Aggregation in Dilute Aqueous Solutions of Hydroxypropyl Cellulose with Salt Ions
本文通过光散射实验和引入界面能量密度的Cahn-Hilliard方程模拟，研究了含碱金属盐离子的羟丙基纤维素稀溶液热聚集行为，发现疏水作用增强会导致聚集体尺寸增大。
2025-04-07 cond-mat.soft
Effect of variable relative permittivity on the thermodynamics of asymmetric valency aqueous salts
本研究利用实验介电常数数据，通过多种理论方法模拟MgCl2和NiCl2溶液，发现平均球近似和修正泊松-玻尔兹曼理论在较宽浓度范围内准确，而对称泊松-玻尔兹曼理论在低浓度即出现偏差。
2025-03-29 cond-mat.soft
Interaction between two polyelectrolytes in monovalent aqueous salt solutions
我们使用最近发展起来的软势增强Poisson-Boltzmann（SPB）理论来研究两个平行的聚电解质（PE）在一价离子溶液中的弱耦合制度之间的相互作用。SPB理论拟合离子分布从粗粒度的分子动力学（MD）模拟和基准对全原子MD建模聚（二烯丙基二甲基铵）（PDADMA）。我们表明，SPB理论是能够准确地捕捉两个PE之间的相互作用，在距离超过PE半径。对于PDADMA的带电基团之间的位置相关性导致局部不对称的PE电荷和离子分布。这引起了从SPB预测的小偏差，表现为平均力势的短程振荡。我们的研究结果表明，SPB理论可以是一种有效的方式来模拟化学特定的复杂PE系统中的相互作用。
2022-05-05 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Ion clustering in aqueous salt solutions near the liquid/vapor interface
采用分子动力学模拟研究了NaCl、KCl、NaI和KI水溶液中盐对液/气界面性质的影响。模拟使用的模型，其中包括电荷转移和极化效应。配对和形成较大的离子团簇发生在体和表面区域，具有降低的倾向，在界面附近形成较大的簇。对表面粗糙度的分析表明，氯化物盐靠近表面的倾向较小，其粗糙度小于纯水，而碘化物盐具有较大的表面亲和力，其粗糙度较大。这表明远离表面的离子和靠近表面的离子以相反的方式影响界面。
2016-03-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Absence of anomalous underscreening in highly concentrated aqueous electrolytes confined between smooth silica surfaces
最近的实验和随后的一系列理论研究表明，在高浓度电解质溶液中普遍欠屏蔽的发生。我们使用各种碱金属的氯化物盐以及混合的浓缩盐溶液（涉及一价和二价阳离子和阴离子）对浓度范围为1 mM至5 M的盐水溶液进行了一组系统的原子力光谱测量，所述混合的浓缩盐溶液模拟地质构造中通常遇到的浓缩盐水。实验使用平坦的基底和亚微米尺寸的胶体探针进行，该探针由光滑的氧化硅制成，浸入pH值为6和9的盐溶液中，温度为25 ° C和45 ° C。虽然观察到最小尖端-样品分离的强排斥力，但所探索的条件均未显示出宏观云母表面所报告的异常长程静电力的任何迹象。相反，力普遍占主导地位的有吸引力的范德华相互作用在尖端样品分离$\approx$ 2 nm及以上的盐浓度为1 M和更高。基于经典密度泛函理论的原始模型的补充计算支持这些实验观察，并显示出一致的屏蔽长度随着离子浓度的增加而减少。
2022-01-24 cond-mat.soft
Second Newtonian branch of salt-free aqueous xanthan solutions
我们研究黄原胶水溶液的剪切速率高达约105 s-1。在这些剪切速率下，无盐溶液显示出第二个牛顿分支。取决于黄原胶的浓度，我们发现两个不同的制度与标度法众所周知的零粘度的稀和半稀颗粒溶液：交叉浓度是相当高的比在第一个牛顿分支，这可以是相关的取向的聚电解质。在第二种状态下，法向应力差以约为1的指数增加，表明聚合物溶液的行为类似于非线性液晶或刚性纤维悬浮液。在第一个区域，指数较小，表明聚电解质表现得更灵活
2018-06-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Condensation of Self-assembled Lyotropic Chromonic Liquid Crystal Sunset Yellow in Aqueous Solutions Crowded with Polyethylene glycol and Doped with Salt
我们使用光学和荧光显微镜，密度计，低温透射电子显微镜（cryo-TEM），光谱学，和同步辐射X射线散射，研究的相行为的可逆自组装有色聚集体的阴离子染料日落黄（SSY）在水溶液中拥挤的电中性聚合物聚乙二醇（PEG）和掺杂的盐NaCl。PEG使各向同性SSY溶液凝聚成具有高浓度SSY聚集体的液晶区域，与富含PEG的各向同性（I）区域共存。加入到均相N相的PEG导致分离成共存的N和I结构域; N结构域中的SSY浓度高于无PEG的N相的初始浓度。最后，将PEG添加到高度浓缩的均匀N相中导致分离成共存的柱状六方（C）相和I相。这种行为可以定性地解释的耗尽（排除体积）的影响，作用在两个不同的水平：在从单体和短聚集体的聚集体组装的水平，并在聚集体间包装的水平。我们还显示了强烈的影响，一价盐NaCl的相图是不同的高浓度和低浓度的SSY。当加入盐时，SSY的稀I溶液显示出凝聚的N畴的外观，但是高度浓缩的C相转变为I和N畴共存。我们认为，盐对有色聚集体表面电荷的屏蔽导致了两种不同的效应：（a）聚集体的断裂能和轮廓长度增加;（b）SSY聚集体的持久长度减小。
2011-04-06 cond-mat.soft
Structural Properties of High and Low Density Water in a Supercooled Aqueous Solution of Salt
我们认为，并比较散装TIP 4P水和氯化钠水溶液中的TIP 4P水的浓度C = 0.67摩尔/公斤，在亚稳过冷区的结构特性。在以前的论文[D. Corradini，M. Rovere和P. Gallo，J.Chem.Phys.132，134508（2010）]，我们发现在两个体系中存在液-液临界点（LLCP）。LLCP被认为是水的高密度液体（HDL）和低密度液体（LDL）相之间的共存线的终点。本文研究了高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）在体相水和溶液中的水-水结构的不同特征。我们发现，离子能够修改散装LDL结构，使水-水结构更类似于散装HDL的情况。通过对高密度脂蛋白和低密度脂蛋白水化结构的研究，确定了溶液中低密度脂蛋白本体结构改变的可能机制是氧配位壳层中的氧被氯离子取代。
2011-01-27 cond-mat.soft
Thermodynamic anomalies and structural fluctuations in aqueous solutions of tertiary butyl alcohol
在这项工作中，我们讨论了在叔丁基醇（TBA）和水溶液中实验观察到的热力学性质异常与这些溶液中的分子聚集之间的联系，正如分子动力学（MD）模拟所揭示的那样。这些异常现象在TBA摩尔分数约为0.03至0.08的相对稀溶液中观察到，并且在低温下变得更加明显。MD模拟表明，这些解决方案表现出shortranged（1 nm的顺序），短暂的（几十皮秒）“胶束样”的结构波动在相同的浓度范围内。我们将TBA水溶液热力学性质的异常归因于分子尺度上的结构波动。
2013-08-16 cond-mat.soft
Adsorption of metallic ions from aqueous solution on surfactant aggregates: a molecular dynamics study
用分子动力学模拟研究了金属离子在表面活性剂聚集体上的吸附。使用离子盐，如硫酸铅（PbSO $_4$）和硫酸铝[Al $_2$（SO $_4$）$_3$ ]，在不同的盐浓度和不同的表面活性剂聚集体（胶束）大小的吸附铅和铝进行了研究。胶束由十二烷基硫酸钠（SDS）阴离子表面活性剂组成的球形。正离子和负SDS头基之间的静电相互作用促进聚集体表面上的金属颗粒的捕获。金属吸附进行了分析，径向密度分布，部分对分布函数和吸附等温线。结果表明，SDS胶束吸附铅比铝离子更好，无论聚集体的大小和盐浓度。
2021-06-24 cond-mat.soft
Dielectric relaxation of DNA aqueous solutions
我们报告的复杂介电响应的Na-DNA水溶液的低频介电谱（40 Hz - 110 MHz）的详细表征。结果表明，在0.5kHz <ν_LF<70 kHz和0.1MHz <ν_HF<15 MHz处存在强度分别为20<Δε_LF<100和5<Δε_HF<20的两个宽弛豫模式。LF过程的特征长度尺度为50<L_LF<750 nm，与DNA浓度成比例为c_DNA^{-0.29 \pm 0.04}，并且在低添加盐状态下与离子强度无关。相反，LF过程的测量长度尺度不随DNA浓度而变化，而是取决于在高添加盐状态下添加盐的离子强度，如I_s^{-1}。另一方面，HF过程的特征长度尺度3<L_HF<50 nm，随DNA浓度的变化而变化，对于中等浓度和大浓度的DNA，c_DNA为~（-0.5）。在低DNA浓度和低添加盐限制下，HF过程的特征长度标度为c_DNA^{-0.33}。我们把这些结果的角度来看，在低盐条件下的DNA的双链形式的完整性，以及关于不同类型的抗衡离子在不同制度的介电色散的作用。我们认为，游离的DNA抗衡离子主要活跃在HF松弛，而凝聚的抗衡离子只在LF松弛中发挥作用。我们还建议在整个制度的DNA和盐浓度的所有这些长度尺度的理论解释，并讨论其后果和局限性。
2006-12-12 cond-mat.soft
Thermodiffusion in Aqueous Alkali Halide Solutions from Ambient to Supercooled Conditions: Ion-Specific, Structural, and Mass Effects
Imperial College London（帝国理工学院）
研究水合碱土卤化物溶液在240-300 K温度范围内热扩散行为，分析离子特异性、结构和质量效应，揭示热导率与Soret系数随温度变化的机制。
2026-04-20 cond-mat.soft
Short-fragment Na-DNA dilute aqueous solutions: fundamental length scales and screening
介电谱是用来调查基本长度尺度的146 bp的短片段（核小体）稀释的Na-DNA溶液。检测到两种松弛模式：高频模式和低频模式。依赖于相应的长度尺度上的DNA和（单价）盐浓度的详细研究，是从长的情况下，基因组DNA，以前调查不同。在低盐体系中，高频模式的长度尺度与DNA间的平均间距成比例，但其绝对值较小，而低频模式的长度尺度与DNA的轮廓长度成比例。这些基本的长度尺度在低添加的盐制度不依赖于DNA是在双链或单链形式。另一方面，随着添加盐的增加，低频模式的特征长度尺度在低DNA浓度下减小，这可能是由于在DNA变性阈值附近动态形成变性气泡和/或磨损。
2008-01-31 cond-mat.soft
Water, not salt, causes most of the Seebeck effect of nonisothermal aqueous electrolytes
本文通过分子动力学模拟发现，非等温水溶液电解质的塞贝克效应主要由电极附近水分子的分层与取向引起的温度依赖性表面电势差决定，而非离子的热扩散。
2023-09-14 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Nucleation in aqueous NaCl solutions shifts from 1-step to 2-step mechanism on crossing the spinodal
在这项工作中，我们使用大规模的分子动力学模拟耦合到自由能计算，以确定第一次的稳定性限制（spinodal）和在NaCl水溶液中的成核机制的变化。这是一个具有相当大的大气、地质和技术意义的系统。我们发现，过饱和的亚稳NaCl溶液达到其极限的稳定性在足够高的盐浓度，所示的盐化学势的组成依赖性，表明通过调幅分解相分离的过渡。然而，NaCl溶液的亚稳极限不对应于结晶的调幅分解。我们发现，超出此调幅，液体/无定形分离发生在水溶液中，从而离子首先形成无序的集群。我们称这些簇为“无定形盐”。我们还确定了从一个过渡到两步结晶机制驱动的spinodal。特别地，从NaCl水溶液中结晶超过旋节线是两步过程，其中离子首先相分离成无序的无定形盐簇，然后在无定形盐相中结晶离子。相比之下，在浓度低于亚稳线的NaCl水溶液中，结晶通过一步过程发生，因为离子直接聚集成晶核。随着过饱和度的增加，机制的变化强调了准确测定相分离驱动力的重要性。这项研究具有更广泛的影响机制，从解决方案在高过饱和度的晶体成核。
2018-12-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Forces between Colloidal Particles in Aqueous Solutions Containing Monovalent and Multivalent Ions
本文综述了近年来盐溶液中胶体粒子间直接力测量的研究进展。通过两种不同的技术获得的结果被强调，即原子力显微镜（AFM）和光镊。人们发现，Derjaguin，Landau，Verwey和Overbeek（DLVO）的经典理论代表了即使在多价离子存在下（通常低至几纳米的距离）的力分布的准确描述。然而，相应的Hamaker常数和扩散层的潜力，必须提取的力的配置文件。在低盐浓度下，双电层力保持排斥性，并且可能变得长程。在短距离下，额外的短程非DLVO相互作用可能变得重要。这种相互作用在多价抗衡离子的存在下特别相关。
2016-06-01 cond-mat.soft
Effect of Added Salts on the Interfacial Dynamics of Monovalent Metal Ions and Model Water-Soluble Polymers
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示单价盐对水溶性聚合物界面水合层动力学的影响，发现纳米尺度动态水合层迁移率梯度遵循通用函数形式，为理解离子特异性效应提供重要进展。
2026-10-06 cond-mat.soft
Molecular-Scale Hydrophilicity Induced by Solute: Molecular-thick Charged Pancakes of Aqueous Salt Solution on Hydrophobic Carbon-based Surfaces
我们直接观察到分子厚的盐水溶液煎饼在疏水石墨表面的环境条件下，采用原子力显微镜。该观察结果表明盐溶液在石墨表面上具有意想不到的分子级亲水性，这不同于液滴在石墨表面上的宏观润湿性质。有趣的是，煎饼自发地表现出强烈的正电荷行为。理论研究表明，这种带正电荷的煎饼的形成归因于水溶液中的Na+离子与石墨表面上的芳环之间的阳离子-π相互作用，促进了水分子与阳离子一起吸附到石墨表面上;即，Na+离子作为介质，在一侧通过阳离子-π相互作用吸附到石墨表面，同时在另一侧通过水合相互作用在分子尺度上与水分子键合。这些发现表明，关于碳基石墨表面的实际相互作用，包括石墨烯、碳纳米管和生物炭的相互作用，可能与现有理论有显著不同，它们为控制表面润湿性、相互作用和相关的物理、化学和生物过程提供了新的见解。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of ionic ordering in conductivity experiments of DNA aqueous solutions
通过电导率实验研究了DNA水溶液中离子有序性的影响。在28 ~ 70 ℃温度范围内对DNA与KCl盐的溶液进行电导率测量。盐浓度从0到2 M不等。还进行了不含DNA但具有相同浓度KCl盐的溶液的电导率。结果表明，在无盐溶液中，DNA的双螺旋发生了熔解过程，而在加盐溶液中，DNA的大分子不发生变性。当盐浓度低于某一临界值（0.4M）时，DNA溶液的电导率高于不含DNA的KCl水溶液的电导率。从临界浓度开始，KCl溶液的电导率高于添加盐的DNA溶液的电导率。为了描述实验数据，基于电解质理论阐述了唯象模型。在开发模型的框架中，引入了一种对抗排序机制。根据这一机理，在低盐浓度下，体系的电导率是由DNA离子水合壳层的反离子引起的。增加盐的量到临界浓度，反离子凝聚在DNA聚阴离子上。盐浓度的进一步增加导致DNA-盐复合物的形成，这降低了系统的电导率。
2014-01-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Chloride ions as integral parts of hydrogen bonded networks in aqueous salt solutions: the appearance of solvent separated anion pairs
在过去的50年里，与氯离子的氢键经常被讨论。尽管如此，这种二级分子间键合相互作用在氢键网络中的可能作用还没有被详细研究。在这里，我们认为计算机模型的浓缩氯化锂水溶液和计算通常的氢键网络特性，如集群的大小和环状实体的分布，无论是模型，考虑和不考虑氯离子。在氢键环的分析过程中，在高LiCl浓度下检测到大量的“溶剂分离阴离子对”。它表明，考虑到卤素阴离子的氢键网络的有机成分，使结构细节的解释显着更有意义的比只考虑水分子。最后，我们比较模拟的结构产生的“好”和“坏”的潜在集的基础上，在这里开发的工具，并表明，这种新的概念，确实，也有助于区分合理和无意义的结构模型。
2020-05-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Physicochemical Effects in Aging Aqueous Laponite Suspensions
我们通过进行广泛的流变学和电导率实验，研究了Laponite水悬浮液的老化行为作为Laponite浓度、盐浓度、自悬浮液制备以来所经过的时间（空闲时间）和温度的函数。我们观察到，时间演变的弹性模量，它描述了结构的建设和老化，转移到低的时间进行的实验，为更高浓度的锂皂石，更高浓度的盐，更高的温度和更高的空闲时间，同时保持在固体政权的曲率演变。因此，弹性模量在固体状态下的演变的适当移动导致老化时间、闲置时间、盐浓度、锂皂石浓度、温度的叠加。这种叠加的存在表明，无论所述变量在探索范围内的微观结构建设的一般性质。获得叠加所需的移位因子的行为表明，与结构建立相关的能垒随着空闲时间和温度的增加而降低;并且随着锂皂石和盐的浓度的增加而线性降低。电导率实验表明，悬浮液的离子电导率随着锂皂石浓度、盐浓度、温度的增加而增加，并且非常重要的是随着闲置时间的增加而增加。我们还使用DLVO理论分析了粒子间的相互作用，该理论表明，当粒子以平行方式彼此接近时，空闲时间、温度和盐浓度的增加会增加排斥能垒的高度，同时减小排斥能垒的宽度。流变学和电导率实验分析表明，在Laponite的水悬浮液的低能结构的吸引相互作用的强烈影响。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electric double layer composed of an antagonistic salt in an aqueous mixture: Local charge separation and surface phase transition
我们研究了双电层含有拮抗盐在水溶液中的混合物，其中阳离子是小的和亲水的，但阴离子是大的和疏水的。在这种情况下，在电荷密度和溶剂组成之间产生强耦合。结果，阴离子被捕获在疏水壁上的富油吸附层中。然后我们改变壁面上的表面电荷密度$σ$。对于$σ>0$，阴离子保持累积，但对于$σ<0$，阳离子随着$|σ|$的增加而被吸引到壁。此外，当溶剂相互作用参数$χ(T)$超过由本体中的组成和离子密度确定的临界值$χ_c$时，电势降$Ψ(σ)$是非单调的。这导致具有不同$σ$和相同$Ψ$的两种双电层之间的一级相变。在平衡中，这样的两层区域可以共存。由于有限的离子尺寸的空间效应是至关重要的，在这些现象。
2017-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Additive Ion Effects on the Coil-Globule Equilibrium of a Generic Polymer in Aqueous Salt Solutions
Shiv Nadar Institution of Eminence（Shiv Nadar卓越学院）
通过通用聚合物的原子模拟，发现非特异性聚合物-离子和聚合物-水相互作用足以再现弱水合和强水合阴离子混合溶液中的非加和性盐效应。
2026-06-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Impacts of surface chemistry and adsorbed ions on dynamics of water around detonation nanodiamond in aqueous salt solutions
Water near detonation nanodiamonds (DNDs) forms a Hydrogen Bond (HB) network, whose strength influences DNDs' fluorescence intensity and colloidal stability in aqueous suspensions. However, effects of dissolved ions and DND's surface chemistry on dynamics of water that manifest in rupture and formation of HBs still remain to be elucidated. Thus, we carried out molecular dynamics simulations to investigate the aforementioned effects in the aqueous salt (any of KCl, NaCl, CaCl\_2, or MgCl\_2) solution of DND functionalized with any of -H, -NH\_2, -COOH, or -OH groups. We observed the specific ca…
2021-02-26 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Delayed luminescence induced by complex domains in water and in aqueous solutions
最近对水的许多研究已经阐明了由氢键结合的低密度和高密度畴组成的复杂结构。在这项工作中，纯水和硅胶（TEOS）的水溶液的结构已被调查，通过使用延迟发光，以前已经显示出显着增加的盐水溶液中，低密度域的形成是预期的。在水-正硅酸乙酯溶液中，光子发射表现出Arrhenius趋势，其激活能大于纯水和盐水溶液。此外，延迟光子发射衰减显示在溶液和纯水中的约5微秒的固有寿命，以及由TEOS的存在引起的二次寿命，可能与不同域的形成有关。
2014-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Charge neutrality breakdown in confined aqueous electrolytes: theory and simulation
我们研究，使用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟，带电荷的无限平面表面之间的电解质水溶液，在与散装盐水库接触。与最近的实验观测结果一致[Z. Luo等人，6，6358（2015）]，我们发现受限电解质缺乏局部电荷中性。我们表明，一个密度泛函理论（DFT）的基础上的散装HNC膨胀适当占强静电相关性，并允许我们准确地计算带电表面之间的离子密度分布，即使是含有三价抗衡离子的电解质。DFT使我们能够探索局部电荷中性违反的程度，作为板分离和散装电解质浓度的函数，并准确地计算带电表面之间的相互作用力。
2016-09-02 cond-mat.soft
Effect of dissolved salt on the anomalies of water at negative pressure
在环境压力下向水中加入盐会影响其热力学性质。在低盐浓度下，密度极大值等异常现象向低温移动，而在足够大的盐浓度下，它们不再被观察到。在这里，我们调查盐的影响，最近在纯水中观察到的异常在负压：沿等厚线的声速最小值的存在。我们比较实验和模拟的氯化钠水溶液的摩尔浓度约$1.2\,\mathrm{mol\,kg^{-1}}$，达到压力超过$-100\,\mathrm{MPa}$。我们还讨论了声速极小值的来源，并强调了声速温度和密度异常的相对位置的重要性。
2020-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Aqueous Nanoclusters Govern Ion Partitioning in Dense Polymer Membranes
在水溶液中通过响应性聚合物膜和水凝胶对带电分子的吸收和吸附对于软功能材料的开发至关重要。在这里，我们研究简单单原子的划分（Na $^+$，K $^+$，Cs $^+$，Cl $^-$，I $^-$）和一个分子离子（4-硝基酚盐; NP $^-$），电中性聚合物（$N$ -异丙基丙烯酰胺）膜的显水分子动力学模拟模拟力学模拟.在主要的疏水环境中，水分布在多分散水纳米团簇的网络中。团簇的平均大小决定了简单离子的平均静电自能，这些简单离子最好深深地存在于它们内部;因此，我们发现了比使用均匀介电常数的简单玻恩图所预期的大得多的分配比$K\simeq\>$ 10 $^{-1}$。尽管它们的不规则形状，我们观察到，水簇具有普遍的负静电势相对于他们的周围，是已知的水的液体-蒸汽界面。这种潜在的，我们发现隐藏在对称的单原子盐的情况下，可以显着影响较大的带电分子的转移自由能，因为它们的弱水合作用和增加的亲和力界面。因此，与简单离子形成鲜明对比的是，分子离子NP $^-$可以具有比1大得多的分配比，$K\simeq\>$ 10-30（取决于阳离子类型）或甚至超过单价盐的$10^3$，这解释了最近观察到的在致密聚合物网络内催化的NP $^-$还原的增强的反应动力学。这些结果还表明，电离分子甚至可以增强在塌陷的疏水凝胶中的分配，这强烈挑战了传统的简单化推理。
2020-03-20 cond-mat.soft
Poisson-Fermi Modeling of Ion Activities in Aqueous Single and Mixed Electrolyte Solutions at Variable Temperature
数以万计的经验参数的组合爆炸对扩展的Debye-Hückel模型计算化学中最重要的盐的水溶液混合物的活度系数提出了巨大的挑战。参数的爆炸起源于德拜-休克尔理论的唯象扩展，该理论没有考虑离子和水的空间效应和相关效应。相比之下，近年来发展起来的泊松-费米理论将离子和水分子视为具有间隙空隙的任何尺寸的非均匀硬球，并包括离子-水和离子-离子相关性。我们提出了一个Poisson-Fermi模型和数值计算方法，用于计算在大范围的盐浓度和温度下具有任意数量的离子物种的电解质溶液的单个或平均活度系数。对于每一条活度-浓度曲线，我们证明了泊松-费米模型最多只需要三个不变的参数就能很好地拟合相应的实验数据。这三个参数是与玻恩半径的溶剂化能量的离子在电解质溶液中，盐浓度的变化在一个高度非线性的方式。
2017-12-23 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Electric surface potential of dodecane nano-drops in aqueous solutions of low ioinic strength
虽然固体颗粒的表面电荷是其合成的直接结果，但悬浮油滴的表面电荷取决于周围分子的吸附平衡。盐的存在提高了水相的极性，有利于表面活性剂从水溶液中盐析出来并增加其表面过量。然而，电解质也屏蔽了液滴的表面电荷[Debye-Hückel，1923]。结果表明，静电表面电位随着离子强度的增加而增加，直到界面饱和，然后下降。这种行为产生了之前在水包十六烷纳米乳液中观察到的最大值[Urbina-Villalba，2013; 2015]。在这里，作为氯化钠浓度的函数的两个十二烷在水中（d/w）的纳米乳液的表面电位的变化进行评估。正如预期，浓度为0.5和7.5 mM十二烷基硫酸钠（SDS）时获得最大值。然而，表面过量的十二烷滴显示的宏观吸附等温线预测的吸附平衡之间的中间行为，和以前发现的十六烷滴。通过在5分钟内监测分散体的平均半径的变化来跟踪所制备的乳液的稳定性，这是聚集速率的典型评价中所用时间的6倍。在7.5 mM SDS的情况下，最小的尺寸变化与发现的最大表面电位（40 mM NaCl）一致。对于0.5 mM SDS未观察到这一点。三个制度的不稳定被发现存在取决于水相的离子强度。它们对应于以下的普遍性：1）溶解/成熟，2）聚集，和3）晶体沉淀。
2020-07-22 cond-mat.soft
Concentration regimes in salt-free aqueous xanthan solutions under shear
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；NETZSCH-Gerätebau GmbH（NETZSCH设备制造有限公司）
研究盐自由水性黄原胶溶液在剪切下的浓度区域，发现其粘度与浓度的关系遵循幂律，区分了六个不同浓度区域，并探讨了剪切速率对粘度行为的影响。
2026-04-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Salt-specific effects in lysozyme solutions
通过浊点温度（$T_{cloud}$）测量，研究了添加低分子量盐对溶菌酶水溶液性质的影响。在pH=6.8（磷酸盐缓冲液）和pH=4.6（乙酸盐缓冲液）下研究了蛋白质、缓冲液和简单盐在水中的混合物。我们表明，以高于$I_{buffer} = 0.6$ mol dm $^{-3}$的量添加缓冲剂不影响$T_{cloud}$值。然而，通过用另一种盐替换一定量的缓冲电解质，保持总离子强度恒定，我们可以显著改变浊点温度。所有的盐都会使溶液失稳，其影响程度取决于盐的性质。实验结果进行了分析的框架内的单组分模型，它对待蛋白质-蛋白质相互作用的高度方向性和短程。我们使用这种方法来预测第二维里系数，和液-液相图的条件下，其中$T_{cloud}$是实验确定的。
2016-03-23 cond-mat.soft
Understanding the Anomalous Diffusion of Water in Aqueous Electrolytes Using Machine Learned Potentials
本文利用基于密度泛函理论训练的机器学习原子势函数进行分子动力学模拟，成功重现了水溶液电解质中水的反常扩散现象，并揭示了CsI和NaCl溶液中离子对水扩散率产生不同影响的微观机制。
2023-07-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
A study of structural organization of water and aqueous solutions by means of optical microscopy
结果表明，在微观层次上的结构，以前没有详细描述的现象，是水和水溶液的固有属性。在室温条件下，水（包括“超纯”水）和水溶液是分散体系，其中被一层水合水（平均直径约10-15微米）包围的NaCl微晶是“基本微粒”，其形成分散相的基础。被认为是这些微粒的形成和它们的演变过程中的非结构化部分的水-分散介质-蒸发的可能方式。特别是，它们作为气溶胶污染物存在于空气中。当溶液的离子强度增加时，水-盐颗粒聚集，形成新的相-凝聚层，在水的液体部分蒸发后保留在基底上。在液体介质中形成的凝聚层结构的聚集体在加热过程中是无序的，这可能导致水在50°-60 ° C范围内的温度下的许多物理化学性质的变化，这些变化在原子-分子概念的框架中尚未得到正确解释。
2018-09-04 cond-mat.soft
Development of Statistical Associating Fluid Theory for Aqueous Ionic Liquid Solutions by Implementing Monte Carlo Simulations and Ornstein-Zernike Integral Equation
本文将统计缔合流体理论（SAFT）的最新版本SAFT 2与vanderWaals和Platteeuw理论相结合，研究了烷烃水合物的相平衡条件。该模型被发现提供了一个准确的表示的烷烃水合物的解离条件，有和没有抑制剂，如盐，醇，以及混合盐和醇。基于SAFT 2模型，建立了一个用于模拟离子液体（IL）水溶液热力学性质的非均相SAFT状态方程。在模型参数可调的情况下，异片段SAFT能较好地反映咪唑离子液体的液体密度、活度系数和渗透系数。利用多嵌段SAFT和vanderWaals和Platteeuw理论研究了咪唑离子液体对甲烷水合物的抑制作用。通过蒙特卡罗模拟和Ornstein-Zernike积分方程的求解，对SAFT模型进行了修正，使其更好地表征离子液体水溶液的热力学性质.提出了一种简单的修正MSA模型，简称KMSA模型，用于准确预测含中性组分的电解质体系的过剩能。蒙特卡罗模拟也进行了灵活的带电硬球链分子，并提出了一个SAFT模型，该模型实现了二聚体或二聚体单体的方法来考虑带电链的连接。
2017-05-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Rheological Behavior of Aqueous Suspensions of Laponite: New Insights into the Ageing Phenomena
本文利用流变学工具研究了不同盐浓度锂皂石悬浮液的老化行为。据观察，老化伴随着复数粘度的增加。随后的蠕变实验在不同的年龄表现出阻尼振荡的应变。阻尼振荡的特征时间尺度，延迟时间，表现出显着的减少与年龄的系统。然而，这种依赖性随着盐浓度的增加而减弱，这是已知的改变系统的微观结构从玻璃状到凝胶状。我们假设，在延迟时间的减少可以表示为周围的被捕实体，反对系统的弹性形变的耗散环境的粘度（摩擦）的减少。我们认为，胶体玻璃中的老化导致更大的有序性，从而提高了组分之间的相对间距，从而降低了摩擦阻力。然而，由于凝胶状态在结构（分形网络）上固有地不同于玻璃（无序），因此在相同状态下老化不会诱导有序化。因此，我们观察到延迟时间对年龄的反向依赖性随着盐浓度的增加而变弱。我们从锂皂石悬浮液的玻璃态和凝胶态的老化动力学的角度分析了这些结果。
2008-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A simulation study of homogeneous ice nucleation in supercooled salty water
我们使用计算机模拟研究盐对均质冰成核的影响。所用溶液模型的熔点通过直接共存模拟和来自水化学势的先前计算的热力学积分获得。使用播种的方法，其中我们模拟嵌入在过冷水溶液中的冰种子，我们计算的成核率作为温度的函数为1.85摩尔NaCl每公斤水溶液在1巴。为了提高我们的计算的准确性和可靠性，我们结合播种与直接计算的冰-溶液界面自由能共存，使用模具集成方法。我们将结果与以前的纯水模拟工作进行比较，以了解溶质所造成的影响。该模型捕捉到的实验趋势，即在给定的过冷度的形核速率下降时，添加盐。尽管冰成核的热力学驱动力对于给定的过冷度对于盐水是较高的，但是由于冰-流体界面自由能的显著增加，成核速率随着盐而减慢。盐水模型预测的冰成核率与实验测量结果吻合较好，使模型的预测能力的信心。
2017-10-10 cond-mat.soft
Salt-Driven Assembly of Magnetic Silica Microbeads with Tunable Porosity
多孔磁性二氧化硅微球具有吸附性能强、易于回收等优点，在生物和环境领域具有广阔的应用前景。这项工作的目的是开发一种新的，廉价的和环境友好的方法的基础上团聚的纳米粒子在水液滴。使用乳液作为几何约束预期导致形成具有取决于水相含量的可调组成的球形珠粒。在室温下，通过向含有二氧化硅和氧化铁纳米颗粒的油包水乳液中加入氯化钙诱导胶体去稳定化来制备磁性二氧化硅珠。研究了盐浓度、乳化方式、疏水表面活性剂浓度以及二氧化硅含量对乳化效果的影响。该方法能够生产直径在1微米和9微米之间的球形珠粒。使用能量色散X射线光谱法和扫描透射电子显微镜证实了在珠结构内掺入磁性纳米颗粒，并导致制备产率高达84%的磁响应珠的生产。通过在油相中加入表面活性剂Span 80，可以调节珠粒的粗糙度和孔隙率。
2020-05-17 cond-mat.soft physics.app-ph
Structure and stability of self-assembled actin-lysozyme complexes in salty water
利用同步辐射小角X射线散射和分子动力学模拟研究了肌动蛋白和溶菌酶之间的相互作用。溶菌酶最初桥对肌动蛋白丝，放松成六边形协调的柱状复合物由肌动蛋白举行在一起的不相称的一维紧密堆积的阵列的溶菌酶大离子。这些复合物被发现是稳定的，即使在显着浓度的单价盐的存在下，这是定量解释从冷凝和水相之间的盐的重新分配。
2005-07-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Overcharging: The Crucial Role of Excluded Volume
在这封信中，我们调查的机制过度充电的一个单一的球形胶体在水溶液中的盐的存在下的原始模型的框架内的分子动力学（MD）模拟以及积分方程理论。我们发现，过充电的发生和强度强烈依赖于盐离子的大小，和流体中的可用体积。为了理解微离子的排斥体积的作用，我们首先考虑不带电的系统。对于一个固定的体积浓度，我们发现，在增加流体颗粒的尺寸强烈增加的局部浓度附近的胶体表面和颗粒变得横向有序。对于带电系统，第一表面层主要由强关联的抗衡离子构成。我们认为，这是一个关键的机制，以产生过充电与低静电耦合，并作为一个更实际的结果，占电荷反转与一价含水盐离子。
2002-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Properties of compatible solutes in aqueous solution
我们对四氢嘧啶、羟基四氢嘧啶和脲在显式溶剂中的反应进行了分子动力学模拟。特别注意的是水分子的局部周围结构。我们的研究结果表明，四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶能够积累更多的水分子比尿素的一个明显的排序，由于氢键。我们已经证实，在一个定义良好的水化球的分子的充电是主要的重要性。还研究了不同盐浓度的影响。最后，我们提出了DPPC单层相变的实验结果，验证了我们的数值研究结果。
2011-09-20 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Direct measurements of the effects of salt and surfactant on interaction forces between colloidal particles at water-oil interfaces
胶体颗粒之间的力量在癸烷-水界面，在低浓度的一价盐（NaCl）和表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的存在下，在水的亚相，已使用激光镊子进行了研究。在不存在电解质和表面活性剂的情况下，颗粒相互作用表现出长程排斥，但不同的颗粒对的相互作用的变化被发现是相当大的。因此，对几个粒子对取平均值被认为是必要的，以获得可靠的评估盐和表面活性剂的影响。之前已经提出，排斥与油相中少量解离电荷之间的静电相互作用一致，导致随着距离的-4次方衰减，并且不存在电解质浓度的任何影响。然而，目前的工作表明，增加电解质浓度确实产生，平均而言，与电解质浓度的相互作用力的大小减少。这意味着水侧的电荷也对静电相互作用有显著贡献。SDS浓度的增加导致相互作用力的类似减小。此外，固定SDS浓度下的排斥力随着时间的推移而降低。最后，测量三体相互作用提供了洞察的各向异性的相互作用的性质。在油-水界面处的颗粒之间的独特的时间依赖性和各向异性相互作用允许定制悬浮结构的聚集动力学和结构。
2007-09-07 cond-mat.soft
Peaked bulk crystal nucleation in charged sphere melts from salt concentration dependent crystallization experiments at very low metastability
我们确定了散装晶体成核率在低亚稳带电球的水悬浮液。实验进行依赖于电解质浓度和两个不同的粒子数密度。随时间变化的成核速率显示出明显的初始峰值，而凝固后的晶体尺寸分布偏向于更大的晶粒尺寸。在每个浓度下，成核速率密度最初随盐浓度的增加而呈指数下降。然而，完整的数据集，显示出一个意想不到的缩放的成核速率密度与亚稳态倍的粒子数密度。用经典成核理论对结果进行参数化处理，发现核表面和成核势垒的界面自由能非常低，远低于热能。我们尝试性地将我们的观察结果归因于由所采用的条件化技术引入并充当成核种子的双重态的存在。
2021-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Behavior of Supercooled Aqueous Solutions Stemming from Hidden Liquid-Liquid Transition in Water
解释过冷水异常现象的一个流行假设是，在均匀形核线之下隐藏着一个亚稳的液-液转变。如果这种转变存在，并且如果它由临界点终止，则添加溶质应该产生从纯亚稳水的临界点发出的液-液临界点线。我们已经分析了这种情况下的热力学后果。特别地，我们考虑了两个系统，H2O-NaCl和H2O-甘油的行为。我们发现，在过冷水溶液中的NaCl，由阿彻和卡特报道的热容的行为，是一致的亚稳的液-液转变的存在。我们提出了一个解释的甘油水溶液中的液-液转变，最近观察到的村田和田中，阐明的非保守性质的序参量，其耦合密度和浓度，和特殊的“旋节分解无相分离”。我们还展示了如何在一个解决方案中的临界线的形状控制共存的液相的浓度差。
2014-08-21 cond-mat.soft
How temperature rise induces phase separation in acidic aqueous biphasic solutions
基于离子液体的酸性水两相溶液（AcABS）最近在金属回收领域提供了突破。实际上，三丁基十四烷基氯化鏻（P $_{44414}$ Cl）和水含量大于60%的酸的混合物呈现出对金属离子具有非常好的萃取效率的相分离。此外，该三元溶液呈现下溶液临界温度（LCST），这意味着相图的两相区域随着温度的升高而增加，换句话说，从均匀液体的相分离可以通过温度的升高（通常几十度）来诱导。我们在这里解决的微观机制驱动相分离。小角中子散射为我们提供了不同酸含量和温度下的结构信息。我们的特点是球形胶束形成的二元离子液体/水溶液和胶束聚集时，加入酸，由于静电排斥的屏蔽。如果添加盐导致溶液中相同的转变，则离子强度不是相关参数，并且必须考虑更微妙的影响，例如离子大小或极化率，以使相图合理化。酸浓度和/或温度的增加最终导致胶束絮凝和相分离。这最后一步是通过氯离子在胶束表面的吸附实现的，吸附焓为$\sim$ 12 kJ/mol。胶束之间的吸引力可以很好地理解在DLVO电位。这种放热吸附补偿了熵成本，导致系统的反直觉行为。
2022-01-10 cond-mat.soft
Temperature of maximum density and excess properties of short-chain alcohol aqueous solutions: A simplified model simulation study
我们进行了广泛的计算研究的二元混合物的水和短链醇诉诸两个规模的潜在模型，以考虑氢键液体的奇异性。水分子是由一个很好的研究核心软化电位，这是已知的定性占了大量的水的特征异常。沿着同样的思路，醇分子被二聚体理想化，在二聚体中羟基基团彼此相互作用，并与具有核心软化势的水相互作用。涉及非极性基团的相互作用都被认为是纯粹的排斥。我们发现，定性行为的过剩性质（过剩体积，焓和恒压热容）同意实验发现的醇类，如叔丁醇在水中。此外，我们观察到，我们的简单的溶质在一定条件下作为一个“结构制造商”，在这个意义上说，体积水模型的最大密度的温度增加作为溶质的添加，即溶剂的异常行为是由溶质增强。
2017-01-30 cond-mat.soft
Ageing under stress and mechanical fragility of soft solids of laponite
在这项工作中，我们研究了剪切流下的锂皂石水悬浮液的软玻璃态固体的老化行为。我们观察到，当施加的时间是由一个主导的系统的弛豫时间归一化，在不同的年龄流变响应显示叠加。这种行为的分析表明，随着年龄的变形场下的结构演化，所代表的主要弛豫模式对年龄的依赖性，变得越来越弱，因为该系统变得越来越不均匀，由于增加盐引起的吸引力的相互作用增强。相同弹性模量下的蠕变-恢复行为显示，对于具有更多盐的系统，粘性耗散更多，表明机械脆性增加。这项研究表明，盐浓度的增加，增强了吸引力的相互作用，并导致更大的不均匀性，导致一种状态，其中颗粒通过较弱的相互作用保持在一起。这项工作导致重要的见解微观结构如何影响老化动力学。我们讨论了所观察到的行为的背景下老化的胶体玻璃和凝胶的水悬浮液的合成锂皂石。
2008-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase behavior and mesoscale solubilization in aqueous solutions of hydrotropes
水溶助长剂是两亲性分子，其太小而不能在水溶液中自发形成平衡结构，但形成动态的非共价组装体，称为簇。在疏水化合物的存在下，这些簇似乎变得稳定，导致形成长寿命，高度稳定的介观液滴，我们称之为介观增溶的现象。在这项工作中，我们专注于不寻常的介观性质的非离子水溶助长剂，即叔丁醇（TBA）的水溶液中，除了各种疏水化合物。TBA水溶液，在约3至8mol%TBA浓度范围和约0至25 ℃下，C温度范围内，表明存在短程（0.5 nm），短寿命（几十皮秒）的分子团簇，导致异常的热力学性质。这些集群是短暂的，但不放松扩散，从而明显不同于传统的浓度波动。在该浓度和温度范围内，在向TBA-水溶液中添加第三（更疏水的）组分时，观察到约100 nm尺寸的长寿命介观液滴。在这项工作中，我们澄清了溶解度定义背后的模糊性，并阐明了中尺度增溶现象。本文系统地研究了TBA-水-环氧丙烷、TBA-水-异丁醇和TBA-水-环己烷三个三元体系的宏观和介观相行为。我们区分分子溶解度，介观增溶，宏观相分离。我们已经证实，实际上稳定的水性胶体可以从小分子中产生，而无需添加表面活性剂或聚合物。这类新型材料可以应用于从药物到化妆品和农用化学品的各种工艺和产品的设计中。
2013-09-27 cond-mat.soft
Inverse swelling of a hydrophobic polymer in aqueous solution
我们解决了聚合物的逆溶胀问题。在水溶液中的所谓热可逆均聚物中，可以通过实验观察到这种现象，其中塌陷的聚合物链在温度降低时溶胀，并且认为这与疏水性在蛋白质折叠中的作用有关。我们考虑一个晶格流体模型的水，定义在一个体心立方晶格，这已被证明占大多数的水和单体溶质的疏水溶剂化的热力学异常。我们表示的聚合物作为一个自我避免行走在同一个晶格，并调查所得到的模型在一阶近似水平，相当于精确计算的Husimi晶格。取决于相互作用参数和施加的压力，该模型表现出一级和/或二级溶胀温度降低时的转变。
2006-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct calculation of the planar NaCl-aqueous solution interfacial free energy at the solubility limit
该研究借助Mold Integration技术，采用JC-SPC/E模型首次直接计算了常温常压下饱和NaCl溶液与四种晶面的界面自由能，证实其高度各向异性，结果与成核研究外推值吻合，填补了相关领域的空白。
2023-01-31 cond-mat.soft physics.chem-ph
Freezing point depression and freeze-thaw damage by nano-fuidic salt trapping
许多生物体和潮湿的物质能够忍受远低于大量水的冰点的温度。生物学中的耐低温性通常归因于“防冻”蛋白质，然而大规模过冷（$< -40^\circ$ C）在仅含有简单含水电解质的多孔介质中也是可能的。对于混凝土路面，普遍的看法是，冻融破坏是由于水在冻结时膨胀造成的，但这不能解释破坏混凝土所需的大压力（$> 10$ ~MPa）、观察到的路面破坏与除冰盐之间的相关性，或含苯的水泥浆的破坏（在冻结时收缩）。在这封信中，我们提出了一种不同的机制-纳米流体盐捕获-它可以解释观察结果，使用简单的数学模型，溶解的离子局限于生长的冰和带电表面之间的薄液膜。虽然捕获的盐降低了凝固点，但带电孔中的冰成核通过被排斥的离子引起巨大的分离压力，直到它们在较低温度下通过沉淀或表面吸附而被去除，从而释放压力并允许完全冻结。该理论能够预测混凝土冻融损伤的非单调盐浓度依赖性，并为理解抗冻性的起源提供了一个一般框架。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Intentionally added ionic surfactants induce Jones-Ray effect at air-water interface
琼斯-射线效应是在毫摩尔盐浓度下含水电解质的表面张力中的异常最小值。我们的实验表明，有意添加离子表面活性剂诱导琼斯射线效应。一维Poisson-Boltzmann理论，包括表面活性剂吸附和盐耗尽的影响，很好地符合所获得的实验数据。理论中所用的离子比表面亲合能的所有参数都与以前的实验相一致。这些结果有力地表明，到目前为止观察到的琼斯射线效应已引起的空气-水界面的不可避免的污染。
2018-10-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Speciation and hydration forces in sodium carbonate/bicarbonate aqueous solutions nanoconfined between mica sheets
研究了云母片间纳米受限空间中碳酸盐/碳酸氢盐溶液的物相与水化力，发现碳酸氢盐的存在导致云母表面电荷变化及水化力特征。
2025-12-03 cond-mat.soft
