Nonlocal and nonlinear electrostatics of a dipolar Coulomb fluid
我们研究了由有限范围的偶极溶剂分子组成的模型库仑流体，该模型推广了Coalson和Duncan（J. Phys. Chem 100，2612（1996））和Abrashkin等人（Phys. Rev. Lett. 99，077801（2007））。我们制定了一个非局部Poisson-Boltzmann方程（NLPB），并研究了线性和非线性介电响应在这个模型的情况下，一个单一的平面几何形状。我们的研究结果揭示了材料静电连续模型中非局域效应与非线性效应的相关性。
2014-05-02 cond-mat.soft
The nature of the phase transition in dipolar fluids
准二维（2D）偶极流体在低和中等密度的Monte Carlo计算机模拟表明，流体的结构是很好地描述了一个理想的混合物的自组装集群。对团簇的拓扑结构、它们的内能和它们的尺寸（或质量）分布的详细分析进一步表明，该系统经历了从稀相到凝聚相的相变，稀相的特征在于许多不连续的团簇，凝聚相的特征在于网络或跨越（宏观）团簇，其包括系统中的大多数粒子。
2005-05-02 cond-mat.soft
Dipolar Capillary Interactions between Tilted Ellipsoidal Particles Adsorbed at Fluid-Fluid Interfaces
毛细管相互作用已经成为一种工具，用于定向组装吸附在流体-流体界面的颗粒，并在控制乳液和泡沫的机械性能中发挥作用。在本文中，继Davies等人[Advanced Materials，26，6715（2014）]对通过偶极毛细管相互作用相互作用的界面处的椭圆形颗粒的组装的研究之后，我们数值地研究了当它们的纵横比、倾斜角、键角和分离变化时吸附在流体-流体界面处的倾斜椭圆形颗粒之间的相互作用。高分辨率的表面进化模拟的椭球体粒子对接触揭示了一个亚稳态尖端尖端配置和一个稳定的侧边配置之间的能量障碍。侧-侧构型是我们研究的所有参数的全局能量最小值。晶格玻尔兹曼模拟集群的12个椭球粒子显示新颖的高度对称的花状和环状的安排。
2015-07-22 cond-mat.soft
Crystal structures and freezing of dipolar fluids
我们研究了在T=0时具有嵌入点偶极子的球形粒子的经典系统的晶体结构。铁电基态能量的计算使用推广的埃瓦尔德求和技术。由于与非极性情况相比对称性降低，晶体从来不是严格的立方体。对于Stockmayer（即，Lennard-Jones加偶极）相互作用在增加偶极矩时发现了三个相：六方、体心正交和体心四方。一个更丰富的相图出现的偶极软球与一个纯粹的排斥逆幂律势$\sim r^{-n}$。在指数$n=12$附近发生定性不同的相位序列之间的交叉。结果适用于电流变液和磁流变液。除了精确的基态分析，我们研究了冻结的Stockmayer流体的密度泛函理论。
2000-10-21 cond-mat.soft
Dipolar depletion effect on the differential capacitance of carbon based materials
与水溶剂接触的碳基材料的电容数据的显著低的实验值需要从微观理论解释，以优化这些材料的效率。我们表明，这个实验结果可以解释的静电势，这反过来又导致从图像偶极相互作用驱动的界面溶剂耗尽效应的介电屏蔽不足。我们证明了这一点，从微观系统的哈密顿非平均场偶极Poisson-Boltzmann方程。这可以解释溶剂分子与它们的静电图像的相互作用，所述静电图像由溶剂介质和衬底之间的介电不连续性产生。扩展偶极Poisson-Boltzmann方程的差分电容的预测与实验数据进行了比较，发现没有任何拟合参数的良好协议。
2012-03-10 cond-mat.soft
Active string fluids and gels formed by dipolar active Brownian particles in 3D
通过3D布朗动力学模拟，研究了自驱动与偶极相互作用对动态自组装的影响，发现活性力调控下系统可形成活性链流体或凝胶，并伴随扩散增强与拓扑结构转变。
2024-04-26 cond-mat.soft
Dipolar Self-Interactions Drive Polymer Chain Collapse
本研究发现两端约束的介电聚合物链在强电场下会因非局域偶极相互作用和单体各向异性极化发生急剧塌缩，该现象对电场方向和链拉伸敏感，为驱动传感及介电聚合物失稳、电击穿研究提供新方向。
2025-09-02 cond-mat.soft
Dipolar correlations in structured solvents under nanoconfinement
我们研究了局限于纳米级系统的结构溶剂中的静电相关性。本文导出了有限尺寸偶极子组成的模型液体的Netz-Orland型变分方程。在狭缝纳米孔几何形状中，对稀释溶剂和生理浓度下的溶剂求解这些方程。相关效应是非常重要的介电降低和各向异性的溶剂从偶极图像相互作用，也导致降低低介电体之间的范德华吸引力。最后，通过与其他最近发展的自洽理论和实验的比较，我们仔细研究了溶剂-膜相互作用对与低介电基板接触的带电液体的微分电容的影响。由溶剂-图像相互作用驱动的界面溶剂耗尽在所观察到的实验电容数据的低值中起主要作用，而与溶剂分子的扩展电荷结构相关的非局部性仅带来较小的贡献。
2014-05-26 cond-mat.soft
Dipolar Poisson-Boltzmann Approach to Ionic Solutions: A Mean Field and Loop Expansion Analysis
我们研究了离子水溶液介电响应随离子强度的变化。盐对介电常数的影响是通过离子与偶极水分子之间的耦合来实现的。在平均场水平上，我们考虑了粒子的任何内部电荷分布。偶极自由度被添加到离子自由度，并导致泊松-玻尔兹曼（PB）方程的推广，称为偶极PB（DPB）。通过研究定点离子周围的DPB方程，得到了介电常数的封闭式公式。我们使用表征离子周围偶极子的水合壳的“水合长度”来表达介电常数，从而表达介电衰减的强度。DPB方程，然后检查三个额外的情况下：溶剂的混合物，极化介质和离子的有限大小。采用场论方法，我们扩大吉布斯自由能的一阶环展开和计算自洽的介电常数。对于纯水，偶极波动代表了一个重要的修正的平均场值和良好的协议与水的介电常数。对于离子溶液，我们预测分析依赖于离子强度在一个非线性的方式介电衰减。我们的预测很好地适合了大范围的浓度不同的盐，只使用一个适合的参数有关的离子和偶极子的大小。在低盐度下，介电常数与盐浓度呈线性关系，当离子强度大于1 μ M时，介电常数与盐浓度的线性关系有明显的偏离，这与实验结果一致。
2013-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Dielectric anisotropy in polar solvents under external fields
研究了外场作用下极性液体的介电饱和和介电增量。我们耦合到一个均匀的电场的偶极溶剂模型，并推导出相互作用的偶极子的静电内核。这个过程允许一个明确的定义，体现非线性介电响应和相关effects.We发现，外场的存在下，在介电各向异性的两个组件的介电常数张量的特点。电场的增加放大了平行于场方向的介电常数分量，即沿着场观察到介电增量。然而，垂直分量低于生理介电常数，表明垂直于场的介电饱和。通过与文献中的分子动力学模拟的比较，我们发现平均场水平介电响应理论低估了介电饱和。在弱耦合水平的偶极相关的列入加强平均场水平的介电饱和，并改善与模拟数据在弱电场的协议。相关校正理论预测，以及存在一个亚稳态配置对应的反平行排列的偶极子与字段。这一预测可以通过溶剂显式模拟来验证，其中溶剂分子预期被瞬态捕获在该亚稳态中。
2015-07-23 cond-mat.soft
Model Energy Landscapes of Low-Temperature Fluids: Dipolar Hard Spheres
基于偶极硬球流体的热力学，建立了低温流体非高斯能量场的解析模型。通过蒙特卡罗模拟得到了从高温到理想玻璃化转变点的整个激发曲线。偶极硬球的流体在达到理想玻璃化转变点时失去稳定性，通过一级转变成局部以体心四元有序排列的偶极链的柱状液相。
2007-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Low temperature dipolar echo in amorphous dielectrics: Significance of relaxation and decoherence free two level systems
本文研究了低温下非晶态固体介电回波的性质。结果表明，在长延迟时间的回波幅度是由一个小的子集的两个能级系统（TLS）具有可以忽略不计的松弛和退相干，因为它们的弱耦合到声子。然后，回波衰减可以近似地通过幂律时间依赖性来描述，其中在比典型的TLS弛豫时间更长和更短的时间具有不同的功率。该理论被应用到最近的测量硼硅酸盐玻璃BK 7中的两个和三个脉冲偶极回波，并提供了一个完美的数据拟合在较宽的时间和温度范围内的假设下，存在两个TLS弛豫机制，由于TLS声子和TLS相互作用。这种解释与以前的实验和理论研究是一致的。进一步的实验验证理论预测的建议。
2012-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Global phase diagrams of binary dipolar fluid mixtures
我们应用改进的平均场密度泛函理论来确定Stockmayer流体的二元混合物的相行为，其球形组分根据嵌入点状偶极矩的Lennard-Jones（LJ）对势相互作用。在系统的数值计算的基础上，我们在温度、压力和两组分化学电势差的三维热力学空间中构建了这些体系的全局相图。研究了汽-液、各向同性液体-各向同性液体、各向同性液体-铁磁液体和铁磁液体-铁磁液体的一级相分离。用朗道理论计算了二阶各向同性流体-铁磁流体相变的轨迹。液-汽和液-液临界线，三临界线，三线，和线的临界终点的二元Stockmayer混合物也确定。我们讨论了如何改变的两个物种的两个偶极矩的强度以及它们的大小时的相图的拓扑结构的变化。
2005-02-17 cond-mat.soft
Statistical theory of fluids with a complex electric structure: Application to solutions of soft-core dipolar particles
基于热力学微扰理论（TPT）和无规相近似（RPA），我们提出了一个电中性软分子溶液的统计理论，每个软分子都被模拟成一组通过库仑势和任意软核势相互作用的位点.作为我们的形式主义的应用，我们制定了一个一般的统计理论的解决方案的软核偶极粒子。对于后者，我们得到了一个新的解析关系的屏蔽功能。作为一种特殊情况，我们应用这一理论，通过排斥高斯势-高斯核偶极模型（GCDM）来描述偶极粒子相互作用和静电势的溶液的相行为。利用得到的GCDM总自由能的解析表达式，我们得到了具有上临界点的液-液相分离。所发展的形式体系可作为粗粒度描述大分子溶液热力学性质的一般框架，如蛋白质、甜菜碱、多肽等。
2019-03-10 cond-mat.soft
Fluids of spherical molecules with dipolar-like nonuniform adhesion. An analytically solvable anisotropic model
我们认为巴克斯特的模型的各向异性版本的“粘性硬球”，其中一个不均匀的粘附力是通过添加，各向同性的表面吸引力，适当的“偶极粘性”校正（正或负，取决于分子的相互取向）。由此产生的不均匀的粘附力不断变化，在这样一种方式中，在每个分子中，一个半球比另一个半球更“粘”。我们通过扩展形式主义[M. S. Wertheim，J. Chem. Phys. \textbf{55}，4281（1971）]设计用于偶极硬球。不同于Wertheim的解决方案，它是指“平均球近似”，我们采用了\textit{Percus-Yevick closure with orientational linearization}，这是预期更可靠。我们得到了取向依赖的对关联函数$g(1,2) $的解析表达式。参数$K$只有一个方程需要数值求解。我们还提供了非常精确的表达式，再现$K$以及所需的Baxter因子关联函数的一些参数，$Λ_{1}$和$Λ_{2}$，相对误差小于1%。我们给出了一个物理解释的各向异性的粘附力对$g(1,2) $的影响。该模型可能是有用的理解在一个统一的图片复杂的流体结构有序。
2008-07-02 cond-mat.soft
Dynamic dielectric response of electrorheological fluids in drag flow
从动态介电响应的角度确定了稀电流变液在拖曳流中的响应时间。在动力学速率方程的基础上，推导出了一个新的公式来近似的实验随时间变化的介电常数的微观结构的时间演化过程中。将介电响应时间与从随时间变化的剪切应力中提取的标准流变响应时间进行比较，得到了很好的一致性。我们发现介电方法对于检测链形成过程中的任何瞬态更敏感。根据Clausius-Mossotti方程推导出的公式，估算了对应于平衡微结构的介电常数的实验饱和值。
2015-12-17 cond-mat.soft
Tunable Dipolar Capillary Deformations for Magnetic Janus Particles at Fluid-Fluid Interfaces
近年来，Janus粒子作为复杂材料的构建块引起了人们的极大兴趣。此外，毛细管相互作用已被确定为用于在流体-流体界面处定向自组装颗粒的有前途的工具。在本文中，我们开发的理论模型描述的行为的磁性Janus粒子吸附在流体-流体界面与外部磁场相互作用。使用数值模拟，我们测试模型的预测，并表明，磁性Janus粒子变形的偶极方式的接口。我们建议如何利用所产生的偶极毛细管相互作用，以组装粒子在流体-流体界面，并进一步证明，这些相互作用的强度可以通过改变外部场强进行调整，开辟了创造新的，可重构材料的可能性。
2015-03-12 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Local orientational ordering in fluids of spherical molecules with dipolar-like anisotropic adhesion
我们讨论了一些有趣的物理特性，源于我们以前的分析研究的一个简单的模型，除了通常的各向同性巴克斯特潜在的粘性球的偶极类相互作用的非常短的范围内的流体。虽然各向同性的部分被发现统治的全球结构和流体的热平衡特性，较弱的各向异性的部分引起一个有趣的近球形凝聚集群，包含短部分的链具有鼻子到尾巴的平行排列，运行反平行于相邻的类似的链的短程局部排序。
2009-12-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrowetting on dielectrics on lubricating fluid based slippery surfaces with negligible hysteresis
本文报道了用一薄层润滑液在硅基片上进行低电压电润湿以减小接触角滞后。在光滑且均匀的固体表面上，极难将接触角滞后（前进和后退液滴体积循环之间的接触角差）和电润湿滞后（前进和后退电压循环之间的接触角差）减小到10°以下。另一方面，粗糙表面上的电润湿滞后可能相对较大（>30°），因此它们对于大多数流体装置没有用处。在本报告中，我们证明了在固体电介质表面上使用薄的电介质润滑流体层导致光滑和粗糙表面上的接触角滞后以及电润湿滞后（< 2°）的急剧减小。随后拟合的Lippmann-Young电润湿方程的实验数据表明，介电润滑液层只负责平稳移动的三相接触线的液滴，并不影响系统的有效比电容。
2015-07-09 cond-mat.soft
A Thermodynamic Model of Electric-Field-Induced Pattern Formation in Binary Dielectric Fluids
利用粗粒自由能泛函研究了二元介质流体层中的电场诱导相变和斑图形成。自由能的静电部分是介电函数的非线性泛函，而介电函数又取决于局部胶体浓度。我们确定的相共存曲线，并发现超过一个临界电场的系统相分离。伴随着相分离的模式类似于在一个普通的二元流体的亚稳分解中观察到的。通过积分一个Cahn-Hilliard型方程，分析和数值地讨论了相位分离模式的时间演化。
2002-11-21 cond-mat.soft
Kinetic Theory for the Shear Viscosity of Dense Binary Dipolar Fluid Mixtures
Department of Mechanical and Industrial Engineering, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学机械与工业工程系）；Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学高等研究所）
研究致密二元偶极流体混合物剪切粘度，基于恩斯科格 - 索恩理论等构建动力学理论，推导对关联表达式，通过与分子动力学模拟结果比较，其表达式在一定堆积分数下捕捉到二元偶极流体相关行为且无需混合物拟合参数。
2026-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dipolar response of hydrated proteins
本文提出了一种分析理论和数值模拟的偶极响应的水合蛋白质。溶剂化蛋白质的有效介电常数，代表平均偶极矩诱导的蛋白质由一个均匀的外部场，显示了显着的变化之间的蛋白质研究的数值模拟。它从泛素的0.5变化到细胞色素c的640。前一个值意味着泛素的负偶极极化率，即介电偶极响应和负介电泳。这意味着携带~240 D的平均偶极的蛋白质预期从较强电场的区域排斥。这种结果是蛋白质和水偶极子之间的负交叉相关的结果，补偿了蛋白质偶极子在整体偶极磁化率中的正方差。这一现象可以用水化壳层对蛋白质电偶极的过屏蔽来表征。与中性泛素相反，这里研究的带电蛋白质显示顺电偶极反应和正介电泳。蛋白质-水偶极互相关是长程的，从蛋白质表面延伸到本体中约2nm。数值模拟的分析表明，蛋白质-水界面的极化强烈影响的蛋白质表面电荷的分布。当蛋白质偶极的响应变得动态地停滞时，蛋白质偶极响应的该组分对于高于蛋白质德拜峰的高频率变得重要。在模拟中发现的界面响应表明，与溶剂的介电常数相比，溶液的高频介电常数的正增量的可能性，以支持所观察到的蛋白质溶液的太赫兹吸光度。
2011-08-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Bulk and Surface Properties of Dipolar Fluids
基于密度泛函理论，我们分析了偶极流体的全相图，长程取向有序的出现，以及偶极流体的结构性质。作为一个模型系统，我们考虑的Stockmayer流体，由球形粒子通过Lennard-Jones势加上偶极力相互作用。对于足够强的偶极矩，人们发现一个区域，其中具有长程取向顺序的流体相是稳定的。对于所有的样品形状，除了一个长细针，这个阶段表现出空间不均匀的磁化，这取决于实际的形状。我们确定的磁化结构在一个立方样品中的存在和存在的外部磁场的细节。一个获得的涡旋状结构与逃逸的磁化到轴方向附近的涡旋轴和两个点缺陷的磁化的绝对值被强烈地减少。如果颗粒的球形核被细长或扁球形所取代，则由于各向异性的空间相互作用，也可能出现没有自发磁化的非晶相。我们研究了偶极硬椭球流体中这种有序性与铁磁性的相互作用。取向顺序局部出现在各向同性的流体相附近的液-气界面的Stockmayer流体。密度泛函理论使我们能够确定密度和取向的顺序配置文件，以及该接口的表面张力。
1998-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Paraelectric and ferroelectric order in two-state dipolar fluids
利用蒙特卡罗模拟研究了在激发态具有非零偶极的二态粒子在流体中合作产生极性态。随着温度的降低，这样的系统经历从非极性到极性顺电相的二级转变。过渡是伴随着一个介电异常的极化磁化率增加了三个数量级。顺电相之后形成向列型铁电体，其通过一级转变进一步冻结成面心立方铁电晶体。讨论了相变的平均场模型。
2005-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo Simulations of the two-dimensional dipolar fluid
本文用蒙特卡罗模拟方法研究了偶极硬盘中的二维流体在周期边界条件下的正方形和球面上的流动。理论的介电常数和流体相的平衡对关联函数的渐近行为推导出这两种几何形状。在建立了这两种方法的等价性之后，我们研究了正则系综中液相的稳定性。我们给出的证据相的生活聚合物在低温下，并提供了一个暂定的相图。
2015-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Self-assembly of Dipolar Crystals from Magnetic Colloids
本研究利用Stockmayer模型和分子动力学模拟设计冷却方案，揭示了磁性胶体在不同偶极矩下通过自发转变形成FCC或BCO晶体的机制，为磁响应胶体晶体的制备提供了新见解。
2025-06-27 cond-mat.soft
Non-monotonous shear rate dependence of dielectric relaxation frequency of a nematic liquid crystal revealed by rheo-dielectric spectroscopy
本文利用流变-介电谱研究向列相液晶在稳态剪切下的介电弛豫，发现介电弛豫频率随剪切率呈非单调变化，揭示了流体动力与介电扭矩竞争导致的集体偶极弛豫机制。
2024-02-19 cond-mat.soft
Nonlinear alternating current responses of dipolar fluids
偶极流体在非极性流体中的非线性介电增量的测量通常采用稳态弛豫法，该方法使用两个电场：引起介电非线性的高强度静态直流（DC）场和低强度高频探测交流（AC）场。当非线性复合材料经受正弦电场时，复合材料中的电响应通常将由高次谐波频率的AC场组成。基于Froehlich模型，我们提出了一个理论来研究含有可极化单体和二聚体的偶极流体的非线性交流响应。在单体的情况下，我们的理论再现了已知的结果。我们得到的基本，二阶和三阶谐波的Froehlich场进行微扰展开。虽然所考虑的系统仅具有立方非线性，但偶次谐波是由交流场和直流场之间的耦合引起的。Froehlich场的谐波会受到偶极流体的场频率、温度、色散强度和特征频率以及非极性流体的介电常数的影响。结果与最近的实验观测结果一致。
2004-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions and ordering of confined dipolar fluids
本文应用改进的平均场密度泛函理论研究了具有相同基底势的两壁狭缝孔中Stockmayer流体的相行为。基于Carnahan-Starling状态方程，采用基本测度理论来考虑短程硬球关联的影响，而长程关联对流体相互作用势的贡献则作微扰处理。研究了液-汽、铁磁液-汽和铁磁液-各向同性液的一级相分离。研究了各向异性非均匀铁磁液相的局域取向结构。我们讨论了如何改变孔隙宽度的相图移动和扭曲。
2008-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polar Liquids at Charged Interfaces: A Dipolar Shell Theory
极性液体和电解质溶液（如水和含水电解质）在界面处的结构是物理学、化学、生物学和工程学中许多现象的基础。在这项工作中，我们开发了一个连续介质理论，捕捉极性液体在带电界面，包括电荷和质量的振荡，从溶剂的分子性质开始的介电屏蔽的基本特征。该理论预测了以前在分子动力学模拟中研究的界面极性液体的各向异性介电张量。我们探讨了电极/电解质界面的电容和两个平面平行的极化表面之间的水合力的界面极性液体的性质的影响。在线性响应近似下，我们得到了界面处分子和离子分布的特征衰减长度的简单公式。
2022-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of dipolar moments in domain sizes of lipid bilayers and monolayers
脂质结构域存在于多组分双层膜和单组分单层膜等系统中的空气-水界面处。Andelman等人（Comptes Rendus 301，675（1985））和McConnell等人（Phys. Chem. { \bf 91}，6417（1987））表明，在单层中，结构域的大小是由于平衡线张力而产生的，线张力有利于形成大的单个圆形结构域，而线张力与组装脂质的偶极距的静电代价相反。本文给出了由三个不同介电常数和德拜长度的平板组成的不同问题的电势、离子分布和静电自由能的精确解析表达式。从这些解决方案中，我们扩展计算的域大小的单层，包括有限的离子强度，介电不连续性（或图像电荷）和偶极子的极化率的影响，并进一步推广计算占域的脂质双层。在单分子膜中，畴的大小取决于不同的介电常数，但与离子强度无关。在不对称双层中，其中内部和外部小叶具有不同的偶极密度，域显示出与离子强度的强烈的尺寸依赖性，随着离子强度的增加，分子大小的域生长到宏观相分离。我们讨论的实验结果的影响，并简要地考虑他们的关系，如维格纳晶体或异质外延生长的其他二维系统。
2006-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
A new dipolar potential for numerical simulations of polar fluids on the $4\mathrm{D}$ hypersphere
本文提出了一种新的三维极性流体Monte Carlo或分子动力学数值模拟方法。模拟单元被定义为四维（超）球体的北半球表面。点偶极子被约束为保持与球体相切，它们的相互作用来自于这种几何形状中的静电学基本定律。偶极-偶极势有两个奇点，对应于以下边界条件：当一个偶极在赤道的某点离开北半球时，它会在具有相同偶极矩的对跖点重新出现。我们推导出了在实际数值模拟中获得极性液体在热平衡时的热力学和结构性质所需的所有形式表达式。我们特别建立了流体的静态介电常数的表达式，以及在大的距离对相关的行为。我们报告和讨论了广泛的数值蒙特卡罗模拟的结果的两个参考状态的偶极硬球流体和比较这些结果与以前的方法，特别强调有限尺寸的影响。
2014-07-29 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
Thermodynamic Limit for Dipolar Media
我们证明存在的形状和边界条件独立的热力学极限的流体和固体的相同粒子的电或磁的偶极矩。我们的结果适用于流体的硬核颗粒，偶极软球和Stockmayer流体，无序固体复合材料，并定期晶格。除了它们的永久偶极矩外，粒子还可以进一步相互纠缠。经典和量子模型的治疗。形状独立性取决于自由能的减少完成的域的形成，所以我们的证明只适用于零应用领域的情况下。热力学极限的存在意味着在自发磁化的液体和无序的固体类似于结晶固体中的域形成的纹理形成。
2000-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlocal statistical field theory of dipolar particles forming chain-like clusters
我们提出了一个非局域统计场论的稀释溶液的偶极粒子，能够形成链状集群按照“头到尾”的机制。正如我们以前的研究[Yu. A. Budkov 2018物理学杂志：康登斯Matter 30 344001]，我们将偶极粒子建模为由带相反电荷的点状基团组成的二聚体，由波动距离分开。对于偶极粒子带电基团之间距离的Yukawa型分布函数的特殊情况，我们在随机相近似下获得了溶液静电自由能的解析表达式。结果表明，缔合常数的增大导致溶液静电自由能的绝对值减小，阻止了溶液的相分离，这与计算机模拟和理论计算结果一致.我们得到了一个非线性积分-微分方程的自洽场电位所产生的固定的外部电荷在溶液介质中，考虑到偶极粒子的协会。作为一个结果，推导出的自洽场方程，在政权的弱静电相互作用，我们得到了一个解析表达式的点样测试离子的静电势，所包围的链状集群的偶极粒子。我们表明，在平均场近似的协会不改变的体积介电常数的解决方案，但增加了溶剂化半径的点状电荷，相对于非关联偶极粒子的理论。
2019-03-24 cond-mat.soft
Dynamics of a dielectric droplet suspended in a magnetic fluid in electric and magnetic fields
对悬浮在磁流体中的介电液体微滴在电场和磁场作用下的行为进行了实验研究。随着电场的增大，液滴变形为扁椭球、圆环和弯曲圆环。随着电场的进一步增加，液滴的爆裂也被揭示出来。观察和研究了变形液滴的电旋转现象。研究了外加磁场对液滴动力学的影响。液滴动力学的主要特点进行了解释和理论研究。
2012-03-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Johari-Goldstein relaxation in glass-electrets
我们研究了两种偶极玻璃形成材料在玻璃驻极体状态下的介电响应。这种不寻常的极性玻璃态的物质产生时，偶极液体是过冷的影响下，高直流电场，这导致部分取向秩序的分子携带的偶极矩。通过使用低场介电谱的制备的玻璃驻极体的调查揭示了一个明确的修改其介电响应的制度的Johari-Goldstein β-松弛，指向一个小的，但显着增加其松弛强度相比，正常的玻璃。我们讨论了这一发现的影响仍然有争议的微观解释的Johari-Goldstein松弛，玻璃质的固有属性。
2019-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Quantum fluids of self-assembled chains of polar molecules
我们研究极性分子在一堆强约束的煎饼陷阱。当偶极矩指向垂直于陷阱的平面并且足够强时，系统是稳定的，不会崩溃，但是不同层中的分子之间的吸引力相互作用导致形成分子的延伸链，类似于经典流变电流体和磁流体中的链现象。我们分析了偶极链量子液体的性质，并表明只有最长的链进行玻色-爱因斯坦凝聚与一个强烈降低的凝聚温度。讨论了研究偶极分子链的几种实验方法。
2006-11-06 cond-mat.other cond-mat.soft physics.atm-clus
Voltage-Induced Buckling of Dielectric Films using Fluid Electrodes
对微流体通道内不同流动的精确和可集成控制对于进一步开发芯片实验室和完全集成的自适应结构至关重要。在这里，我们介绍了一个灵活的微致动器，在一个高的变形率，并改变下游的流体流动。微致动器由一个封闭的，薄的，介电膜，当暴露于通过导电流体电极提供的电压时，介电膜进入微流体通道。我们估计的临界屈曲电压，并表征屈曲形状的致动器。最后，我们研究了频率，流量和压差对屈曲结构和流体流动的影响。这些结果表明，使用流体电极的嵌入式微结构的电压诱导屈曲提供了一种用于高速衰减微流体流的手段。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electro-Optic Effects in Colloidal Dispersion of Metal Nano-Rods in Dielectric Fluid
在现代变换光学中，人们探索具有在空间和时间上从点到点变化的特性的超材料，适用于诸如“光学隐形衣”和“光学黑洞“之类的设备中的应用。我们提出了一种方法来构建空间变化和可切换的超材料，是基于胶体分散的金属纳米棒（NR）在介电流体中，其中介电泳力，起源于电场梯度，创建空间变化的配置对齐NR。电场控制NR的取向和浓度，从而调制介质的光学性质。使用分散在甲苯中的金（Au）NR，我们证明了电诱导的折射率变化的顺序为0.1。
2011-02-21 cond-mat.soft physics.optics
Cavity Field in Molecular Liquids. When a Polar Liquid Becomes a Dielectric?
我们提出了一个分析理论和模拟的结果，在一个偶极液体放置在一个均匀的外部电场的空腔内的字段。分析理论表明，连续静电的极限是通过一个奇异的微观响应函数负责一个非衰减的纵向极化波。微观空腔中的场与宏观预测有很大的不同，并且低极性空穴被预测具有不同于麦克斯韦方程组的解的连续极限。计算机蒙特卡罗模拟从未达到标准的连续极限，而是随着腔尺寸的增加而收敛到新的连续解。
2007-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static dielectric properties of dense ionic fluids
致密离子流体的静态介电性质，例如，室温离子液体（RTIL）和无机熔盐在不同的长度尺度上进行了巨正则蒙特卡罗模拟研究。一个普遍适用的计划，它允许一个近似地分解成取向和扭曲极化贡献的致密离子流体的电极化率。结果表明，在长距离的著名的等离子体般的完美的屏蔽行为发生，这对应于一个发散的畸变磁化率，而在短距离取向极化占主导地位，这与附着的阳离子-阴离子对的偶极流体相一致。这一观察结果表明，最近争论的解释RTIL稀释电解质溶液可能不是一个简单的是-否的问题，但它可能取决于考虑的长度尺度。
2015-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Structure and dielectric properties of polar fluids with extended dipoles: results from numerical simulations
通过考虑物理上更相关的情况下，由两个相反的电荷$\pm q$分开的距离$d$（偶极矩$μ=q d$）形成的扩展偶极子的极性流体的球形分子的点偶极模型的强度和短周期说明。广泛的分子动力学模拟的高密度偶极流体被用来分析的依赖关系的对结构，介电常数$\eps$和动力学的比例$d/σ$（$\sig$是分子直径）的函数，对于一个固定的偶极矩$μ$。点偶极模型与扩展偶极模型在$d/\sig \simeq 0.3$范围内都能很好地吻合。超过该比值，$\eps$显示出与$d/\sig$的非平凡变化。当$d/\sig>0.6$时，观察到向六方柱状相的转变;发现相应的偶极矩值$μ^2/\sig^3 k T=3$基本上低于驱动类似转变所需的点偶极子的值。
2003-11-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dielectric response of the water hydration shell of an ion: a field theory approach
这项工作的目标是提出一个简单的连续模型，捕捉水的介电特性在纳米尺度。我们写一个静电能量作为一个功能的极化场包含一个长期的$P^4$和非本地高斯条款。这样的哈密顿量可以再现水的两个关键性质：在强静电场存在下水的极化响应的饱和度和溶剂分子的纳米偶极相关性，从而改变长程范德华相互作用。该模型探讨了两个基本方面，必须包括在隐式模型的电解质在纳米尺度的静电相互作用的相关描述。
2019-04-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Ground state of a polydisperse electrorheological solid: Beyond the dipole approximation
基于我们最近提出的偶极诱导偶极（DID）模型，研究了电流变（ER）流体的基态。我们得到了具有相同或不同介电常数的粒子链之间相互作用的解析表达式。在较宽的介电对比范围内，研究了介电常数对单分散和多分散电流变液结构形成的影响。结果表明，在单分散电流变液中，由于介电常数的多分散性，已经建立的体心四电子基态可能变得不稳定。虽然我们的结果与完全多极理论一致，DID模型要简单得多，这为多分散电流变液的计算机模拟提供了基础。
2002-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cavitation nanopore in the dielectric fluid in the inhomogeneous, pulsed electric fields
讨论了在非均匀电场中，液体介质在有质动力电致伸缩力作用下纳米孔的产生和发展。它示出的电场的梯度在附近的破裂（空化纳米孔）大幅增加，并确定是否破裂增长或崩溃。液体（纳米孔）中的空化破裂倾向于沿着原始场的线拉伸。提出了与纳米孔的极点附近的二次破裂的产生相关联的击穿的机制。提出了纳米孔在水和油（分别为极性和非极性液体）中的延伸时间的估计。一个新的机制，纳米和亚纳秒击穿绝缘（Transformer）油，可以实现在附近的水微滴在现代纳秒高压设备被认为是
2014-12-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The vapor-liquid interface potential of (multi)polar fluids and its influence on ion solvation
四极-偶极流体的汽液相之间的界面是电界面势的所在地，其对离子溶剂化和分布的影响尚未完全了解。为了获得进一步的微观洞察水的特异性，我们首先提出了广泛的经典分子动力学模拟的一系列模型液体与可变的分子四极矩之间的SPC/E水和一个纯粹的偶极液体插值。然后，我们查明竞争多极贡献的汽-液和溶质-液界面电位在确定一个重要的离子特定的直接静电贡献SPC/E水的离子溶剂化自由能-占主导地位的四极和偶极贡献-超越主导极化发挥了重要作用。我们的研究结果表明，汽液界面势对离子溶剂化的影响大大减少，由于强烈的部分抵消所带来的竞争溶质-液体界面势。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field theory of structured liquid dielectrics
本文发展了一种场理论方法来处理结构液体微扰的非局部和非线性响应。我们感兴趣的系统是由偶极溶剂分子和简单的盐阳离子和阴离子。我们描述它们由两个独立的序参量，极化场的溶剂和离子的电荷密度场，包括和治疗的非静电部分的相互作用明确和一致。我们展示了如何推导出越来越精细的尺度的极化和静电场的泛函，并在线性制度中求解所得的平均场鞍点方程。我们得到的标准，其解决方案，取决于结构的长度和溶剂的极性的字符。我们的方法提供了一个系统的方法来推导广义极化理论。
2022-01-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic correlations in a polar fluid: confronting stochastic density functional theory to simulations
本文发展随机密度泛函理论描述Stockmayer流体的极化动力学，推导纵向和横向极化涨落的解析表达式，并通过引入Kirkwood因子修正理论，实现了与Brownian Dynamics模拟的定量一致。
2025-07-22 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Surface Induced Frustration of Inherent Dipolar Order in Nanoconfined Water
本文结合分子动力学与统计分析，研究狭缝孔、纳米管、纳米球及蛋白质水合层中表面诱导的水分子取向重排与偶极互相关，并以乙腈区分氢键和几何效应。
2025-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Attraction between Neutral Dielectrics Mediated by Multivalent Ions in an Asymmetric Ionic Fluid
我们研究了两个中性平面平行的电介质体在一个高度不对称的离子流体的存在下，含有多价以及单价（盐）离子之间的相互作用。图像电荷相互作用，由于在边界处的介电不连续性，以及从离子限制在表面之间的狭缝区域的影响被充分考虑，导致图像产生的耗尽吸引力，离子相关吸引力和空间的排斥相互作用。我们研究这些影响，采用的方法，包括显式离子和隐式离子的蒙特卡罗模拟，以及一个有效的相互作用势分析理论的组合。后者采用强离子图像电荷相关性，这在混合物中的高价离子的存在下发展。我们表明，隐式离子模拟和建议的分析理论可以描述显式的模拟结果在定性水平上，而良好的定量协议，可以得到足够大的单价盐浓度。中性表面之间的相互作用所产生的吸引力是显着的，与通常的范德华相互作用之间的半无限大，因此可以发挥重要的作用，在纳米尺度。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interparticle force in polydisperse electrorheological fluids: Beyond the dipole approximation
提出了一种计算多分散电流变液颗粒间力的多重镜像方法。我们应用的形式主义对不同的介电常数的电介质球和计算力的分离的函数。结果表明，由于忽略了多体相互作用和多极相互作用，点偶极（PD）近似存在较大的误差。当粒子和主介质之间的介电对比度大时，PD近似变得甚至更差。从结果中，我们表明，偶极诱导偶极（DID）模型产生了很好的协议与多个图像的结果，为广泛的介电对比度和多分散性。DID模型部分地考虑了多极相互作用，并且在多分散电流变液的计算机模拟中使用简单。
2001-02-04 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Tuning Higher Order Structure in Colloidal Fluids
本研究结合粒子分辨实验与Brownian dynamics模拟，利用两体及高阶关联探究了交流电场下胶体“串状流体”的涌现，发现其高阶结构与偶极Lennard-Jones系统的最小能量簇高度吻合。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
