The Excess Proton at the Air-Water Interface: The Role of Instantaneous Liquid Interfaces
水表面pH值的大小仍然是水界面物理化学中一个有争议的话题。最近的理论研究表明,与本体\cite{baer2014toward}相比,质子很少或没有优先位于表面。使用从头算分子动力学模拟,我们重新审视的倾向,过量的质子的空气-水界面的瞬时液体界面的作用,特别关注。我们发现质子倾向于水的表面。质子周围增强的水结构导致存在平行于表面的质子线以及由欠协调拓扑缺陷水分子组成的疏水环境,这两者都为质子限制在表面创造了有利条件。结构化水层内的Grotthuss机制涉及协调一致和紧密间隔的逐步质子跳跃的混合物。质子在第一溶剂化层内靠近或沿着瞬时界面进行漂移。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and Depletion at Fluoro- and Hydro-carbon/Water Liquid/Liquid Interfaces
两个油/水(液体/液体)界面的X-射线反射率研究的结果是不一致的,最近的预测在疏水/水界面的蒸汽状耗尽区的存在。其中一种油,全氟己烷,是一种碳氟化合物,其与水的超疏水界面提供了一个严格的测试耗尽层的存在。另一种油庚烷是碳氢化合物,因此与生物分子疏水性的研究更相关。这些结果与水与软疏水材料的亚埃接近度一致。
2008-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Instantaneous mapping of liquid crystal orientation using a polychromatic polarizing microscope
偏光显微镜在液晶和其他软材料(包括生物来源的材料)科学方面带来了许多进步。光学和计算机分析的最新发展使新一代的定量偏光显微镜能够产生光轴的空间图。不幸的是,大多数可用的方法需要很长的多个图像的采集时间,然后分析这些图像以产生地图。我们描述了一个多色偏振显微镜,它允许一个映射的光轴在一个单次曝光的图案,从而使快速的时间分辨率。我们提出了一个新的显微镜与替代技术,如传统的偏光显微镜和显微成像仪的Hinds仪器的比较分析。
2022-10-31 cond-mat.soft physics.optics
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
Electronic signature of the instantaneous asymmetry in the first coordination shell of liquid water
解释水的X射线光谱作为其不对称结构的证据已经挑战了传统的对称近四面体模型,并引发了激烈的辩论的顺序和对称性的氢键网络在水中。在这里,我们提出了新的见解,在水中获得使用一种新的能量分解方法的局部相互作用的性质。我们的模拟结果表明,虽然一个水分子的形式,平均而言,两个强的施主和两个强的受体键,有一个显着的不对称,这些接触的能量。我们证明,这种不对称性是一个小的瞬时扭曲的氢键,这似乎是一个平均对称结构周围的数百飞秒的时间尺度上的波动的结果。此外,我们表明,X射线吸收光谱的显着特点源于分子具有高瞬时不对称性。我们的研究结果具有重要意义,因为它们有助于调和水结构的对称和不对称观点。
2013-01-19 cond-mat.other 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
Revisiting the question of what instantaneous normal modes tell us about liquid dynamics
本研究通过对多种模拟体系的宽温区INM分析,揭示了INM谱的多项温度依赖特征与普适行为,证实了尖点状奇点的存在并挑战了现有理论模型。
2025-03-08 cond-mat.soft
The molecular structure of the interface between water and a hydrophobic substrate is liquid-vapor like
通过对水和可调疏水性基底的分子模拟,我们应用了瞬时界面构建[A. P. Willard和D. Chandler,J. Phys. Chem. B,114,1954(2010)]以检查水-蒸气界面和水-疏水表面界面之间的相似性。本征界面是指以与瞬时界面的距离表示的分子结构。我们发现,有吸引力的疏水表面和水之间的相互作用影响的瞬时液体界面的毛细波波动,但这些有吸引力的相互作用基本上没有影响的内在界面。此外,本征界面的液态水和疏水基板的水和它的蒸汽的区别不大。同样是不正确的,我们显示,为水和亲水基板之间的界面。在这种情况下,强烈的定向基质-水相互作用破坏了液体-蒸汽样界面氢键网络。
2014-07-16 cond-mat.soft
Effect of surfactants on the elasticity of the liquid--liquid interface
本文通过分子动力学模拟研究表面活性剂对液-液界面弹性的影响,发现当界面张力几乎为零时,界面恢复力由弯曲刚度主导,表现为涨落谱从$q^2$到$q^4$的交叉。
2023-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Instantaneous normal modes of glass-forming liquids during the athermal relaxation process of the steepest descent algorithm
本文研究最速下降淬火弛豫中的瞬时简正模,发现长时间动力学由势能面近平坦的局域模驱动,并从统计与结构上加以表征。
2024-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Copolymer adsorption kinetics at a selective liquid-liquid interface: Scaling theory and computer experiment
我们考虑了一个规则的嵌段共聚物的总长度$N$和嵌段尺寸$M$在选择性的液-液界面的强本地化的限制的吸附动力学。我们提出了一个简单的分析理论的基础上缩放的考虑,它描述了松弛的初始线圈成一个平面状的层。预测达到垂直于和平行于界面的回转半径分量的平衡值的特征时间与链长$N$和嵌段长度$M$成比例,如$τ_{\perp} \propto M^{1+2ν}$(此处$ν\approx 0.6$是Flory指数)和$τ_{\parallel} \propto N^2$,尽管最初预计线圈扁平化的速率随着嵌段尺寸的减小如$\propto M^{-1}$。由于通常$N\gg M$的多嵌段共聚物,我们的研究结果表明,扁平化动力学进行更快的垂直,而不是平行于界面。我们还表明,这些缩放预测同意与本地化动力学的广泛的蒙特卡罗模拟的结果。
2005-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-vapor interface of a polydisperse fluid
我们报告了一个大正则蒙特卡罗模拟研究的液-气界面的模型流体表现出多分散性的颗粒尺寸$σ$。系统的堆积密度分布$ρ^0(σ)$由施加的化学势分布$μ(σ)$控制。我们选择后者,使得$ρ^0(σ)$呈现Schulz形式,具有相关的多分散度$\approx 14%$。通过引入光滑的吸引壁,在液-气共存区域内的体相点形成平面的液-气界面。由于分馏,纯液相相对于共存的蒸气富含大颗粒。我们调查如何的空间非均匀性的密度附近的液-气界面影响的局部分布的颗粒尺寸之间的限制纯相形式的演变。我们发现(如先前通过密度泛函理论所预测的,Bellier-Castella { \em et al},Phys. Rev. { \bf E65},021503(2002))较小颗粒向界面的分离。通过测量相对吸附,对各种$σ$的这种效应的大小进行量化。此外,我们考虑了各种估计的界面宽度的效用,并强调了隔离多分散性对该宽度的内在贡献的困难。
2005-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interface height fluctuations and surface tension of driven liquids with time-dependent dynamics
相分离驱动液体中的界面是单粒子水平的能量输入如何改变非平衡系统的长尺度材料性质的一个例子。在这里,我们测量界面波动的模拟两种液体驱动的时间依赖性的力量,一个排斥相互作用和吸引力的相互作用。随时间变化的力导致沿界面的电流,这可以修改界面高度波动相对于毛细管波理论(CWT)的预测的缩放。因此,我们描述了整个波动谱,以确定CWT是否适用。在具有排斥相互作用的系统中,我们发现在驱动力的一个振幅下,CWT很好地描述了界面涨落,而在其他振幅下则不然。在具有吸引力相互作用的系统中,它们对所有驱动幅度都服从CWT,从而使我们能够提取有效的表面张力。表面张力在驱动力的两个数量级上线性增加,超过其平衡值的两倍。我们的研究结果显示了如何修改的界面的非平衡液体与时间相关的力量的能量输入。
2019-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computing the Tolman length for solid-liquid interfaces
曲率对界面自由能的依赖性在定量预测成核动力学以及气泡和液滴的稳定性方面至关重要,可以用托尔曼长度δ来描述。然而,对于固-液界面,由于各种理论和实践挑战,δ从未直接计算。在这里,我们提出了一个通用的方法,使直接评估的托尔曼长度从原子模拟的固-液平面界面在平衡条件下。该方法首先从吉布斯分界面的热毛细涨落的振幅测量表面张力,然后计算张力面与等摩尔分界面之间的自由能差。出于基准测试的目的,我们计算了模型势的δ,并将结果与不太严格的间接方法进行了比较。
2018-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How Surface Roughness Affects the Interparticle Interactions at a Liquid Interface
本研究通过实验与数值模拟,发现粗糙表面纳米胶体在液体界面因毛细吸引产生中间态,且粗糙度摩擦降低堵塞点并导致单层膜离面塌陷。
2023-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature profile in a liquid-vapor interface near the critical point
由于相对于能量,质量和熵的密度展开,我们讨论的概念热毛细流体的非均匀流体。对均匀流体有效的非凸状态定律通过增加考虑这些密度梯度的项来修改。这似乎比卡恩和希利亚德的模型更现实,后者只在质量密度梯度中使用密度展开。事实上,通过液-气界面,分子理论中的实际势能表明熵密度和温度不像体相那样随质量密度而变化。在本文中,我们证明了在临界点附近的液-气界面的行为基本上是以相同的方式在卡恩和希利亚德的模型中使用的重新标度过程。
2017-07-13 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
Shear Melting at the Crystal-Liquid Interface: Erosion and the Asymmetric Suppression of Interface Fluctuations
平面晶体-熔体界面上施加的剪切的影响建模的非线性随机偏微分方程的界面波动。该理论的一个特点是界面波动的不对称破坏,由于对流的晶体突起的液体侧的界面上的唯一。我们表明,该模型是能够定性地重现在模拟中发现的非平衡共存线。剪切对球形团簇的影响也得到了解决。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
X-ray diffraction and spectroscopic techniques from liquid surfaces and interfaces
描述了液体表面的X射线反射率和掠入射衍射(XGID)。
2019-06-22 cond-mat.soft
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
Elastic capsules at liquid-liquid interfaces
研究了弹性微胶囊在液-液界面吸附时的变形。由于液-液表面张力,在液-液界面处的初始球形弹性胶囊经历周向拉伸,并且根据其弯曲刚度变成透镜形或铁饼形。所得的弹性胶囊变形在性质上类似,但不同于液滴在液-液界面处变形为液体透镜。我们讨论的变形形状的液滴和胶囊吸附在液-液界面的整个范围内的不同的表面弹性:从液滴(只有表面张力)变形成液体透镜,液滴与虎克膜(有限的拉伸模量,零弯曲模量)变形成弹性透镜,微胶囊(有限的拉伸和弯曲模量)变形成圆形的弹性透镜。我们计算胶囊的形状在液-液界面数值使用形状方程的非线性弹性壳理论。最后,我们提出了理论结果的接触角(或胶囊高度)和最大胶囊曲率在三相接触线。这些结果可用于从光学测量推断关于弹性模量的信息。在胶囊变形为透镜状形状期间,液-液界面的表面能转化为胶囊壳的弹性能,从而通过变形产生总体吸附能增益。与填充的软颗粒相比,软中空胶囊表现出吸附能的显著增加,因此,是作为泡沫和乳液稳定剂的有吸引力的候选者。
2018-07-13 cond-mat.soft
Thermal interface fluctuations of liquids and viscoelastic materials
从液体/空气,粘弹性材料/空气,液体/液体,液体/粘弹性材料界面的广泛的界面的热波动的光谱,测量超过100 Hz至10 MHz的频率范围。得到的光谱进行了比较与波动理论的接口,并发现大多是在相当好的协议,当理论推广到适用于液体/粘弹性材料界面的热波动。使用结合光反射、通过平均相关性的统计降噪和共聚焦显微镜的系统测量光谱。它只需要很小的界面面积($\sim1\,μ$ m $^2$),相对较短的测量时间($\lesssim$几分钟),也可以应用于高粘度材料。
2017-05-30 cond-mat.soft
Slip, immiscibility and boundary conditions at the liquid-liquid interface
在两种流动液体之间的界面处的常规边界条件包括切向速度的连续性。我们已经测试了这一假设与分子动力学模拟的Couette和Poiffille流的两层液体系统,与各种分子结构和相互作用。当界面附近的总液体密度与体积密度相比显著下降时,切向速度在那里变化非常迅速,并且在连续分辨率下将出现不连续。该表观滑移的值由Navier边界条件给出。
2006-01-05 cond-mat.soft
Optical trapping of colloids at a liquid-liquid interface
我们证明了实现(横向)光学有界的胶体结构上的液-液界面的乳液液滴。我们使用DNA系链将颗粒移植到液滴表面,有效地将它们限制在准2D平面上,即使在常见的单光束配置中光学捕获时,对横向运动的约束也最小。我们表明,相对弱相互作用,如耗尽可以测量在光学结合的晶体通过视频显微镜成像和分析。这说明了我们的系统作为模板的可能使用,以研究液-液界面上的光控准二维胶体组装。
2017-03-23 cond-mat.soft
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性,并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时,新的行为出现了。在这里,我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
Shape changes of a single hairy particle with mobile ligands at a liquid-liquid interface
本文利用粗粒化分子动力学模拟,研究了具有移动配体的单个毛发粒子在液-液界面处的重排行为,发现通过调节与液体的相互作用可控制粒子呈现Janus雪人等多种形状及其界面定位。
2024-03-21 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
The equilibrium intrinsic crystal-liquid interface of colloids
我们使用共聚焦显微镜来研究胶体悬浮液中平衡的晶液界面。毛细波粗糙的表面,但局部的内在界面是明确的。我们使用本地测量的结构和动力学的特点的内在接口,不同的测量发现略有不同的宽度,这个接口。就粒径$d$而言,该宽度是$1.5d$(基于结构信息)或$2.4d$(基于动力学),两者都不比粒径大很多。这项工作是第一个直接的实验可视化的平衡晶体-液体界面。
2009-06-30 cond-mat.soft
Capillary Wave Theory of Adsorbed Liquid Films and the Structure of the Liquid-Vapor Interface
在本文中,我们试图详细地研究毛细波的微观理论的含义,假设密度沿垂直于界面的线给出。我们的研究提供了各种系统中的吸附膜的界面哈密顿量,并表明,经典的毛细波谱的修正是相同的顺序的表面张力。这意味着,至少在原则上,可以在X射线表面散射实验中测量它们。有趣的是,我们的研究还揭示了在没有外部场的情况下液-气界面的性质,并使我们能够调和Fisk-Widom标度假设与毛细管波理论。
2017-11-06 cond-mat.soft
Waves at surfactant-laden liquid-liquid crystal interface
本文从理论上研究了当表面活性剂膜处于各向同性二维流体相并诱导垂直于界面的指向矢取向时,在各向同性液体和液晶液晶之间的单分子表面活性剂膜上的表面波。得到了表面波的频散关系,并考虑了表面活性剂层引起的锚定、界面的曲率能和粘弹系数的各向异性,分析了不同的表面波模式。毛细管和双折射表面模式的色散规律保持了与各向同性体系相似的结构,但涉及各向异性的粘度系数。附加模式与由于界面处的锚定而引起的方向场的弛豫有关。该结果可用于确定不同性质的向列相-表面活性剂-各向同性界面上的表面光散射的实验数据。
2007-06-12 cond-mat.soft
Photoalignment at the nematic liquid crystal - polymer interface: the importance of the liquid crystalline molecular structure
实验研究了液晶分子结构对液晶-聚合物界面光取向过程的影响。已经考虑了在刚性核中仅具有苯基或环己烷环的NLC,以及含有苯基和环己烷基团的NLC。已经发现在光取向过程中的NLC的分子结构的依赖性的实质性差异,支持的假设,即聚合物- NLC接口应被视为一个耦合系统,其中两个组件相互影响对方。一个现象学的解释所观察到的差异。
2020-03-30 cond-mat.soft
Microscopic theory for interface fluctuations in binary liquid mixtures
在二元液体混合物的流体界面处的热激发毛细波同时表现出密度和组成的波动。基于非均匀二元液体混合物的密度泛函理论,我们在标准毛细波模型之外,导出了这类体系中流体界面的有效波长依赖哈密顿量。明确的表达式得到的表面张力,弯曲刚度,和耦合常数的组成毛细管波的两个数密度的轮廓表征的混合物。这些结果导致在这样的接口掠入射X射线散射实验的预测。
2006-05-16 cond-mat.soft
Non-wetting drops at liquid interfaces: From liquid marbles to Leidenfrost drops
我们考虑浮动的变形,非润湿液滴的液体界面。我们考虑了液体界面和液滴本身在浮力、密度差和系统内各种表面张力作用下的偏转。我们的研究结果提出了新的见解,一系列的现象,其中发生这样的下降,包括莱顿弗罗斯特液滴和浮动液体弹珠。特别是,我们表明,液体大理石的浮动状态是非常敏感的颗粒覆盖的接口的张力,并建议这种敏感性可能会使这样的实验这些复杂的接口的属性的一个有用的分析。
2017-08-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
A revisit of the density gradient theory and the mean field theory for the vapor-liquid interface system
在这项工作中,我们定义了一个平均场交叉所产生的麦克斯韦建设作为划分界面的汽液界面区域。因此,一个高度精确的密度分布方程,这是物理上有利的,并导致可靠的预测界面性能。利用密度梯度理论和Lennard-Jones流体的平均场状态方程,我们能够从Gibbs自由能、Helmholtz自由能和热容等方面对界面系统进行深入的研究。结果表明,平均场分割界面是Widom线在共存区的自然延伸。因此,整个相空间在所有三个(温度-压力-体积)平面中被相干地划分为类液体区域和类气体区域。在低温区为正,高温区为负的非常规行为。最后,一个完整的画面展开的平均场状态方程:所有三个解决方案的汽液平衡问题有各自的意义。
2021-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
High-density liquid (HDL) adsorption at the supercooled water/vapor interface and its possible relation to the second surface tension inflection point
我们研究了水的性质沿液/汽共存线在过冷制度下降到无人区。广泛的分子动力学模拟的TIP 4P/2005液体/蒸汽界面在198 - 348 K的范围内,使我们能够定位在283 $\pm$ 5 K的高精度的第二个表面张力拐点,接近最大密度的温度(TMD)。这个温度也与在被称为骨突的界面处出现的密度异常相吻合。我们与隆起的出现,在液体/蒸汽界面附近的HDL水吸附的观察。
2022-11-16 cond-mat.soft
Deformability and Solvent Penetration in Soft Nanoparticles at Liquid-Liquid Interfaces
软纳米粒子由于其高度的可变形性、渗透性和刺激响应特性而有望成为智能乳化剂。通过大规模的模拟,我们调查的纳米凝胶在液-液(A-B)界面的结构特性和纳米凝胶内的液体的相容性,覆盖整个范围的界面强度从单液体的限制的情况下,刚性接口。为了研究纳米凝胶的内部结构和可变形性的作用,我们模拟了一个现实的无序和一个理想的规则网络,交联度的范围很广。与以前的调查不同,排除体积的相互作用被认为是单体和明确的溶剂颗粒。通过使用无偏网格表示来分析纳米凝胶渗透性,该无偏网格表示考虑了表面波动并将纳米凝胶内的液体颗粒的确切数量添加到密度分布中。规则网络的较好的填充效率导致总液体吸收和侵入能力(A-粒子在B-侧和反之亦然)比无序网络中更高的值,尽管在刚性界面的限制下差异消失。在取决于界面强度的交联度下,吸收和侵入被优化,对于中等和刚性界面,倾向于15 - 20%。随着界面强度的增加,纳米凝胶内部的可溶解性相对于裸界面提高了高达5倍,无序网络提供了比理想对应物更好的混合。这里报道的新出现的情况提供了一般的指导方针,调整形状,吸收,侵入性和混合能力的纳米凝胶吸附在液-液界面。
2019-11-15 cond-mat.soft
Local structure of Liquid-Vapour Interfaces
简单液体的结构可以用同一液体的少量原子的基态团簇来表征。在这里,我们使用这种敏感的结构探针来考虑液体-蒸汽界面对液体结构的影响。在较高的温度(约一半以上的临界温度),我们发现,界面的主要影响是减少局部密度,这显着抑制当地集群人口。然而,在较低的温度下,发现明显的界面分层。这似乎与基于3-和5-元环的簇的显著取向有序有关,环分别垂直和平行于界面排列。在所有温度下,我们发现,人口的五倍对称结构的抑制,而不是增强,接近接口。
2011-02-15 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
Adsorption Trajectories and Free-Energy Separatrices for Colloidal Particles in Contact with a Liquid-Liquid Interface
我们应用最近开发的三角形镶嵌技术,如[J.de Graaf et al.,E80,051405(2009)]来计算与各向异性胶体颗粒在平坦界面处的吸附相关的自由能。从自由能景观,我们分析的吸附过程中,使用简化版本的朗之万动力学。本研究结果是了解界面附近胶体随时间变化行为的第一步。这项研究显示了广泛的吸附轨迹,其中的重点在于在初始接触的界面上的胶体的取向的动力学的强烈依赖。我们相信,在我们的简单模型中观察到的取向依赖性可以在合适的实验系统中恢复。
2010-02-18 cond-mat.soft
X-Ray Scattering near a Liquid - Vapor Phase Transition at the n-Hexane - Water Interface
用同步辐射的X射线漫散射研究了正三十烷醇中性中间相在正己烷-水界面上的分子结构。根据实验数据,在低于从气相到液体吉布斯单层的转变的温度下发生向烷醇的多层吸附的转变。
2017-12-14 cond-mat.soft
Modeling of chemically active particles at an air-liquid interface
从理论上研究了气液界面上化学活性粒子的集体运动,并将其视为一个动态自组织问题。基于物理的考虑,我们提出了一个极小模型的自推进颗粒相结合的流体动力学相互作用,毛细管相互作用,驱动力的Marangoni效应,和Marangoni流。我们的模型已经成功地捕捉到了化学活性粒子的特征,这些粒子代表了动态的自组织状态,如晶态、链状、类液态和扩散态。
2021-05-07 cond-mat.soft
Density Profiles of Liquid/Vapor Interfaces Away from Their Critical Point
我们研究的适用性的各种模型配置文件的液体/蒸汽界面上的水和乙醇及其混合物在室温下的X射线反射率。用不同密度分布对X射线衍射率的分析表明,在实验误差范围内,误差函数分布是最合适的。我们的发现,再加上最近的观察,从模拟研究的液体表面,强烈表明,毛细波动力学形状的界面密度分布的误差函数。
2014-04-28 cond-mat.soft
Colloidal particles in liquid crystal films and at interfaces
这篇小评论讨论了最近的贡献,理论和计算物理,以及实验的努力,以了解胶体粒子的行为,在有限的几何形状和液晶界面。用于研究捕获,长,短距离的相互作用,固体颗粒和液体包裹体的组装的理论方法进行了概述。作为一个例子,一个球形胶体粒子与向列-各向同性界面的相互作用和两个胶体之间的对相互作用势在这个界面上通过最小化的Landau-de Gennes自由能泛函使用有限元方法与自适应网格。
2010-11-04 cond-mat.soft
Giant Slip at Liquid-Liquid Interfaces Using Hydrophobic Ball Bearings
由疏水珠稳定的液-气-液界面在剪切下表现为滚珠轴承,并表现出巨大的滑移。使用标度分析和分子动力学模拟,我们预测,当珠和液体之间的接触角θ大时,滑移长度发散为R ρ(-1)(π-θ)(-3),其中R是珠半径,θ是珠密度。DOI:10.1103/PhysRevLett.110.104504
2014-03-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contactless Interfacial Rheology: Probing Shear at Liquid-Liquid Interfaces without an Interfacial Geometry via Fluorescence Microscopy
界面流变学对于理解诸如Pickering乳液或泡沫稳定性的性质是重要的。目前,使用直接连接到接口的探头测量响应。这既可以干扰界面,又可以耦合到体相中的流动,从而限制其灵敏度。我们已经开发了一种非接触界面的方法来进行界面剪切流变液/液界面上没有工具直接连接到界面。这是通过剪切其中一个液相并通过共聚焦显微镜测量界面响应来实现的。使用这种方法,我们已经测量了稳定的剪切材料的参数,如界面弹性模量的界面与固体的行为和界面粘度的流体界面。相对于双壁环几何形状,该方法的准确性已得到验证。此外,使用我们的非接触式方法,我们能够测量较低的界面粘度比那些以前报道的使用双壁环几何形状。另一个优点是宏观流变分析与微观结构分析的同时结合。我们的分析直接可视化的界面响应是如何强烈相关的颗粒表面覆盖度和它们的界面组装。此外,我们捕获的演变和不可逆的变化,在粒子组装,对应于稳定剪切的流变响应。
2022-11-08 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
Crystal growth at a liquid-liquid interface upon drop impact
本文研究液滴撞击冷液体浴时液-液界面上晶体的生长动力学,提出晶体以恒定速率出现且速率取决于扩展界面热冲击的模型,并通过量纲为一曲线与实验测量对比验证。
2025-08-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Effect of instantaneous and continuous quenches on the density of vibrational modes in model glasses
过冷液体的计算研究通常集中在对它们的“潜在的固有状态”的各种分析上-零温度下的玻璃态结构是由平衡过冷状态的无限快(瞬时)淬灭而得到的。类似的协议也经常采用的unjamming过渡在减压软球填料的刚性损失的调查。在这里,我们调查的统计和本地化性质的玻璃态配置的低频振动模式得到这样的瞬时淬火。我们表明,振动模式的密度增长$ω^β$与$β$取决于母温度$T_{0}$从玻璃态配置瞬间淬火。对于从高温液态淬灭,我们发现$β\!\approx\!3$,而$β$似乎接近先前观察到的值$β\!=\!4$,因为$T_0$接近玻璃化转变温度。我们讨论了我们的研究结果与软势模型的理论框架的一致性,并将它们与在有限的冷却速率下通过连续淬火获得的配置上进行的类似测量进行对比。我们的研究结果表明,任何物理淬火速率足够慢于逆振动时标-包括所有物理现实的淬火速率的分子或原子玻璃-将导致玻璃的振动模式的密度是普遍的特点是$β\!=\!4$。
2017-08-29 cond-mat.soft
Lattice Model of an Ionic Liquid at an Electrified Interface
我们研究离子液体与带电界面的相互作用。离子流体被建模为库仑格子气。我们比较了使用一个流行的修改后的泊松-玻尔兹曼方程与显式蒙特卡罗模拟计算的离子密度分布。修正的Poisson-Boltzmann理论未能捕捉到双电层的结构特征,也无法正确预测带电界面处的离子密度。晶格蒙特卡罗模拟定性地捕获连续介质中双层的粗粒结构。我们提出了一个卷积关系,半定量地涉及连续离子液体和其晶格对应物附近的带电界面的离子密度分布。
2017-12-19 cond-mat.soft
Capillary-Assisted Printing of Droplets at a Solid-Like Liquid-Liquid Interface
本文提出利用纳米颗粒表面活性剂构建类固态油水界面以稳定水滴,结合打印技术控制液滴位置实现自组装,并通过金纳米颗粒功能化界面实现光流控操控。
2024-05-02 cond-mat.soft
Temperature-driven anchoring transitions at liquid crystal / water interfaces
控制液晶分子在与水溶液的界面处的锚定影响下面的液晶相的整个组织,这对于许多应用是至关重要的。稳定这种界面的最简单的方法是通过在水中制造液晶液滴;然而,使用液晶壳,即悬浮在水中的液晶球形膜,可以实现对界面效应的更高灵敏度。传统上,这些体系的吸附转变是由表面活性剂分子吸附到界面上引发的,这既不是瞬时的也不是可逆的过程。在这项研究中,我们报告的能力,改变锚定的4-氰基-4 '-戊基联苯(5CB),最广泛使用的液晶之一,在界面处与聚乙烯醇(PVA),一种聚合物,通常用于稳定液晶壳的稀水溶液,简单地通过控制温度在附近的液晶澄清点。由于PVA对5CB的局部无序效应,在本体5CB的相变之前,温度的准静态增加触发分子从平行于界面到垂直于界面的瞬时重新取向。我们研究了液晶的平面悬浮膜和球壳上的这种锚定转变。转换锚定需要一系列的结构转换,涉及到拓扑缺陷稳定的瞬态结构的形成。缺陷结构的类型取决于膜的拓扑结构。该方法具有几乎同时影响膜的两个界面的能力,并且可以应用于将初始多分散的双壳群转化为单分散的二价壳群。
2020-06-24 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