2D versus 3D Freezing of a Lennard-Jones Fluid in a Slit Pore
本文用计算机模拟研究了(6,12)-Lennard-Jones流体在由两个均匀平面构成的狭缝孔中的流动。它们通过(3,9)-Lennard-Jones势与流体粒子相互作用。当流体接近液体到固体的转变时,我们首先观察到平行于壁的分层。为了研究冻结转变的性质,我们进行了详细的分析层中的键取向序参量。改变狭缝壁之间的距离,我们研究了如何从一个准二维结晶没有滞后和一个中间六角相的标准三维成核行为的变化。
2011-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nanothermodynamic description and molecular simulation of a single-phase fluid in a slit pore
我们描述了一个高度受限的单相和单组分流体在狭缝孔的热力学状态,使用希尔的小系统热力学。这个理论最近被命名为纳米热力学。我们首先构建一个合奏的狭缝孔控制温度,体积,表面积和化学势。根据Hill的积分和微分性质,给出了分离压力的定义。我们确定所有的热力学压力,他们的机械对应物在一个一致的方式,并探讨识别分子动力学模拟。定义并计算了分离压,证明了它包含标准定义。我们计算熵和能量密度,并发现与文献一致,在墙上的力量是一个充满活力的,而不是熵的性质。细分潜力为零,这个狭缝孔与大的墙壁,但不等于零的相关控制变量集。我们展示了如何希尔的方法可以用来找到新的麦克斯韦关系的封闭流体,除了一个缩放关系,这适用于当墙壁分开足够远。通过这种纳米热力学的扩展,我们为受限流体热力学的进一步发展奠定了基础,这是纳米技术的核心领域。
2020-12-02 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Orientational orders of small anisotropic molecules confined in slit pores
本文研究了小各向异性参数的硬高斯重叠分子在两个平面平行的无结构硬壁中的相行为。我们的调查的基础上,标准的常数NPT蒙特卡罗分子模拟导致我们一些有趣的发现。对于小的各向异性分子,α相在本体中是不稳定的,而如果壁之间的距离足够小,则可以形成取向有序相。该结果表明,形成液晶相所需的分子伸长在限制中比在体相中小。考虑到分子伸长的大小,计算结果表明小分子液晶可能存在禁闭状态。
2003-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting and capillary nematization of binary hard-platelet and hard-rod fluids
采用密度泛函理论研究了单壁和狭缝孔中硬片和硬棒二元胶体流体的相行为。通过数值极小化巨势泛函,分析了矩形粒子的取向被限制在三个正交取向的Zwanzig模型。的密度和取向的配置文件,以及表面的贡献,巨势确定。计算结果表明,硬杆流体存在壁诱导的从单轴对称到双轴对称的连续表面过渡。对于由两个平行硬壁限制的流体,我们确定了大狭缝宽度下的一级毛细线化转变,当狭缝宽度减小时,该转变终止于毛细临界点。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Beyond capillary condensation: Shear-induced bridging transitions in patterned slits
The Czech Academy of Sciences, Institute of Chemical Process Fundamentals(捷克科学院化学过程基础研究所);University of Chemistry and Technology Prague(布拉格化工大学);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
该研究探究了图案化狭缝中受限流体的平衡相行为,发现剪切诱导的桥接转变会形成丰富相图,广义开尔文方程确定相边界,相关预测经微观密度泛函模型验证。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.soft
Confinement effects on the random sequential adsorption packings of elongated particles in a slit
采用数值模拟的方法分析了二维细长颗粒(discorectangles)填充到两个平行壁之间的狭缝中的行为。使用随机顺序吸附模型与连续的位置和取向的自由度的填料。颗粒的纵横比(长宽比,$\varepsilon=l/d$)在$\varepsilon \in [1;32]$的范围内变化,而壁之间的距离在$h/d\in [1;80]$的范围内变化。数值研究了堵塞状态下沉积物的性质(覆盖率、序参量和粒子间的长程(逾渗)连通性)。$\varepsilon$和$h$的值显著影响填料的结构和渗流连通性。特别是,所观察到的非平凡的依赖性的干扰覆盖$φ(\varepsilon)$或$φ(h)$的解释由不同的几何因素的相互作用有关的限制,粒子取向的自由度和排除的体积效应。
2021-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Asymptotic properties of bridging transitions in sinusoidally-shaped slits
研究了正弦形粗糙壁面间桥接转变在壁面趋于平坦时的渐近性质,发现减小波数和振幅对转变影响不同,并通过密度泛函理论验证了桥接膜厚度的发散标度及振幅最小值的标度关系。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-size scaling functions for directed polymers confined between attracting walls
最近,人们计算了有限宽狭缝中通过吸引势与狭缝壁相互作用的定向自回避游动的精确解。步行可以被认为是模型的聚合物诱导的空间稳定和敏化絮凝的胶体分散体。大宽度的渐近导致的相图不同的聚合物附着到,并吸引到,一个单一的墙壁。由此产生的问题是:可以在单壁和两壁情况之间插值吗?本文考虑大长大宽同时存在的配分函数的二元渐近性,计算了配分函数的精确标度函数。因此,我们发现的缩放功能的聚合物在墙上引起的力。我们发现这些尺度函数是由椭圆θ函数给出的。在相图的某些部分,在单壁和双壁情况之间存在更复杂的交叉,我们阐明了这种情况是如何发生的。
2007-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.CO
Phase separation of an asymmetric binary fluid mixture confined in a nanoscopic slit pore: Molecular-dynamics simulations
作为一个通用的模型系统的不对称的二元流体混合物,溶解在二氧化碳中的十六烷被认为是,使用粗粒珠弹簧模型的短聚合物,和一个简单的球形粒子与Lennard-Jones相互作用的二氧化碳分子。在以前的工作中,它已被证明,这个模型再现真实的相图合理,也可以研究的初始阶段的spinodal分解在散装突然膨胀的系统。在一台多处理器超级计算机上使用并行化模拟软件包ESPResSo,在一个相当大的系统(1356 × 1356 × 67.8 A^3,相当于大约320万个原子)中模拟了限制在两种类型分子排斥的平行壁之间的薄流体膜的相分离。随着系统的突然膨胀,垂直于壁面和平行于壁面的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用:在初始阶段,十六烷分子主要聚集在狭缝孔的中心,但随着平行方向上结构的粗化,垂直方向上的不均匀性大大降低。然后研究距壁固定距离处的结构因子和关联函数,密度在这些距离处本质上不守恒,因此其行为与本体中的旋节分解有很大不同。一些的特征长度随时间表现出非单调变化,和简单的粗化描述的幂律增长,只有观察到,如果域的尺寸远大于膜的厚度。
2008-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Capillary Condensation and Depinning Transitions in Open Slits
本文研究了封闭在一个开口毛细管狭缝中的流体的低温相平衡,该狭缝由两个与气体储层接触的平行壁构成,两壁之间的距离为$L$。毛细管的顶壁是有限长度的$H$,而底壁被认为是宏观范围。该系统显示了丰富的相平衡所产生的两种不同类型的毛细管冷凝,角落填充和弯月面脱钉过渡之间的竞争取决于纵横比$a=L/H$的值,并分为三个制度:对于长毛细管,与$a<2/π$,冷凝是I型涉及cracci钉在毛细管的两端的顶部边缘。对于使用$2/π<a<1$的中间毛细管,取决于接触角的值,冷凝可以是I型或II型,其中冷凝物溢出到储层中并且没有钉扎。对于短毛细血管,使用$a>1$,冷凝总是II型。在所有方案中,对于明确确定的足够大的接触角,毛细冷凝被完全抑制。对于长的和中间的毛细管,我们表明,有一个额外的连续相变在冷凝的液体状相,与每个弯月面的脱钉,因为他们周围的狭缝的上开口边缘。半月板脱钉对于完全润湿为三阶,对于部分润湿为二阶。详细的标度理论开发这些过渡和相边界连接的楔(角)填充和润湿的理论,包括界面波动效应和分子间力的直接影响。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ground state of dipolar hard spheres confined in channels
研究了一个经典的二维硬球偶极子系统的基态。使用晶格和最小化技术,我们发现,在固定的壁分离,一阶过渡从真空到直的一维链的偶极子发生时,增加密度。密度的进一步增加产生波动链的稳定性以及非平凡的屈曲结构。我们详细地研究了偶极子的密堆积结构,发现一般情况下,密堆积的偶极子沿着狭缝的主轴具有复杂的磁化强度。我们的预测作为一个指导方针的实验与颗粒状的偶极和磁性胶体悬浮液限制在狭缝状通道的几何形状。
2018-03-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of weak surface fields on the density profiles and adsorption of a confined fluid near bulk criticality
本文用蒙特卡罗模拟和Lennard-Jones流体的密度泛函理论研究了近临界流体在两相同平面壁面之间的密度分布和Gibbs吸附。通过降低壁-流体相互作用相对于流体-流体相互作用的强度,我们观察到从正常表面普适性类的行为特征、强临界吸附到“中性”壁的行为特征的交叉。交叉是让人想起发生在伊辛薄膜的表面场消失的普通表面附近的过渡。对于“中性”壁的密度分布,远离壁,几乎是恒定的整个狭缝毛细管,并引起沿临界等容线是恒定的吸附。相同的“中性”壁产生毛细管共存线,其几乎与本体共存线相同。在交叉制度中,我们观察到的密度分布中的功能类似于发现在磁化曲线的临界伊辛膜受到弱表面场,即两个光滑的最大值,位于远离壁,合并成一个单一的最大值在中点的壁-流体相互作用的强度降低或壁之间的距离减小。我们讨论的相似性和差异的表面临界行为的流体和伊辛磁铁。
2003-06-02 cond-mat.stat-mech
Structural quantities of quasi-two-dimensional fluids
准二维流体可以通过将流体限制在具有窄间隔的两个平行壁之间来产生。这种流体由于失去平移对称性而呈现出垂直于壁的不均匀结构。以横向自由度作为一个适当的二维参考流体的扰动,我们提供了一个系统的扩展的$m$粒子密度为任意$m$。为了在狭缝宽度中领先,该密度分解为横向和侧向自由度的密度。显式表达式的下一个领先的顺序项阐述分析量化发病的不均匀性。案例$m=1$产生了具有曲率的密度分布,该曲率由相应2D参考流体的对分布函数的积分给出,在纯排除体积相互作用的情况下,该曲率减少到其2D接触值。有趣的是,我们发现,2D限制是微妙的,需要严格的条件上的流体壁相互作用。我们量化的各种结构量的收敛速度,他们的二维同行。
2014-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech