它们的相似性和差异性仍然难以捉摸，特别是在高密度下。我们确定的动力学和结构的签名，区分凝胶和玻璃化转变的胶体模型系统的硬和“粘”球。通过越过气-液相分离线诱导GH 3，由此产生的富胶体相的快速致密化导致动力学和局部结构的急剧变化。因此，我们发现，凝胶化是一级的，可以发生在比以前认为的高得多的密度：远离低密度网络，凝胶有一个明确的“热力学”的定义，但导致一个非平衡态与快速淬火玻璃的独特的局部结构特征。相反，接近玻璃化转变时，动力学持续减慢，并伴随着局部五重对称结构的出现。我们的研究结果提供了一个一般的热力学，动力学和结构的基础上，以区分凝胶化玻璃化。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Importance of many-body correlations in glass transition: an example from polydisperse hard spheres
大多数的液态理论，包括玻璃化转变理论，都是建立在两体密度关联的基础上。然而，我们最近表明，多体相关性，特别是键取向的相关性，在玻璃化转变和结晶转变中起着关键作用。在这里，我们表明，与过冷多分散硬球系统的数值模拟，与任何两点空间关联函数的长度尺度不增加对玻璃化转变。一个不断增长的长度尺度，而不是通过考虑多体关联函数，如取向顺序，它遵循的动态不均匀性的长度尺度的传播。尽管晶体状键取向顺序的增长，我们发现，对结晶的多分散性增加的稳定性是由于人口的二十面体排列的颗粒。我们的研究结果表明，对于这种类型的系统，多体相关性是玻璃化和结晶现象之间的联系的表现。系统是玻璃化还是结晶化可以通过对结晶的阻碍程度来控制，在这种情况下是多分散性。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Role of $α$ and $β$ relaxations in Collapsing Dynamics of a Polymer Chain in Supercooled Glass-forming Liquid
了解玻璃态动力学对生物大分子稳定性的影响，并研究这些大分子降解过程的基本弛豫过程，在生物保护方面具有重要意义。在这项工作中，我们研究了模型聚合物链在过冷玻璃形成液体中在不同过冷量下的稳定性，以了解过冷液体的动力学如何影响聚合物的坍塌行为。我们系统的计算机模拟研究发现，除了长时间的松弛过程（$α$松弛），短时间的动力学的过冷液体，称为$β$松弛起着重要的作用，在控制模型聚合物的稳定性。这与最近的一些实验结果一致。这些观察结果与普遍认为只有长时间的松弛过程才是唯一的参与者形成鲜明对比。我们发现令人信服的证据表明，人们可能需要审查的玻璃化假设，假设$α$松弛控制生物分子的动力学，因此$α$ -松弛时间应考虑选择适当的生物防腐剂。我们希望，我们的研究结果将导致了解在生物保存的背景下，蛋白质稳定的主要因素。
2017-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid crystal-enabled electrophoresis of spheres in a nematic medium with negative dielectric anisotropy
我们描述了球形电介质粒子在具有负介电各向异性的均匀排列的电介质中的电泳。使液晶（LC）垂直于其表面取向的球形颗粒在均匀直流（DC）或交流（AC）电场的施加下移动。电场不引起远离球的LC指向矢的畸变。电泳在的CFDLC显示两种类型的非线性的速度与场的依赖性。平行于外加电场的速度分量随电场线性增长，但当电场足够高时，它也表现出三次依赖关系。最有趣的是第二种类型的非线性电泳，它使球体垂直于外加场移动。速度的垂直分量与场的平方成正比。这种效应只存在于液晶中，当材料熔化成各向同性流体时消失。二次效应是由球体周围指向矢畸变的偶极对称性引起的，并被归类为LC使能电泳（LCEEP）。LCEEP中粒子的非线性电泳迁移率提供了丰富的各种控制参数，以设计用于微流体和光流体应用的粒子的3D轨迹。
2013-04-08 cond-mat.soft
Selective-pivot sampling of radial distribution functions in asymmetric liquid mixtures
本文提出了一种选择性采样径向分布函数和非对称液体混合物有效相互作用势的蒙特卡罗算法。我们证明了其效率的硬球混合物，模型系统更一般的相互作用，并比较我们的模拟与几个分析近似。对于包含硬球贡献的相互作用势，该算法产生径向分布函数的接触值。
2007-05-29 cond-mat.soft
Approximate Expressions for the Capillary Force and the Surface Area of a Liquid Bridge between Identical Spheres
本文提出了相同球体间液桥毛细力与表面积的近似公式，以液桥体积和球间距为变量，用于高效模拟干燥悬浮液。
2023-10-17 cond-mat.soft physics.comp-ph
Equilibration and aging of dense soft-sphere glass-forming liquids
最近发展的不可逆弛豫的自洽广义Langevin方程理论的非平衡扩展[Phys. Rev. E（2010）82，061503;同上061504]用于描述在突然温度淬火之后形成玻璃的软球液体的平衡和老化的不可逆过程，在局部平均颗粒密度保持均匀和恒定的约束下。在这些特定条件下，该理论描述了静态结构因子S（k;t）和动态性质如自中间散射函数F_S（k，τ;t）的非平衡演化，其中τ是关联延迟时间，t是猝灭后的演化或等待时间。具体的预测，最深的淬火（零温度）。α弛豫时间τ_α（t）作为t的函数的预测演化允许我们定义平衡时间t^{eq}，即τ_α达到其平衡值τ_α^{eq}之后的时间。据预测，t^{eq}（α）和τ_α^{eq}都发散为<$\to <$^{（a）}，其中<$^{（a）}是硬球动态停滞体积分数<$^{（a）}\（\approx 0.582），因此表明在<$^{（a）}和以上的平衡性质的测量是实验上不可能的。
2012-11-29 cond-mat.soft
Structural relaxation, dynamical arrest and aging in soft-sphere liquids
我们调查的结构弛豫的软球液体淬火等容（$ϕ=0.7$）和瞬间到不同的温度$T_f$以上和以下的玻璃化转变。为此，我们结合了广泛的布朗动力学模拟和理论计算的基础上的非平衡自洽广义朗之万方程（NE-SCGLE）理论。液体对淬灭的响应通常包括$α$弛豫时间随系统老化的次线性增加。接近理想的玻璃化转变温度从以上（$T_f>T^a$）亚老化出现作为一个短暂的过程，描述了一个广泛的平衡交叉淬火几乎逮捕状态。这允许我们凭经验确定随着$T_f$接近$T^a$而变得越来越长的平衡时标$t^{eq}(T_f)$。用于玻璃内部淬火（$T_f\leq T^a$）结构弛豫时间的增长率随着$T_f$减小而逐渐变大，并且与平衡情形不同，$τ_α$在整个观察时间窗内保持演变。与类似和补充练习中揭示的内容一致，022608（2017）]，其考虑了具有固定的最终温度$T_f=0$但朝向硬球动态停滞体积分数$ϕ^a_{HS}=0.582$增加$ϕ$的猝灭序列。然而，NE-SCGLE分析揭示了玻璃化转变的各个基本方面，包括从普通平衡情景到玻璃形成液体特征的持续老化效应的突然通过。该理论还解释说，在任何实验观测的时间窗口内，这只能作为连续的交叉被观察到。
2022-08-17 cond-mat.soft
Double layer for hard spheres with an off-center charge
模拟了模型电解质和离子液体的平面双电层中离子的密度和电势分布。实际电解质或离子液体的离子通常不是球体;在离子液体中，阳离子是分子离子。在过去，这种不对称性已经通过考虑尺寸和/或价态不对称的球体（即，原始模型）或通过切向接触球体形成的二聚体阳离子。在本文中，我们考虑的球形离子是不对称的大小和模仿的不对称形状，通过一个偏离中心的电荷，位于远离中心的阳离子球，而阴离子的电荷是在中心的阴离子球。各种单重态密度和潜在的配置文件进行比较（i）二聚体的情况下，即，组成领域的二聚体阳离子切向拴系，和（ii）标准的原始模型。结果表明，特别是当阳离子是反离子时，双电层结构受到很大影响。以及被内在的兴趣，这种偏离中心的电荷模型可能是有用的理论，考虑球形模型和引入偏离中心的电荷作为一个扰动。
2016-03-07 cond-mat.soft
What happened to the gas-liquid transition in the system of dipolar hard spheres?
我们探讨了由偶极硬球组成的系统的平衡性质。一个新的理论的基础上的想法来自德拜和休克尔，Bjerrum和Onsager的工作，提出了解释预期的临界点在这个系统中的缺席。
1999-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dipolar interactions, molecular flexibility, and flexoelectricity in bent-core liquid crystals
采用Monte Carlo方法研究了偶极相互作用和分子柔性对双核分子流体结构和相行为的影响。还报道了挠曲电系数的一些计算。模型分子的刚性核由五个或七个软球组成，它们以外部弯曲角$γ$排列成“V”形。与纯粹的排斥球-球相互作用和$γ=0^\circ$（线性分子）的七球模型表现出各向同性，单轴向双折射，近晶-A，和倾斜相。当加入$γ\geq 20^\circ$时，近晶-A相消失，而加入$γ\geq 40^\circ$时，体系表现出直接的倾斜近晶-各向同性流体转变。在顶端球体上的横向偶极矩之间的静电相互作用的添加通常被视为降低近晶相和固相中的倾斜程度，使线性分子的近晶相和近晶-A相不稳定，并且使近晶-核分子的倾斜近晶-B相不稳定。利用构型偏置蒙特卡罗模拟研究了在五球双核分子末端添加三段柔性尾的影响。仅观察到各向同性相和近晶相。一方面，分子的灵活性引起的近晶层结构的显着波动，使模拟系统更好地对应于真实的材料;另一方面，近晶相几乎没有倾斜。最后，挠曲电系数的各种非线性相位-有和没有吸引力的球-球相互作用-提出。结果是令人鼓舞的，但所需的计算工作量是一个缺点与波动关系的使用。
2005-05-06 cond-mat.soft
Computation of the solid-liquid interfacial free energy in hard spheres by means of thermodynamic integration
我们使用了热力学积分方案，这是专门为无序系统，计算硬球模型中的固液界面的界面自由能。我们分离的总自由能的体积贡献的界面贡献，进行了有限尺寸标度分析，并获得（100）-界面$γ=0.591(11)k_{B}Tσ^{-2}$。
2020-09-30 cond-mat.soft physics.comp-ph
Universality in Driven and Equilibrium Hard Sphere Liquid Dynamics
我们证明了范霍夫动力学对关联函数的时间演化是由绝热力所产生的自由能和由范霍夫函数的流动引起的超绝热力。超绝热力包括阻力、粘性和结构贡献，如发生在活性布朗粒子、剪切下的液体和车道形成混合物中。对于硬球液体，我们提出了一个功率泛函理论，预测这些普遍的力场与我们的布朗动力学模拟结果定量一致。
2021-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization of hard spheres under gravity
我们提出了一个简单的论点来解释硬球在引力场作用下的结晶。本文试图弥合两个社区的科学家之间的差距，一个工作在粒状材料和其他不均匀的液体状态理论。
2000-07-17 cond-mat.soft
Spontaneous ordering of magnetic particles in liquid crystals: From chains to biaxial lamellae
使用蒙特卡罗（MC）的计算机模拟，我们探索的自组装和有序行为的混合，软磁系统组成的小磁性纳米球在液晶（LC）矩阵。最近的实验与胶体棒矩阵的启发，我们专注于球和棒的直径是可比的条件。已经在没有磁场的情况下，LC的顺磁有序可以稳定沿着顺磁或近晶指向矢的磁链的形成，产生具有局部（但没有宏观）磁有序的状态。链，反过来，增加了整体的有序性，反映了复杂的相互作用的结构形成的两个组成部分。增加球的直径的自发单轴订购被取代的双轴层状形态，其特征在于由交替层的棒和垂直于棒的董事取向的磁链。这些新的排序方案在零场表明复杂的反应所产生的混合外部刺激，如磁场和剪切力。
2015-03-28 cond-mat.soft
Mapping the glassy dynamics of soft spheres onto hard-sphere behavior
我们表明，纯排斥相互作用的软球系统的动力学可以通过引入一个有效的硬球直径使用安德森周钱德勒近似确定。我们发现，这种近似，已知的描述静态性质的液体，也给出了一个很好的描述的动态量，松弛时间，甚至在附近的玻璃化转变。
2011-07-13 cond-mat.soft
Tunable structures of mixtures of magnetic particles in liquid-crystalline matrices
我们通过蒙特卡罗模拟研究了相似大小的棒和偶极软球的二元混合物的自组织。我们采用各向异性的Gay-Berne，偶极和软球相互作用模型的粒子间的相互作用。在磁矩为零的条件下，我们得到了多种完全互溶的液晶相，包括双晶相、近晶相和层状相。对于磁性混合物，我们发现液晶基质支持取向有序铁磁链的形成。根据物种的相对大小，链平行或垂直于杆的指向矢排列，形成单轴或双轴晶相、近晶相和层状相。作为一个示例性的外部扰动，我们施加一个均匀的磁场，导致单轴或双轴有序，否则各向同性状态。
2015-04-16 cond-mat.soft
Tuning Pairwise Potential Can Control the Fragility of Glass-Forming Liquids: From Tetrahedral Network to Isotropic Soft Sphere Models
我们对Coslovich和Pastore（CP）提出的二氧化硅玻璃成形器模型在广泛的密度范围内进行了分子动力学模拟。密度的变化可以映射到CP模型的Si和O相互作用之间的势深度的变化。通过减小势深（或增加密度），原CP模型中观察到的各向异性四面体网络结构转变为具有纯排斥性软球势的各向同性结构。相应地，弛豫时间的温度依赖性表现出从Arrhenius到超Arrhenius行为的交叉。通过调节单个模型系统的电势，能够在很大范围内控制脆性，这有助于我们弥合网络和各向同性玻璃形成体之间的差距，并深入了解脆性的潜在机制。我们研究了密度关联函数中的Stokes-Einstein破坏的大小和拉伸指数等动力学性质与脆性的关系。我们还表明，比热的峰值系统地移动，随着密度的增加，暗示的脆弱性与系统的隐藏的热力学异常。
2016-07-07 cond-mat.soft
Second-order Barker-Henderson perturbation theory for the phase behavior of polydisperse Morse hard-sphere mixture
本文将二阶Barker-Henderson微扰理论推广到多分散硬球多Morse混合物。为了验证理论的准确性，我们比较了它的预测单分散系统的极限情况下，非常准确的参考超网链近似的预测。该理论用于描述不同类型、不同多分散度的混合物的液-气相行为。除了常规的液-气临界点外，我们还观察到由多分散性引起的第二临界点的出现。随着多分散性的增加，两个临界点合并并最终消失。相应的云和阴影曲线由闭合曲线表示，其中对于较高的多分散性值，云曲线的“液体”和“气体”分支几乎重合。随着多分散性的进一步增加，云和阴影曲线收缩并最终消失。我们的研究结果与以前的研究结果进行了定性范德华水平的描述。
2015-04-06 cond-mat.soft
Impacts of poroelastic spheres
本研究实验探究了水凝胶球和饱和泡沫球在刚性表面的撞击，提出毛细粘附、液膜粘性耗散和多孔弹性耗散三种湿耗散机制，并建立新理论解释恢复系数随撞击速度增加的现象，为新型减震器设计提供依据。
2024-11-08 cond-mat.soft
Nonlinear electrophoresis of dielectric and metal spheres in a nematic liquid crystal
电泳是带电的分散粒子在均匀电场中相对于流体的运动。这种效应被广泛用于分离大分子，组装胶体结构，在纳米和微流体设备和显示器中传输颗粒。通常，流体是各向同性的（例如，水），并且电泳速度与电场成线性比例。在线性电泳中，只有直流（DC）场可以驱动颗粒。交流（AC）场是更理想的，因为它允许人们克服诸如电解和缺乏稳定流动的问题。在这里，我们表明，当电泳是在一个可再生流体中进行，效果变得强烈的非线性与速度分量，这是在所施加的电压的二次，并具有一个方向，一般不同于线速度的方向。这种新的现象是由于颗粒周围的LC取向的扭曲打破了前后（或左右）对称性造成的。这种效应允许人们运输带电和中性粒子，即使粒子本身是完全对称的（球形），从而使显示技术，胶体组装，分离，微流体和微电机应用的新方法成为可能。
2011-01-20 cond-mat.soft
Memory effects in tumbling nematics of 8CB liquid crystals
使用0.98 $μ$ m二氧化硅球的粒子跟踪用于确定8CB液晶的反相中的反相指向矢的进动运动，因为它探测那些与球尺寸具有相同波长的取向结构。速度自相关（VACF）被用来确定这些结构在平行和垂直于neamatic指向矢的方向。此外，通过考虑与时间相关的谐振子运动的一般方法被用来分析VACF分布函数。这种方法导致观察到的过渡相的结构，相当于从欠阻尼谐振子运动的临界阻尼运动的变换。此外，我们还测量了显微组织性能和计算的微观力学性能。本文采用的8CB液晶实验分析方法有助于理解和表征复杂流体的一般动力学行为。通过这种分析，“复杂流体的动力学”不再“复杂”。
2015-05-10 cond-mat.soft
Role of bond orientational order in the crystallization of hard spheres
通过硬球模型的计算机模拟，我们详细研究了连接亚稳态熔体到结晶团簇出现的微观途径。特别是，我们将表明，固相的成核不遵循两步机制，其中晶体在致密的前体区域内形成。相反，我们将表明，成核是由取向秩序的波动，而不是由密度波动。通过考虑发展的对过剩熵内的结晶核，我们确认，取向顺序先于位置顺序。这些结果是在奇怪的想法，两步成核机制的流体没有一个亚稳的液-液相分离。我们的研究表明键取向有序触发晶体成核的关键作用。
2012-11-26 cond-mat.soft
Topological generalization of the rigid-nonrigid transition in soft-sphere and hard-sphere fluids
当系统密度增加到熔化密度时，流体粒子的动力学从扩散变为振荡。因此，在集体粒子动力学的基础上，引入了Frenkel线的概念，将流体区域划分为刚性和非刚性液体子区域。在这项工作中，我们应用一个拓扑框架来定位的软球和硬球模型依赖于系统配置的弗伦克尔线。首先分析了理想气体和最大随机阻塞态的拓扑特征，然后应用我们前期工作中设计的分类方案。分类结果表明，在刚性液体区域，类固体原子的比例从零增加到1。根据流体多形作用理论，了解了类固体分数对堆积密度的依赖关系。基于类固体分子的分数，以综合的方式描述了类固体团簇的逾渗行为。交叉密度是通过检查固体状团簇的逾渗得到的。由此产生的交叉密度的软球流体收敛到硬球流体。因此，拓扑方法成功地突出了弗伦克尔线的一般性。
2018-11-10 cond-mat.soft
Granular impact cratering by liquid drops: Understanding raindrop imprints through an analogy to asteroid strikes
当颗粒状物质受到球体的撞击时，其表面会像液体一样变形，但它会像固体一样保留一个圆形的陨石坑。虽然固体颗粒撞击成坑的机理已经得到了很好的研究，但是我们对液滴撞击成坑的认识仍然非常有限。在这里，通过结合高速摄影与高精度激光轮廓术，我们调查液滴颗粒表面的冲击动力学和监测所产生的冲击坑的形态。令人惊讶的是，我们发现，尽管巨大的能量和长度的差异，颗粒状的液体滴的撞击坑遵循相同的能量缩放，并再现相同的陨石坑形态的小行星撞击坑。受这种相似性的启发，我们整合了来自行星科学的物理见解，来自流体力学的液体大理石模型和来自颗粒物理学的堵塞过渡概念，形成一个简单的理论框架，定量描述了颗粒介质中液滴印迹的所有主要特征。我们的研究揭示了雨滴对颗粒表面的影响机制，并揭示了降雨和灾难性小行星撞击之间的相似性。
2014-12-23 cond-mat.soft
The potential energy landscape and inherent dynamics of a hard-sphere fluid
硬球模型表现出许多与更现实的液体模型相同的过冷液体行为，但它们的势的高度非分析特性使得从势能-能量-景观的角度来考虑这种行为是一个挑战。我们在这里表明，它是可能的硬球景观，通过这些景观的测地线路径计算的一个重要的拓扑性质，这样做，而不人为粗粒化或软化的潜力。此外，我们表明，这些途径的长度随着填充分数的增加而快速增长，定量预测了玻璃形成硬球混合物模型中扩散常数的急剧下降。测地线路径本身可以被认为定义了硬球的内在动力学，因此发现它们（以及潜在的势能景观的特征）正确地预测了动力学异质性和非高斯参数的非零值的发生也很有启发性。这种奇异模型的动力学的这些景观预测的成功强调，有更多的势能景观比通过观察极小值和鞍点揭示。
2014-08-13 cond-mat.soft
Liquid-gas phase behavior of polydisperse dipolar hard-sphere fluid: Extended thermodynamic perturbation theory for central force associating potential
推广了新近提出的热力学有心力微扰理论（TPT-CF），计算了具有硬球尺寸和偶极矩多分散性的多分散偶极硬球流体的液-气相图.为了建立与铁胶体分散体相行为的联系，假设偶极矩与硬球直径的立方成比例。我们提出并讨论了完整的相图，其中包括云和阴影曲线，双节点和分布函数的共存的子相在不同程度的系统多分散性。在所有情况下，研究多分散性增加相不稳定性的区域，并将临界点转移到更高的温度和密度值。较大尺寸的颗粒总是破碎成液相，而较小尺寸的颗粒倾向于移动到气相。在相对高的系统多分散性值三相共存观察。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic properties of quasi-confined colloidal hard-sphere liquids near the glass transition
由于分层和局部填充之间的竞争而产生的受限流体的复杂行为可以通过考虑准受限液体来解开，其中沿限制方向的周期性边界条件恢复平移不变性。该系统提供了一种手段来调查的限制和当地秩序的相关长度尺度的相互作用。本文提出了准受限液体玻璃化转变的模式耦合理论，并详细阐述了数值实现的有效方法。在MCT的非遍历性参数进行比较，计算机模拟结果为硬球流体。我们评估的非平衡态图，并调查集体中间散射函数。对于这两种方法，非单调行为取决于限制长度观察。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic theory and shear viscosity of dense dipolar hard sphere liquids
稠密流体的输运性质从根本上是具有挑战性的，因为平衡统计物理的强大方法无法应用。极性流体使这个问题复杂化，因为长程相互作用排除了仅基于硬球的简单效应直径方法的使用。在这里，我们开发了偶极硬球流体，是有效的高密度的动力学理论。我们直接从状态方程推导出接触处径向分布函数的数学近似，并利用它来获得剪切粘度。我们还进行了分子动力学模拟，这个系统和提取的剪切粘度数值。理论计算结果与模拟结果相吻合。
2020-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Marangoni effects on a thin liquid film coating a sphere with axial or radial thermal gradients
研究了在重力、表面张力和温度梯度作用下，球体外表面液膜随时间的演化。我们推导出四阶非线性偏微分方程模型的薄膜动力学，包括Marangoni条款所产生的表面张力对温度的依赖。我们考虑两种不同的温度分布与轴向或径向的热梯度。我们分析了均匀涂层在小扰动下的稳定性，并在COMSOL中对一系列参数值进行了数值模拟。在轴向温度梯度的情况下，我们发现稳定状态与均匀的膜厚度，或与流体积累在底部或顶部附近的球，这取决于在膜中的液体的总体积，决定是否重力或马兰戈尼效应占主导地位。在径向温度梯度的情况下，稳定性分析揭示了最不稳定的非轴对称模式上的初始均匀的涂层膜。
2017-03-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
