Steady Microfluidic Measurements of Mutual Diffusion Coefficients of Liquid Binary Mixtures
我们提出了一种微流控方法，导致在一个单一的实验中的整个溶质浓度范围内的液体二元混合物的互扩散系数的准确测量。该方法充分利用溶剂渗透蒸发通过聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）膜，以获得稳定的浓度梯度内的微流体通道。我们的方法适用于不能渗透通过PDMS的溶质，并且需要在整个浓度范围内的活性和密度作为输入参数。我们通过测量水（1）$+$甘油（2）混合物的互扩散系数，使用拉曼共聚焦光谱测量浓度梯度和使用粒子跟踪测速仪测量渗透蒸发诱导流动来证明我们方法的准确性。
2017-09-20 cond-mat.soft
Segregation forces in dense granular flows: Closing the gap from single intruders to mixtures
使用模拟和虚拟弹簧为基础的方法，我们测量的隔离力，Fseg，在一个范围内的大小bidisperse混合物浓度，粒度比，和剪切速率开发一个模型Fseg扩展其适用性从充分研究的非相互作用的入侵者政权有限浓度的混合物，合作现象发生。该模型预测的浓度低于单一入侵者的假设适用，并提供了一个准确的描述物种之间的压力分区。
2021-08-25 cond-mat.soft
Definition of frame-invariant Soret coefficients for ternary mixtures
二元混合物的Soret系数的定义包括浓度前因子，当使用摩尔分数$x$时为$x(1-x)$，或当使用质量分数$w$时为$w(1-w)$。在本文中，这一选择背后的物理原因进行审查，强调使用这些前因子使Soret系数不变后，在参考系的变化，无论是质量或摩尔。然后，它示出了如何通过使用适当的矩阵形式的浓度前因子，这种不变性可以扩展到三元混合物。完成这项工作的一些考虑一般的非等温扩散通量，二元极限的浓度三角形，选择在三元混合物中的依赖浓度，使用摩尔浓度，最后，扩展到多组分混合物。
2019-01-07 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Gradient dynamics description for films of mixtures and suspensions - the case of dewetting triggered by coupled film height and concentration fluctuations
提出了一种基于扩展界面哈密顿量的梯度动力学模型，该模型能够描述固体基底上的液体混合物、溶液和悬浮液的薄膜结构化过程的动力学，包括耦合的去湿和分解。在讨论了已知的极限情况下，该模型被用来研究液体混合物和悬浮液的薄膜的有效长程范德华力的影响下，取决于溶质浓度的去湿。发生的通量进行了讨论，它表明，亚稳脱湿可以通过耦合膜的高度和浓度波动触发。完全非线性的计算提供了时间的演变和稳定的膜高度和浓度分布。
2013-08-26 cond-mat.soft nlin.PS physics.chem-ph
Equilibrium and non-equilibrium concentration fluctuations in a critical binary mixture
当二元混合物中存在宏观浓度梯度时，由于梯度与自发平衡速度涨落的耦合，会出现长程非平衡浓度涨落（NCF）。当混合物接近临界点时，也可观察到长程平衡浓度波动。在这里，我们研究了近临界混合物苯胺/环己烷在垂直浓度梯度的存在下，NCF和临界ECF之间的相互作用。为此，我们利用一个商业光学显微镜和一个简单的，定制的，温度控制的细胞，以获得同时静态和动态的散射信息的波动。我们首先在宽的温度范围$T-T_{c}\in[0.1,30]$ $^{o}$ C内，在高于上临界溶解温度$T_{c}$的固定温度$T$下计算临界ECF。在这个范围内，我们观察到预期的临界标度行为的散射强度和质量扩散系数，我们确定的临界指数$γ$，$ν$和$η$，这是发现在协议与三维伊辛值。然后，我们研究了系统的两相区（$T<T_{c}$）。特别是，我们研究了当混合物，最初在温度$T_{i}$下，迅速达到温度$T_{f}>T_{i}$时，ECF和NCF之间的相互作用。在瞬态过程中，一个垂直扩散的质量通量是存在的，导致NCF的发病，其幅度随时间而消失，因为通量趋于零。我们还研究了扩散过程中平衡散射强度$I_{eq}$、交叉波矢$q_{co}$和扩散系数$D$的时间依赖性，发现所有这些量都表现出受制于扩散动力学的指数弛豫。
2016-10-31 cond-mat.soft
Switching the structural force in ionic liquid-solvent mixtures by varying composition
高浓度电解质中的结构和相互作用具有从能量储存到生物分子相互作用的影响。然而，许多实验观测尚未在这些混合物中得到解释，这远远超出了平均场模型的有效性。在这里，我们研究的结构力的离子液体和溶剂的混合物，是在室温下混溶的所有比例。使用表面力平衡来测量宏观光滑表面之间的力，在液体混合物中，我们发现了一个突然增加的阈值离子浓度以上的波长。在阈值浓度以下，波长由溶剂分子的大小决定，而在阈值以上，决定波长的是阳离子-阴离子对的直径。
2017-02-13 cond-mat.soft
Vitrification, relaxation and free volume in glycerol-water binary liquid mixture: Spin probe ESR studies
用高灵敏的自旋探针ESR技术研究了甘油-水二元混合物体系在5 - 85mol%甘油浓度范围内的玻璃化转变和弛豫。对于富含水的混合物的玻璃化转变，感测的自旋探针，产生从玻璃化的介观部分的二元系统。玻璃化转变温度的浓度依赖性表现出密切相关的分子水平的系统中的协同性。在40摩尔%的临界浓度的系统的介观结构的急剧变化被确认的自旋探针有效体积的估计在示踪剂的重定向强烈耦合到系统动力学的温度范围内。
2009-03-12 cond-mat.soft
Transition from confined to bulk dynamics in symmetric star-linear polymer mixtures
我们报告的线性粘弹性的混合物，包括多臂星（作为模型软胶体）和长线性链均聚物在良好的溶剂。与早期的作品相比，我们研究了对称的混合物（尺寸比为1），并表明聚合物和胶体的反应可以解耦。所采用的实验方案涉及探测不同恒星环境中的线性链动力学。为此，我们研究了具有不同的星质量分数的混合物，这是保持恒定的，而线性链被添加和他们的纠缠平台模量（$G_p$）和终端弛豫时间（$τ_d$）作为其浓度的函数进行测量。两个不同的缩放制度，观察到$G_p$和$τ_d$：在低线性聚合物浓度，观察到一个弱的浓度依赖性，变得更弱的混合物中的恒星的分数增加到星玻璃状制度。另一方面，在较高的线性聚合物浓度，经典的纠缠聚合物缩放恢复。简单的缩放参数表明，两个制度之间的阈值交叉浓度对应的最大渗透星压缩和信号的过渡从局限到散装动力学。这些结果提供了所需的成分来完成软胶体-聚合物混合物的状态图，并在大的聚合物-胶体尺寸比研究其动力学。他们还提供了一种替代方法来探索胶体玻璃化转变和聚合物动力学方面的限制。最后，他们提供了一个新的途径来定制软复合材料的流变性。
2019-02-10 cond-mat.soft
Methanol-water solutions: a bi-percolating liquid mixture
一系列广泛的中子衍射实验和分子动力学模拟表明，甲醇和水的混合物在溶液中表现出扩展的结构，尽管组分在所有比例下都是完全混溶的。特别令人感兴趣的是一个浓度区域（甲醇摩尔分数在0.27和0.54之间），其中{ \em两者}甲醇和水似乎形成单独的、分散的网络。这是许多输运性质和热力学过剩函数达到极值的浓度范围。因此，观察到的溶液的这些材料性质中的几个的浓度依赖性可能具有结构起源。
2004-12-16 cond-mat.soft
Modelling segregation of flowing bidisperse granular mixtures varying simultaneously in size and density
流动的粒状材料由于颗粒尺寸（由渗流驱动）和密度（由浮力驱动）的差异而分离。模拟大/重颗粒和小/轻颗粒的混合物的分离是具有挑战性的，由于两个分离机制的相反效果。使用离散元法（DEM）模拟组合尺寸和密度的分离，我们表明分离速度可以通过线性依赖于局部剪切速率和二次依赖于物质浓度的模型很好地描述。浓度分布预测通过将这种偏析速度模型到一个连续的对流扩散偏析运输模型匹配DEM模拟结果以及广泛的颗粒尺寸和密度比。最令人惊讶的是，DEM模拟和偏析速度模型都表明，偏析方向的范围内的尺寸和密度比取决于当地的物种浓度。这导致了一种方法来确定颗粒尺寸比，密度比和颗粒浓度的组合，对于该组合，双分散混合物将不会分离。
2020-11-18 cond-mat.soft
The twist-bend nematic phase of bent mesogenic dimer CB7CB and its mixtures
扭转-弯曲向列相形成液晶CB 7 CB与原型棒状液晶5 CB的二元混合物表现出具有与纯CB 7 CB所报道的性质类似的性质的扭转-弯曲向列相。混合物看起来均匀，在任何浓度下都没有明显的微米或纳米级偏析。相变温度与浓度的线性关系表明，这些二元混合物接近理想。然而，随着5CB的加入，粘度的降低允许特征性扭曲弯曲条纹纹理松弛成均匀双折射的状态。我们确认存在的纳米级调制的分子取向的混合物中的冷冻断裂透射电子显微镜（FFTEM），进一步证明了它们的扭曲弯曲的性质。我们设计并实现了一种统计方法来定量测量的基态间距的扭曲-弯曲相及其混合物使用FFTEM。5CB的添加通常使测量的基态间距分布向更大的间距偏移。有趣的是，在50wt%浓度的5CB下，间距似乎不连续地增加约10 nm，表明扭转-弯曲相在较高的5CB浓度下经历结构转变。
2015-11-24 cond-mat.soft
Grand-canonical Monte-Carlo simulation of solutions of salt mixtures: theory and implementation
本文提出了一种扩展到模拟混合盐的巨正则蒙特卡罗模拟方法。由于电解质溶液的电中性要求，离子必须成组地添加到系统中或从系统中去除。与常规的Grand Canonical模拟相比，这导致了一些复杂性。本文提出了一种模拟混合盐电解质溶液的配方。然后利用原始离子模型模拟了1：1、2：1和2：2盐或其混合物在不同浓度下的溶液。的电解质溶液的渗透压的计算和线性依赖于模拟的浓度范围内的盐浓度。我们还表明，在相同浓度的二价阴离子，二价阳离子的存在下，更容易插入一价阳离子到系统中。这可以解释在MgCl $_2$盐混合物和MgSO $_4$盐混合物的实验中观察到的一些定量差异。
2017-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Effect of surfactant concentration on the responsiveness of a thermoresponsive copolymer/surfactant mixture with potential application on Smart foams formulations
我们研究了由具有刷型结构的温敏性带负电荷的接枝共聚物（Alg-g-PNIPAAm）和带相反电荷的表面活性剂（DTAB）的混合物在本体中和在空气-溶液界面处形成的体系。我们进行了实验的表面张力，电泳迁移率，动态和静态光散射和原子力显微镜，以表征作为DTAB浓度和温度的函数形成的复合物。我们发现，这些聚合物-表面活性剂复合物能够响应改变它们的大小，无论是在散装和在空气-溶液界面，当T增加到高于线圈-小球转变温度（LSCT）的共聚物。然而，发现热响应依赖于表面活性剂浓度cs：对于cs < 2.8 mM，聚集体的尺寸随着T的增加而减小，但是对于cs >= 2.8 mM，发生相反的行为，即尺寸随着T的增加而增加。在界面处，通过将T增加到LCST以上而对表面张力产生的影响的强度随着cs的增加而连续减小，从而降低了界面复合物响应温度变化的能力。我们研究了用这些混合物配制的水性泡沫的稳定性作为T和cs的函数。我们发现，泡沫的稳定性可以通过改变T调制，但我们观察到，这种效果是依赖于表面活性剂的浓度范围。我们发现聚集体尺寸的变化、表面张力行为和泡沫稳定性对温度变化的响应性之间存在相关性。
2017-07-08 cond-mat.soft
How Glassy Relaxation Slows Down by Increasing Mobility
我们研究如何在混合物中的结构弛豫与强大的动力学不对称性的影响，微观动力学。对快硬球和慢硬球的稠密混合物的布朗和牛顿动力学模拟揭示了一个惊人的趋势逆转。在临界密度以下，增加快颗粒的移动性使系统流化，然而，在该临界密度以上，移动性的相同增加强烈地阻碍了慢颗粒的松弛。临界密度本身并不依赖于动力学不对称性，并且可以与模式耦合理论的玻璃化转变密度相一致。接近临界密度的渐近动力学是普遍的，但在具有额外尺寸不对称性的混合物中，强的前渐近效应占上风。这一观察调和较早的研究结果的强烈依赖于动力学参数的胶体-聚合物混合物的玻璃化转变是由配置空间的性质单独的范例。
2017-09-28 cond-mat.soft
Phase diagram of symmetric binary mixtures at equimolar and non-equimolar concentrations: a systematic investigation
本文考虑等直径球形粒子通过硬核加吸引尾势相互作用的对称二元混合物，势的强度为epsilon_{ij}，i，j= 1，2，使得epsilon_{11} = epsilon_{22} > epsilon_{12} .通过分层参照理论（HRT）研究了体系在所有密度和浓度下的相图，并将其作为不相似相互作用比δ = epsilon_{12} / epsilon_{11}的函数。这些结果与先前在等摩尔浓度下进行的研究结果以及平均场临界线的拓扑结构有关。当Δ在0 <Δ < 1的区间内增加时，我们首先发现在相等物质浓度下的相图显示三临界点的区域，然后发现三临界点和液-汽临界点都存在的区域。我们没有发现任何明确的证据表明，临界端点拓扑结构预测的平均场论作为增量接近1，至少达到增量=0.8，这是最大的值的增量调查。特别关注整个密度-浓度平面中临界加三临界点区域的描述。在这种情况下，相图显示，在一定的温度区间内，共存区域包围着一个均匀的单相流体岛。
2002-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Channel-Facilitated Molecular Transport Across Membranes: Attraction, Repulsion and Asymmetry
利用精确可解的离散随机位点结合模型，从理论上研究了分子跨膜通道的转运。结果表明，分子与通道之间的相互作用势对迁移动力学有很强的影响。孔中存在吸引性结合位点加速了膜外小浓度的颗粒电流，而令人惊讶的是，对于大浓度，排斥性结合位点产生最佳的运输。此外，相互作用势的不对称性也强烈地影响通道输运。这些现象的机制进行了讨论，在结合位点的粒子动力学的细节。
2006-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sound-propagation gap in fluid mixtures
我们讨论了稠密二元硬球混合物的扩展声模的行为。在致密的简单硬球流体中，Enskog理论预测在大波矢处的声音传播中存在间隙。在二元混合物中，间隙仅存在于两种物质之一的低浓度下。在中等浓度下，声音模式总是传播的。这种行为不受两种物质的质量差的影响，但它只取决于包装分数。当填充分数相当并且混合物在结构上类似于金属玻璃时，不存在间隙。
2006-05-03 cond-mat.soft
Demixing of colloid-polymer mixtures in poor solvents
采用密度泛函理论研究了低溶剂质量对胶体和非吸附性聚合物模型混合物流体分层的影响。胶体颗粒被建模为硬球和聚合物线圈作为有效的互穿球，具有硬的相互作用与胶体。该溶剂被建模为一个主溶剂的两组分混合物，被认为是一个背景θ-溶剂的聚合物，和共溶剂的点粒子，从胶体和聚合物中排除。共溶剂排除有利于聚合物的重叠，通过诱导聚合物之间的有效吸引来模拟不良溶剂的效果。对于该模型，推导了基于几何的密度泛函理论，并将其应用于体相流体的相行为。随着共溶剂浓度的增加（恶化溶剂质量），预测的胶体聚合物的双节转移到较低的胶体浓度，促进分层。对于足够差的溶剂，在低胶体浓度下预测重入分层过渡。
2002-04-15 cond-mat.soft
Composition inversion in mixtures of binary colloids and polymer
理解混合物的相行为仍然是一个挑战，即使是对于可能被认为是“简单”的系统。在这里，我们考虑一个非常简单的混合物的两个胶体和一个非吸附性的聚合物物种，它可以被简化，甚至进一步的大小不对称的二元混合物，其中有效的胶体-胶体相互作用取决于聚合物的浓度。我们表明，这个基本系统具有令人惊讶的丰富的相行为。特别是，我们询问这样的系统是否仅具有液-汽相分离（如在单组分胶体-聚合物混合物中），或者另外是否可以发生两个胶体相的液-液分层。粒子分辨实验显示出类似分层的行为，但当与定制的蒙特卡罗模拟相结合时，这被证明是虚幻的，我们发现只有一个单一的液体-蒸汽过渡发生。随着聚合物浓度的增加，小颗粒向液相的逐渐迁移引起组成反转-液相中大颗粒浓度的最大值。临界附近的密度波动被发现是由较大的胶体为主。
2018-01-23 cond-mat.soft
Stratification of mixtures in evaporating liquid films occurs only for a range of volume fractions of the smaller component
我模拟了含有大小胶体颗粒的液膜的干燥过程。Fortini et al. [A. Fortini等人，Phys.Rev.Lett. 116，118301（2016）]用计算机模拟和实验研究了这些膜。他们发现，在干燥结束时，混合物已经分层，在大颗粒的顶部有一层较小的颗粒。我为这个过程建立了一个简单的模型。该模型有两个组成部分：在高密度下阻止颗粒的扩散，以及由于小颗粒的浓度梯度导致的大颗粒的扩散电泳运动。该模型预测，分层只发生在一个范围内的初始浓度较小的胶体物种。在太低或太高的浓度下，由于干燥而产生的浓度梯度不足以将大颗粒推开，因此在顶部仅产生一层小颗粒。在与早期的工作，该模型还预测，大Peclet数干燥需要看到分层。
2018-03-19 cond-mat.soft
Non-equilibrium Casimir-like Forces in Liquid Mixtures
在这封信中，我们考虑一个液体混合物之间的两个热传导壁受到一个固定的温度梯度。在单组分液体中，非平衡波动力仅出现在液体层内部，而在混合物中的非平衡波动在壁上引起Casimir样力。物理原因是温度梯度通过Soret效应引起大的浓度波动。与温度波动不同，非平衡浓度波动也存在于理想导热壁附近。波动引起的Casimir力的大小与Soret系数的平方成正比，并且与混合的热量和体积的浓度依赖性有关。
2015-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Enhanced density fluctuations in water-ethanol mixtures at low ethanol concentrations: Temperature dependent studies
由于在水-乙醇二元混合物中观察到的结构转变显然是由相对较弱的分子间力（如疏水性和氢键）驱动的，这些分子间力通常相互作用形成自组装结构，因此预计聚集特性显示出较强的温度依赖性。我们研究了温度对瞬态乙醇团簇形成的影响，以及由于这种聚类在系统中引起的动态密度异质性。动态不均匀性预计发生在小的长度尺度上，寿命短，预计两者都是温度依赖性的。事实上，这项工作的一个主要发现是结构异质性程度的强烈温度依赖性。随着温度的降低，乙醇分子的静态和动态不均匀性也出现了明显的特征。这是由于形成的瞬态乙醇集群，已知表现出相当小的寿命（几皮秒的顺序）。动态不均匀性的瞬态动力学特征预计会影响发生在亚皮秒时间尺度上的弛豫过程。另一方面，强烈的温度依赖性的微结构的形成可以预期是由于增强的结构顺序刺激在系统中的温度降低。目前的分析揭示了一些有趣的功能，没有事先探讨在这个广泛研究的二元混合物。
2016-05-02 cond-mat.soft
Anomalous selective reflection in cholesteryl oleyl carbonate - nematic 5CB mixtures and effects of their doping by single-walled carbon nanotubes
采用选择反射法、差示扫描量热法和光学显微镜研究了胆甾醇油烯基碳酸酯（COC）和4-戊基-4 '-氰基联苯（5CB）的液晶混合物，以及单壁碳纳米管（NTs）在这些混合物中的分散体.混合物X中COC的相对质量在0.4和1.0之间变化，测量的温度范围在284 K和314 K之间，NTs的浓度固定在0.1%。注意到两个重要的异常：（1）在0.8<X<1的浓度范围内，当COC被非smectogenic 5CB稀释时，顺式到近晶-A的转变温度增加，以及（2）与向列-顺式混合物中通常观察到的行为相反，倒数螺距对5CB浓度的依赖性基本上是线性的。提出了混合物中分子排列的模型，解释了COC分子之间5CB二聚体和单体整合的可能性，并可能解释了实验数据。掺杂NTs后，螺旋混合物的螺距几乎保持不变，并且仅注意到选择性反射峰的轻微加宽。所获得的结果允许考虑COC+5CB混合物作为有前途的基质的复合材料的基础上的液晶和碳纳米管。
2013-03-03 cond-mat.soft
Nematic phase transitions in mixtures of thin and thick colloidal rods
我们提出了第一个实验测量的各向同性和双相的混合物薄，带电半柔性FD病毒，厚，FD-PEG创建共价接枝聚（乙二醇）的FD，杆的表面。FD-PEG是空间稳定的，其相行为与离子强度无关。FD充电。因此，通过改变fd和fd-PEG的混合物的离子强度，仅裸fd棒的有效直径改变，随后将有效直径比（d=D_fd-PEG/D_fd）从3.7改变至1。在溶液中，FD和FD-PEG的二元混合物显示出各向同性的，双相的和向列相共存的浓度增加。我们测量的二元相图的组成，总浓度和离子强度的函数。我们发现了一个较低的临界点，在向列相-非向列相共存的区域，这是以前没有观察到的。这些实验结果解决了文献中关于向列相分离随浓度变化的争论。实验结果定性描述的重新缩放Onsager型理论的二元棒混合物的相行为。
2004-09-15 cond-mat.soft
Cluster Formation and Percolation in Ethanol-Water mixtures
乙醇-水混合物的系统分子动力学研究的结果，在整个浓度范围内，以前报道同意实验X-射线衍射数据。这些模拟系统进行了分析，在这项工作中检查团簇形成和渗流，使用四种不同的氢键定义。渗滤分析表明，每种混合物（即使是含有80摩尔%乙醇的混合物）高于3D渗滤阈值，分形维数，df，在2.6至2.9之间，取决于浓度。单型水团簇形成的混合物中也进行了研究：3D水渗流可以发现在系统中，小于40摩尔%的乙醇，与分形维数之间的2.53和2.84。这些观测结果可以与某些热力学量的实验数据相平行，如过量偏摩尔焓和熵。
2017-09-12 cond-mat.soft
Slow rheological mode in glycerol and glycerol-water mixtures
甘油-水混合物进行了研究，在摩尔浓度范围从$x_\text{gly} = 1$（纯甘油）到$x_\text{gly}=0.3$使用剪切力学光谱。我们观察到一个低频率的模式，在纯甘油，类似于通常报道的单羟基醇。这种模式没有电介质对应物，并随着水浓度的增加而消失。我们建议，甘油分子之间形成的氢键网络是负责所观察到的慢模式，水作为增塑剂的整体动力学和作为润滑剂软化的氢键贡献的宏观粘度的二元体系。
2017-09-25 cond-mat.soft
Enhanced displacement of phase separating liquid mixtures in 2D confined spaces
从多孔膜分离到CO $_{2}$封存，在有限空间中置换液体对于技术过程是重要的。待驱替的液体通常由在驱替液体中具有不同溶解度的多种组分组成。液体中的相分离和化学成分梯度可以影响置换速率。在这项工作中，我们调查的液体组成的影响，在准二维微通道中的液-液相分离同时发生的三元液体混合物的置换过程。我们专注于模型三元混合物，含有1-辛醇，乙醇和水。用水或乙醇水溶液置换这些混合物。由相分离引起的亚相的空间分布和溶液的置换速率受到初始三元溶液组成的影响。随着溶液中初始1-辛醇组成的减少，溶液和驱替液之间的边界从限定界面变为扩散界面。置换速率也随初始1-辛醇组成非线性变化。最慢的位移速率出现在中间的1-辛醇浓度，其中一个稳定的三区配置在边界处形成。在非常低的1-辛醇浓度下，置换速率是快速的，与相分离期间形成的化学浓度梯度驱动的液滴形成和运动相关。从相分离提供的过多的能量可能有助于增强的位移在中间到高的1-辛醇浓度，但不是在低的1-辛醇浓度与增强从诱导流在约束。从这项研究中获得的知识突出了操纵相分离的重要性，以提高大范围的分离过程中的限制质量传输。
2021-02-25 cond-mat.soft
Molecular Description of the Coil-to-Globule Transition of Poly(N-isopropylacrylamide) in Water/Ethanol Mixture at Low Alcohol Concentration
聚（N-异丙基丙烯酰胺），PNIPAM，是一种广泛研究的聚合物，它是具有响应特性的纳米结构软材料的关键组成部分。在升高温度时，PNIPAM聚合物链在~ 305 K下经历可逆的螺旋到球转变，这通过交联结构（例如微凝胶）中的体积相变来反映，这对于许多实际应用是有价值的。添加共溶剂是根据特定目的调节转变温度的简单方法。在这项研究中，我们使用原子分子动力学模拟探索的溶液行为的PNIPAM链在水和乙醇的混合物，作为共溶剂，在低醇浓度。我们的模拟再现了发生的线圈到球的聚合物链在289 K，温度低于在水中测得的，与实验结果完全一致。通过监测PNIPAM-水-乙醇三元体系的结构和动力学性质的温度演化，我们检测到乙醇分子在聚合物界面处的定位，主要是由于异丙基和乙基之间的相互作用。我们观察到，发生的过渡没有释放吸附的乙醇分子，但从周围的PNIPAM疏水部分，有利于乙醇分子的聚集接近聚合物的水分子的损失。我们的研究结果支持了这样的想法，即在混合物的体积和水和乙醇分子之间的竞争在与聚合物的相互作用中的水的化学势降低发挥了驱动作用的过渡。
2019-10-21 cond-mat.soft
Towards understanding the behavior of polyelectrolyte surfactant mixtures at the water vapor interface closer to technologically relevant conditions
针对现有聚电解质-表面活性剂混合物研究浓度远低于商用配方的问题，研究浓缩混合物在水汽界面的吸附行为，发现动力学捕获聚集体影响界面形貌及协同共吸附转变等特征，填补实际应用条件下的认知空白。
2024-01-26 cond-mat.soft
Bubble and droplet motion in binary mixtures: Evaporation-condensation mechanism and Marangoni effect
通过求解线性化的流体动力学方程并辅以适当的表面边界条件，研究了在弱热通量和扩散通量以及重力作用下二元混合物中气泡和液滴的运动。在没有重力的情况下，速度场由界面处的蒸发和冷凝以及由表面张力梯度引起的马兰戈尼效应引起。在纯流体中，后者几乎消失，因为即使在热流中界面温度也趋向于共存温度$T_{\rm cx}(p)$。在二元混合物中，速度场可以通过Marangoni效应大大增强，超过与气泡或液滴的半径$R$成反比的交叉浓度$c^*$。这里对于大的$R$，对于非共沸混合物，$c^*$通常非常小。还计算了温度和浓度偏差。
2009-03-19 cond-mat.soft
Molecular Rotors for In Situ Viscosity Mapping during Evaporation of Confined Fluid Mixtures
本文提出利用荧光寿命成像显微镜和荧光分子转子，原位定量映射受限蒸发液体中的粘度和浓度场，以表征干燥动力学。
2024-02-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Solvation Effects in Near-Critical Binary Mixtures
本文提出了一个研究近临界极性流体二元混合物溶剂化效应的Ginzburg-Landau理论。浓度依赖性的介电常数引起一个壳区域周围的带电粒子内优先发生溶剂化。当接近临界点时，浓度具有代表强临界电致伸缩的长程Ornstein-Zernike尾。如果加入盐，则在临界涨落和离子之间产生强耦合。计算了临界涨落和电荷密度的结构因子，讨论了相变行为。
2004-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Label-free, Spectroscopic Detection of Leaflet Composition Asymmetry in Vesicles
振动和频散射（SFS）已被用来研究亚微米，阴阳离子囊泡在溶液中。囊泡合成从十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十二烷基硫酸钠（SDS）表面活性剂在氘代水的二元混合物，自发组装成热稳定的囊泡。这些囊泡的稳定性归因于内外双层小叶之间的表面活性剂浓度不对称。这种浓度不对称性应该是由SFS观察到的，由于本地反转破缺。在1044 cm处观察到对应于SDS头基的对称硫酸盐拉伸模式的信号，表明小叶的局部结构确实存在不对称性。结果表明，它应该是可能的，以测量脂质体在水溶液中的界面结构和研究原位过程，如糖和蛋白质的结合，这是重要的许多过程中的生物物理化学。
2010-11-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Buoyancy-driven dispersion in confined drying of liquid binary mixtures
本文研究了浮力对蒸发液体混合物（非挥发性溶质$+$溶剂）中溶质传质的影响。在狭缝的一端处的溶剂蒸发引起溶质浓度梯度，这又由于溶质和溶剂的密度之间的差异而驱动自由对流。从完整的模型耦合质量传输和流体力学，我们首先使用一个标准的泰勒式的方法来推导出一个一维的非线性对流-弥散方程描述的溶质浓度过程的稀混合物。然后，我们进行了一个完整的分析，预期的制度，使用缩放分析和渐近解这个方程。通过与完整模型和一维对流-弥散方程的数值分辨率进行比较，证实了这种方法的有效性。我们的研究结果表明，浮力驱动的自由对流总是在长时间尺度上影响溶质的质量输运，分散溶质在一个稳定增加的长度尺度沿狭缝。除了这种受限的干燥配置，我们的工作还提供了一种简单的方法来评估在任何其他涉及浓度梯度的微流体配置中浮力对传质的相关性。
2020-01-14 cond-mat.soft
Structural Transition in the Isotropic Phase of the C$_{12}$EO$_6$/H$_2$O Lyotropic Mixture: A Rheological Investigation
我们研究的结构变化发生在各向同性相的C $_{12}$ =EO $_6$ /H $_2$ O溶致混合物（高达35%的表面活性剂重量浓度）时，增加浓度和温度，从小的个人胶束的缠结网络，随后成为连接。高频（高达$ω= 6 \times 10^4$ rad/s）流变测量使我们能够获得粘弹性弛豫谱，这可以很好地描述了两个麦克斯韦模型与非常不同的温度行为的总和：较慢的一个（$τ_1 \simeq 10^{-4}$ s）可能是由于蠕动，其相关的粘度首先随温度增加（胶束生长），然后在达到最大值后下降（连接的外观）。快速机制（$τ_2 \simeq 10^{-6}$ s）在温度下几乎保持不变，并且可以与在先前的研究中在较高浓度下观察到的局部胶束顺序的弛豫有关。这一解释得到了相关表面活性剂C $_{12}$ EO $_8$（形成较小胶束）水性混合物中的额外测量结果的证实，其中仅检测到与局部有序相关的快速机制。
2015-04-08 cond-mat.soft
Modeling phase behavior for quantifying micro-pervaporation experiments
我们提出了一个理论模型的混合物浓度在微渗透蒸发装置的演变，类似于最近提出的实验。所描述的装置利用水通过薄PDMS膜的渗透蒸发来在长微流体通道内建立溶质浓度分布。我们简化了二元混合物中的这种配置文件的演变为一个一维模型，其中包括两个浓度依赖系数。然后，该模型提供了一个直接访问的实验观察之间的联系，如致密相的宽度或其增长速度，和潜在的化学势和唯象系数。因此，它将是有用的定量的热力学和动力学性质的稀和浓二元混合物。
2008-12-05 cond-mat.soft
Measuring segregation characteristics of industrially relevant granular mixtures: Part I -- A continuum model approach
我们提出了一种方法来估计的偏析参数，$S,$的颗粒流的连续输运模型中的一个关键输入。通过最小化测量浓度曲线和模型预测浓度曲线之间的差异来确定$S$。为了验证该方法的有效性，我们采用离散元方法模拟了准二维有界堆流中的尺寸双分散混合物，结果表明，由浓度分布计算的$S$与直接测量值一致.该方法的精度主要取决于在填充过程中的速度分布，但只有微弱的扩散系数。当速度剖面名义上是展向不变的时，估计的和测量的$S$之间的误差为$10\%$。这种方法的目的是为实际应用（第二部分中所述），所以我们限制表征的速度分布，这可以很容易地通过实验确定，并探讨浓度分布的灵敏度变化的堆的侧壁之间的间隙。
2020-07-10 cond-mat.soft
Periodic structures in binary mixtures enforced by Janus particles
本文用耦合到描述粒子动力学的Langevin方程的Cahn-Hilliard模型研究了Janus粒子存在下二元混合物的相分离。我们表明，相分离过程中逮捕导致意想不到的规则条纹图案的浓度场。基本的图案形成机制已被阐明：在Janus粒子的表面上的双重吸收特性相对于一个二元混合物的两个组件触发在其附近的空间浓度变化。它们导致由二元混合物介导的颗粒之间的有效相互作用。我们的研究结果开辟了一条路线，设计复合材料的纳米级层状形态的图案波长可以通过改变润湿性能的Janus颗粒进行调谐。
2013-10-01 cond-mat.soft nlin.PS
Rheology, Structure and Dynamics of Colloid-Polymer Mixtures: from Liquids to Gels
我们研究了在中间胶体体积分数和不同的聚合物浓度的胶体-聚合物混合物的粘弹性能，从而调整吸引力的相互作用。在聚合物浓度的检查范围内，样品范围从流体到凝胶。已经在液相中的粘弹性质显着改变时，接近凝胶化边界，表明簇和瞬态网络的形成。这是支持的密度波动，通过静态光散射和显微镜观察到的相关长度增加。同时，由动态光散射确定的关联函数完全衰减，表明没有动力学停滞。当聚合物浓度超过凝胶化边界时，流变性质再次发生定性变化，现在它们与胶体凝胶的形成一致。我们的实验结果，即凝胶化边界的位置以及弹性（存储）和粘性（损耗）模量，比较不同的理论模型。这些措施包括考虑逃逸时间以及预测的粘弹性模量的基础上的标度关系和模式耦合理论（MCT）。
2008-12-04 cond-mat.soft
Correlation functions in mixtures with energetically favoured nearest-neighbours of different kind: a size-asymmetric case
通过理论和蒙特卡罗模拟研究了不同直径硬球的二元混合物和不同粒子间的方阱吸引。在我们的介观理论中，考虑了两个组分的体积分数的局部波动。半定量的模拟和理论结果之间的协议，除了从很小的距离。关联函数呈现指数衰减振荡，振荡周期由相互作用势决定，振幅和关联长度均随直径比的增大而显著增大.增加尺寸不对称性也导致在较大粒子的吸引壳层中较小粒子的数量的波动减小。对于小尺寸的不对称性，最强的相关性发生的两个组件的体积分数相当。当粒径比增大时，结构因子的最大值向较大颗粒的体积分数方向移动，当粒径比为4时，结构因子的最大值超出了体积分数的可达范围。我们的研究结果表明，当不同粒子的邻域是积极的青睐，粒子是更均匀的分布比随机分布，即使在相对较高的温度，特别是对于大尺寸的不对称性。
2020-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Osmotic and diffusio-osmotic flow generation at high solute concentration. I. Mechanical approaches
在本文中，我们探讨了各种形式的渗透输运在政权的高溶质浓度。我们考虑了溶质浓度梯度驱动的跨膜渗透和固体界面处的扩散渗透。我们遵循渗透运输的机械观点，这使我们能够深入了解渗透作用下的局部机械平衡。我们特别演示了如何混合物的渗透压的一般表达式，从经典的热力学框架，出现从机械平衡控制溶质梯度下的非平衡运输。由此得到渗透截留系数和扩散渗透迁移率的表达式。这些结果推广现有的稀溶质制度的任意浓度的混合物。
2017-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Temperature dependent dynamics in water-ethanol liquid mixtures
本文测定了含10、20和30mol%乙醇的乙醇-水混合物的氢键热力学和动力学特征，如扩散系数和再取向时间。关于分子之间的成对相互作用能，它被发现，水-水的相互作用变得更强，而乙醇-乙醇的混合物中变得显着弱于相应的纯物质的特征值。对于扩散过程，对于所有浓度，水和乙醇分子的活化势垒变得非常相似。随着乙醇浓度的增加，水和乙醇的重取向运动变慢。混合物中水的特征再取向时间比纯物质中的这些值长得多。另一方面，乙醇的这种变化只是适度的。水的重取向运动（特别是与氢键相互作用有关的运动）变得与混合物中乙醇的重取向运动非常相似。
2018-03-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Phase behaviors of binary mixtures composed of banana-shaped and calamitic mesogens
在这项工作中，五个不同浓度的香蕉形和calamitic化合物的混合物已被制备，随后通过偏光显微镜，差示扫描量热法，和X-射线衍射非取向样品进行了研究。给出了二元体系的相序和分子参数。
2014-11-30 cond-mat.soft
Convective Instability Driven by Diffusiophoresis of Colloids in Binary Liquid Mixtures
本文实验发现二元液体混合物中均匀分散的胶体因扩散泳迁移破坏力学平衡，导致瞬态对流不稳定性，并通过数值分析揭示了其微观机制。
2024-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Calorimetric study of the nematic to smectic-A phase transition in octylcyanobiphenyl-hexane binary mixtures
用高分辨交流量热法研究了液晶辛基氰基联苯（8 CB）和非介晶低分子量溶剂正己烷（hex）二元混合物中连续的顺磁-近晶-A（N-SmA）相变随温度和溶剂浓度的变化。在纯的和六个8 CB +hex样品上重复进行关于N-SmA转变温度的加热和冷却扫描，所述样品具有范围从x_{hex} = 0.02至0.12的己烷摩尔浓度。在该x_{hex}范围内的所有8 CB +hex样品保持宏观混溶，并表现出N-SmA热容峰，其随着x_{hex}增加非单调地向较低温度移动并在形状上演变，具有可再现的滞后。热容的虚部保持为零，直到x^{TCP}_{hex} \simeq 0.07$，在该值以上观察到明显的峰，对应于实焓和虚焓的跳跃。一个简单的幂律分析揭示了一个从0.30到0.50平滑增加的有效指数，振幅比A^{-}/A^{+} \rightarrow 1为x_{hex} \rightarrow x^{TCP}_{hex}。所观察到的这种由溶剂浓度驱动的朝向N-SmA三临界点的交叉与先前的结果一致，并且可以理解为液晶分子间势的减弱促进了增加的N-SmA波动。
2010-07-05 cond-mat.soft
Transient size segregation of binary granular mixtures
本文通过DEM模拟与一维连续介质模型，研究二元颗粒混合物在周期性斜槽中的瞬态粒度偏析，验证基于颗粒力的偏析模型在粒径比1.25时对三种初始构型的预测能力，并指出大粒径比下需考虑速度场演化。
2025-05-10 cond-mat.soft
Depletion interaction between spheres of unequal size and demixing in binary mixtures of colloids
从理论上研究了通过加入小分子聚合物或其他等效的稀释剂来诱导胶体混合物分层的可能性。本文应用推广到短程有效相互作用的平均场论，导出了胶体颗粒二元混合物的相图在Asakura-Oosawa模型的基础上，确定了溶剂中的胶体颗粒（模拟为硬球）作为聚合物浓度的函数。当胶体颗粒的相对尺寸减小时，相图的拓扑结构改变：连接两种纯流体的液体-蒸汽临界点的临界线断裂，并且从较大颗粒的临界点开始的分支弯曲到较高的体积分数，其中浓度波动驱动转变。软胶体-聚合物相互作用的影响也进行了研究：即使存在一个小的排斥尾巴的潜力引起显着降低的稳定性阈值。在这种情况下，只需加入体积分数为百分之几的耗尽剂就可以发生相变。这些结果可能是相关的胶体混合物中的固化动力学最近的实验的解释。
2015-04-29 cond-mat.soft
Super-Arrhenius diffusion in a binary colloidal mixture at low volume fraction: an effect of depletion interaction due to an asymmetric barrier
我们报告的结果，从分子动力学模拟的二元胶体混合物进行外部势垒沿空间方向之一，在低体积分数，ψ = 0.2。外部势垒的不对称性的变化不改变较小颗粒的动力学，显示Arrhenius扩散。然而，较大颗粒的动力学显示出从亚阿克里欧斯到超阿克里欧斯扩散的交叉，在低温和低体积分数下具有外部势的不对称性。超Arrhenius扩散通常在高密度系统中观察到，在高密度系统中，由于密集堆积而存在瞬态笼，例如，过冷液体，堵塞的系统，通过多孔膜的扩散，在细胞环境中的动力学，等。该模型可以应用于研究分子跨细胞膜，纳米，和微通道的传输，其特征在于空间不对称的潜力。
2021-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of Kob-Andersen type binary Lennard-Jones mixtures
二元Kob-Andersen（KA）Lennard-Jones混合物是粘性液体和玻璃化转变计算研究的标准模型。然而，对于非常长的模拟，粘性KA系统通过相分离成形成FCC晶体的纯A颗粒相而结晶。本文给出了由高达50%的小（B）粒子组成的KA型混合物的热力学相图，特别表明在液体密度$1.2$下，标准KA体系的熔化温度为A粒子Lennard-Jones单位的$1.028(3)$。在大的B粒子浓度的系统结晶成CsCl晶体结构。FCC和CsCl结构对应的共晶在B颗粒浓度为26%左右的窄区间内截止，此时双锥斜方${\rm PuBr_3}$结构为结晶稳定相。在其他两个压力下，以及在恒定密度$1.2$，熔化温度随B粒子浓度的变化估计从压力$10.19$使用同构理论的模拟。我们的数据表明近似的身份之间的熔融温度和起始温度低于粘性动力学出现。最后简要讨论了固液界面的性质。
2018-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mesophase behaviour of binary mixtures of bent-core and calamitic compounds
本文研究了棒状液晶与非棒状液晶二元混合物的中间相行为。产毒的4，6-二氯-1，3-亚苯基双[4 '-（10-十一烯-1-基氧基）-1，1'-联苯-4-羧酸酯]（I）为香蕉状组分。作为棒状化合物4 ′-（9-癸烯-1-基氧基）-1，1 ′-联苯-4-羧酸乙酯（II），类似于β-核分子的一个臂，其在宽的温度范围内显示近晶相。共制备了6种不同组成的混合物，并通过偏光显微镜、差示扫描量热法和X射线衍射法对非取向样品进行了研究。在混合物中，非晶相不与近晶A相共存，并且两相的温度范围高度取决于包含化合物的浓度。相对于纯化合物的熔融温度，所有混合物都观察到较低的熔融温度。未预见的发现是诱导的一个单变SmC相的混合物中的最低浓度的非晶核心化合物。半经验量子化学计算也已进行。基于计算的分子构象，以及收集的X-射线衍射数据，提出了一个可能的自组装香蕉形和棒状化合物的模型。
2014-07-30 cond-mat.soft
Regulation of dispersion of carbon nanotubes in a mixture of good and bad solvents
研究了多壁碳纳米管（MWCNTs）在水-环己基吡咯烷酮（CHP）二元混合液中的悬浮液在加热和冷却循环过程中的微观结构和电导率。MWCNT的浓度在0 - 1重量%之间的区间内变化。二元混合物X =[水]/（[CHP]+[水]）中水的含量在0 - 1.0范围内变化。实验数据表明，MWCNT在良好（CHP）和不良（水）溶剂的混合物中的分散质量可以通过调整CHP+水混合物的组成来精细调节。讨论了X对多壁碳纳米管聚集能力的影响。多壁碳纳米管团簇的表面高度曲折，其分形维数df随着X的增加而增加，当X-> 1时接近-> 1.9。结果表明，表面张力不适合用于预测在良、劣溶剂混合体系中的分散能力。的电导率数据证明了一个模糊型的多阈值在调查中的系统中的渗流的存在。这种行为被解释为依赖于多壁碳纳米管浓度的不同的渗滤网络的形成。
2013-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Coupled concentration-charge dynamics in asymmetric 1:1 electrolytes, local transient response and fluctuations
Princeton University（普林斯顿大学）
本研究通过理论与模拟分析，揭示了不对称电解质中浓度与电荷动力学的耦合机制，探讨了电场对电荷传输和波动的影响，为电解质应用提供了新的理论框架。
2026-01-20 cond-mat.soft
How Fluctuations Control Chiral Symmetry Breaking in Reacting Mixtures of Chiral Molecules
University of Augsburg（奥格斯堡大学）
本文探究有限种群涨落对自催化与相互拮抗驱动的手性分子系统的手性态选择、对称性破缺时间及态间切换的影响，推导了手性态选择概率的解析表达式，为理解分子手性的形成与稳定性提供了依据。
2026-10-12 cond-mat.soft
Thermodynamic equilibrium of binary mixtures on curved surfaces
我们研究了曲率对封闭曲面上二维二元混合物自由能景观的整体影响。从一个通用的有效自由能，对称性的考虑和守恒定律的基础上构建的，我们确定了几个模型无关的现象，如曲率依赖的线张力和局部位移的双节浓度。为了揭示出现在有效自由能中的唯象参数的起源，我们进一步在二维伊辛模型的曲空间推广的基础上，构建了非平凡衬底上二元混合物的格子气体模型.这使我们能够将混合物的局部浓度和衬底曲率之间的相互作用分解成四个不同的贡献，因此相图分裂成临界子图。由此产生的自由能景观可以承认，作为稳定的平衡，强烈不均匀的混合相，我们称之为反混合态低于临界温度。我们证实了我们的半分析结果与相场数值模拟现实的弯曲晶格。尽管这项工作的主要动机是最近的实验观察多组分脂质囊泡支持胶体支架，我们的研究结果适用于任何二元混合物限制在封闭的表面上的任意几何形状。
2019-06-08 cond-mat.soft
