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
Stable crystalline lattices in two-dimensional binary mixtures of dipolar particles
通过一对相互作用的平行偶极子的粒子的二元混合物的相图计算在零温度下作为一个功能的组成和它们的磁化率的比率。使用晶格和,鉴定了丰富多样的不同稳定晶体结构,包括$A_mB_n$结构。[ $A$ $(B)$粒子对应于大(小)偶极矩。]它们的基本单元由$A$颗粒的三角形、正方形、矩形或菱形晶格组成,其中基底包括$A$和$B$颗粒的各种结构。对于小的(偶极)不对称性,除了纯的$A$和$B$三角形晶体之外,还存在中间体$AB_2$和$A_2B$晶体。这些结构在颗粒和胶体物质的实验中是可检测的。
2007-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The thermodynamical liquid-glass transition in a Lennard-Jones binary mixture
我们使用的副本的方法来研究的液体-玻璃热力学转变的框架中得出的结果。主要结果是重新推导,而不使用副本和应用到研究的Lennard-Jones二元混合物介绍了Kob和Andersen。我们发现由于熵危机存在一个相变。我们用解析法和数值法计算了相变点$T_{K}$和低温相的比热。
1999-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Supercooled-liquid and plastic-crystalline state in succinonitrile-glutaronitrile mixtures
我们报告了一个彻底的表征琥珀腈和戊二腈的混合物的玻璃相通过介电光谱和差示扫描量热法。该系统被揭示是一个罕见的例子,其中两个玻璃态的物质,结构无序的过冷液体和取向无序的塑性晶体,可以在同一材料中制备。这两种无序状态都可以很容易地过冷,最终达到结构玻璃或玻璃晶体状态。使用宽带介电谱的详细调查,使在这两个阶段的玻璃态动力学的比较。正如以前所证明的过冷液体和塑性结晶乙醇,我们的实验揭示了非常相似的弛豫行为和玻璃化温度的两种无序状态。因此,在玻璃化转变中的取向自由度的突出作用,建议乙醇的研究结果的基础上,是完全证实了目前的工作。此外,这两个阶段的脆弱性确定和比较不同的混合物。研究结果可以很好地理解内的能源景观为基础的解释脆弱性。
2013-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Mean-field model for a mixture of biaxial nematogens and dipolar nanoparticles
本文构建并分析双轴向列型液晶原与偶极纳米颗粒混合物的平均场模型,通过相图揭示纳米颗粒对向列相稳定性、多临界点及两类相变温度的影响。
2024-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excess wing in glass-forming glycerol and LiCl-glycerol mixtures detected by neutron scattering
用不同的中子散射技术研究了玻璃形成甘油和甘油与LiCl混合物的弛豫动力学。所进行的中子自旋回波实验,延伸到相对较长的弛豫时间尺度的顺序为10纳秒,应该允许检测的贡献,从所谓的多余的翅膀。这种现象,其微观起源是有争议的讨论,出现在各种玻璃成型,直到现在,几乎完全是由介电光谱和光散射研究。在这里,我们表明,松弛过程中造成的多余翼也可以检测到的中子散射,直接耦合到密度起伏。
2014-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Absence of Dipole Glass Transition for Randomly Dilute Classical Ising Dipoles
随着温度的降低,三维稀偶极系统将发生自旋玻璃转变。与此相反,我们发现从王朗道蒙特卡罗模拟,在低浓度$x$,偶极随机放置在一个立方晶格偶极相互作用不经历相变。我们发现,在热力学极限的“玻璃”转变温度$T_g$为$1/\sqrt{N}$,其中$N$是偶极子的数量为零。在低温下,较低浓度($x=4.5%$)的每个粒子的熵大于较高浓度($x=20%$)。
2005-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A theory for the dynamics of glassy mixtures with particle size swaps
我们提出了一个理论的动力学的二元混合物与颗粒尺寸互换。该理论是基于一个因式分解近似类似的模式耦合理论的玻璃动力学。该理论表明,根据物理直觉,颗粒尺寸交换为密度波动的弛豫开辟了额外的通道。因此,允许交换加速了动力学并且使动态玻璃化转变朝向更高密度和/或更低温度移动。计算了等摩尔二元硬球混合物的近似动态玻璃化转变相图。我们发现,在粒度交换的存在下,随着硬球直径的比率的增加,动态玻璃化转变线向更高的体积分数移动,直到直径的比率约等于1.2,然后饱和。我们评论的影响,我们的研究结果的玻璃化转变的理论描述。
2018-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization and Local Order in Glass-Forming Binary Mixtures
本地组织的模拟玻璃形成的混合物,由于Kob和安徒生进行了分析。证据是提出了一个结构的过渡,从三角形的协调多面体立方作为较小的物种B的数量分数增加对等摩尔。确定了该变化对偏径向分布函数g-{BB}(r)的影响。的结晶速率的组合物上的依赖关系的确定和相关的观察到的结构变化。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase separation kinetics of a symmetric binary mixture of glass-forming liquids
玻璃形成流体的混合物有时在低温下表现出玻璃-玻璃相分离。在这里,我们使用分子动力学模拟来研究玻璃-玻璃相分离的最简单的例子之一。考虑由A型粒子和B型粒子组成的混合粒子,其中A-A和B-B相互作用是相同的Lennard-Jones相互作用,A-B相互作用是排斥的。为了避免结晶,我们还引入了每种组分粒度的多分散性。我们研究了该模型在不同温度下的50:50浓度下的相分离动力学。我们发现,流体动力粗化发生时,温度高于玻璃态动力学的起始温度。在较低的温度下,在很长的时间内观察到扩散粗化,并且在较短的时间内出现进一步较慢的粗化。低于玻璃化转变温度时,畴的生长不会停止,而是变得对数缓慢甚至比对数更慢。通过分析两个时间的关联函数,我们表明,这些缓慢的粗化过程是伴随着一个放缓的微观动力学,这与老化动力学没有相分离的定性相似。基于这些结果,我们讨论了玻璃-玻璃相分离过程中的缓慢粗化和类老化微观减慢之间的可能联系。
2020-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connecting glass-forming ability of binary mixtures of soft particles to equilibrium melting temperatures
玻璃形成能力是玻璃制造和理解长期存在的玻璃转变问题的重要材料性质。由于非平衡性质,很难发展它的理论。本文报道软颗粒二元混合物的玻璃形成能力与平衡熔化温度有关。由于粒度或硬度的差异,混合物中的两种组分实际上感受到不同的熔融温度,导致熔融温度差距。通过改变颗粒的大小,刚度和组成在很宽的压力范围内,我们建立了一个全面的图片的玻璃形成能力,基于我们的发现的玻璃形成能力和熔化温度差距之间的直接联系。我们的研究揭示并解释了模型玻璃形成者的玻璃形成能力的压力和相互作用依赖性,并提出了通过操纵粒子相互作用来优化玻璃形成能力的策略。
2021-01-25 cond-mat.soft
Dielectric and conductivity relaxation in mixtures of glycerol with LiCl
我们报告了一个彻底的介电特性的α弛豫的玻璃形成甘油与不同的添加氯化锂。在20 Hz - 3 GHz的频率范围内研究了0.1 - 20 mol%的九种盐浓度,并在介电损耗和模量表示中进行了分析。提供了关于直流电导率、介电弛豫时间(从损耗)和电导率弛豫时间(从模量)的信息。总的来说,随着离子浓度的增加,从reorientationally过渡到conventionally占主导地位的行为观察和平移离子动力学和偶极reorientational动力学成为连续耦合。这就产生了这样的前景,即通过向偶极玻璃形成剂中加入离子,介电谱可以直接耦合到确定玻璃化转变的平移自由度,即使在通常观察到强去耦的频率范围内。
2008-04-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Is there a reentrant glass in binary mixtures?
通过采用计算机模拟的模型二元混合物,我们表明,在添加第二种组分时,只发生一个折返的玻璃化转变,如果玻璃形成组分和添加剂之间的短时间迁移率的比率$α$是足够小的。对于$α\approx 1$,根据双组分模式耦合理论,即使两个组分之间的尺寸不对称性很大,也不存在重入玻璃。另一方面,对于$α\ll 1$,仅通过有效的单组分模式耦合理论观察到并再现了凹入玻璃。
2004-02-09 cond-mat.soft
Translational and reorientational dynamics in carboxylic acid-based deep eutectic solvents
本研究通过宽频介电谱和流变谱考察三种羧酸基天然DES,揭示其玻璃化冻结、运动解耦及对偶极动力学、流变性质和室温直流电导率的影响。
2023-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass formation in a mixture of hard disks and hard ellipses
我们提出了一个事件驱动的分子动力学研究玻璃形成的二维二元混合物组成的硬盘和硬椭圆,其中两种类型的颗粒具有相同的面积。我们证明,在适当的条件下,在这样的系统中压缩时出现的特征玻璃形成行为。特别是,虽然旋转玻璃化转变只发生在椭圆形,这两种类型的粒子在一个单一的密度在平移自由度进行动力学逮捕。椭圆的平移动力学被发现是快于同一系统内的磁盘,表明形状各向异性促进粒子的平移运动。我们进一步研究了混合物的组成和长径比对玻璃形成的影响。对于混合物的椭圆纵横比为$k=2$,平移和旋转玻璃化转变密度随着增加的磁盘浓度以类似的速度下降,因此,这两个玻璃化转变保持接近彼此在所有的浓度调查。然而,通过升高$k$,旋转玻璃化转变密度以比平移玻璃化转变密度更快的速率减小,导致两个转变之间的椭圆形成取向玻璃。我们的模拟意味着,不同形状的颗粒混合物出现作为一个有前途的模型,用于探测颗粒形状在确定玻璃形成液体的性质的作用。此外,我们的工作说明了潜在的使用知识的玻璃形成性能的依赖于混合物的成分和颗粒形状,以协助合理设计的非晶材料。
2015-05-26 cond-mat.soft
Mixture of neutral and dipolar-hard spheres confined in a slit pore: field-induced population inversion and demixing
我们用蒙特卡罗模拟研究了非加性直径的中性和偶极硬球的二元混合物。为了了解人口反转的一个开放的孔隙和分层相变之间的相互作用,混合物被认为是在散装和限制在两个平行的硬墙建模狭缝孔。如前所示,在孔中施加均匀场以控制其组成。用吉布斯蒙特卡罗方法研究了体相和孔隙中的分层线。开孔散装混合物平衡研究的正则/巨正则模拟的组合。一个温和的静电耦合被认为是保持接近的条件下,其中已观察到在零场的少数物种的吸附跳跃。分层线给出了在批量和两个不同的孔隙宽度在平行和正常的领域,连同人口反转路径。类似的几何约束的效果,一个正常的字段被发现有利于混合状态,使粒子数反转不干扰去混合。平行场导致更复杂的场景。对今后工作的一些迹象进行了简要讨论。
2011-09-01 cond-mat.soft physics.class-ph
Structural Phases in Non-Additive Soft-Disk Mixtures: Glasses, Substitutional Order, and Random Tilings
不同物种之间的相互作用长度在一个二元混合物的软盘上的加和性条件的松弛打开了丰富的各种结构,在晶体和非晶状态与相关的各种各样的松弛动力学。我们报告的MD模拟研究的二进制软盘与负偏差的可加性,包括积累的证据,在亚稳液体结晶和发生的液体随机平铺过渡之前的晶体状结构。
2011-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.chem-ph
Theory for the single-particle dynamics in glassy mixtures with particle size swaps
本文提出了一个具有粒径交换的二元混合物单粒子动力学理论。该理论的一般结构遵循我们以前发展的具有颗粒尺寸交换的二元混合物中的集体动力学理论[G。Szamel,Phys. Rev. E 98,050601(R)(2018)]。粒子大小交换打开了一个额外的弛豫通道,这加快了集体动力学和单粒子动力学。为了作出明确的预测,我们诉诸于类似的模式耦合理论的玻璃动力学的因式分解近似。我们表明,像在标准模式耦合理论,单粒子运动成为逮捕在动态玻璃化转变预测的集体动力学理论。我们比较了非遍历参数预测我们的模式耦合的方法为一个等摩尔的二元硬球混合物的颗粒大小的交换与非遍历参数预测的标准模式耦合理论为相同的系统没有交换。我们的理论预测,“笼尺寸”是更大的系统中的颗粒尺寸交换。
2019-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generic behavior of ultrastability and anisotropic molecular packing in co-deposited organic semiconductor glass mixtures
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
研究六种共沉积有机半导体玻璃混合物的稳定性与各向异性分子堆积,用差示扫描量热法等研究发现其有超稳定行为,且混合物双折射可由纯组分玻璃双折射预测,有助于设计新型电子器件。
2026-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Partial clustering prevents global crystallization in a binary 2D colloidal glass former
两种具有长程偶极相互作用的超顺磁性胶体粒子的混合物被重力限制在悬挂水滴的平坦界面上。通过视频显微镜观察颗粒,并通过外部磁场控制偶极相互作用强度。该体系是研究二维玻璃化转变的模型体系,表现出小颗粒的部分聚集。这种聚集强烈依赖于大颗粒和小颗粒的相对浓度$ξ$。然而,改变相互作用强度$Γ$揭示了聚类不依赖于相互作用强度。使用Minkowski泛函和部分结构因子量化部分聚类方案。部分集群防止全球结晶的证据进行了讨论。
2009-10-13 cond-mat.soft
Highly Stable Glasses of cis-Decalin and cis/trans-Decalin Mixtures
Department of Chemistry, University of Wisconsin – Madison(威斯康星大学麦迪逊分校化学系);Institute of Physics, University of Rostock(罗斯托克大学物理研究所)
研究利用原位交流纳米量热法,首次制备出顺式萘烷及顺/反式萘烷混合物的高稳定性玻璃,其中50/50混合物的稳定性最优,相关成果为超稳定玻璃的制备提供了新方向。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Finite-size effects in the diffusion dynamics of a glass-forming binary mixture with large size ratio
采用分子动力学(MD)方法对等摩尔大尺寸比AB混合物进行了模拟。虽然大的A粒子显示出模式耦合理论$ρ_c$的临界密度附近的玻璃化转变,小的B粒子保持移动与相对较弱的降低其自扩散系数$D_{\rm B}$随着密度的增加。令人惊讶的是,在$ρ_c$周围,A粒子的自扩散系数$D_{\rm A}$也开始遵循相当弱的密度依赖性。我们表明,这是由于有限尺寸的影响,可以理解的集体相互扩散动力学的分析。
2022-02-24 cond-mat.soft
Glassy dynamics in asymmetric binary mixtures of hard-spheres
二元硬球混合物是具有竞争时间和长度尺度的多体系统的最简单表示之一。该模型与从根本上理解材料的结构和动力学性质有关,例如金属熔体,胶体,聚合物和生物基复合材料。它还使我们能够研究不同的尺度如何影响多组分玻璃形成液体的物理行为;这个问题仍然有待统一的描述。在这方面的贡献,我们报告不同的动态逮捕过渡高度不对称的二元胶体混合物,即,一个单一的玻璃大颗粒,其中的小物种仍然遍历,和双玻璃同时逮捕两个组件。当混合物接近任何玻璃化转变时,两个物种的集体动力学的弛豫变得耦合。在单玻璃域中,由于大球体的结构而发生空间调制,这是在双玻璃域中未观察到的特征。相反,小颗粒和大颗粒的\emph{self}动力学的弛豫在两个转变的边界处变得解耦;大的物种总是显示动力学逮捕,而小的物种仅在双层玻璃中出现逮捕。因此,为了获得不同的玻璃态的全貌,需要考虑到这两个物种的动力学。
2018-07-25 cond-mat.soft
Dynamical Behaviour of Fine Granular Glass/Bronze Mixtures under Vertical Vibration
我们报告的行为细青铜和玻璃球的混合物下正弦垂直振动。取决于它们的直径和振动的振幅和频率的比率,我们观察到形成尖锐的分离边界之间的富玻璃和富青铜相,没有总对流,这将混合这些阶段,和一些振荡和非周期性的行为。这些现象与玻璃和青铜颗粒的差异空气阻尼有关,在没有空气的情况下完全消失。
2001-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ionic conductivity of a lithium-doped deep eutectic solvent: Glass formation and rotation-translation coupling
本研究通过介电谱法探究锂掺杂深共晶溶剂甘氨酸的玻璃化冻结与旋转-平移耦合,发现锂掺入降低离子电导率并减慢偶极运动,但影响小于锂盐型深共晶溶剂,且低温下动力学解耦遵循分数德拜-斯托克斯-爱因斯坦关系。
2024-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatial separation of rotating binary Bose-Einstein condensate by tuning the dipolar interactions
通过考虑对称($^{164}$ Dy- $^{162}$ Dy)和非对称($^{168}$ Er- $^{164}$ Dy,$^{164}$ Dy-$^{87}$ Rb)偶极混合物,指出了旋转二元偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中偶极-偶极相互作用引起的与空间分离、可分辨性和质量对称性相关的各向异性效应。二元混合物保持在强煎饼形陷阱,由一个有效的二维耦合Gross-Pitaevskii方程建模。通过调节偶极$φ$的极化角,研究了偶极相互作用对双折射率和涡旋晶格结构的各向异性,这可以增强偶极-偶极相互作用(DDI)的吸引部分.在这个过程中改变吸引力的DDI,一个明确的空间分离被验证的密度在一些临界偏振角。的空间分离,对称混合物和径向的不对称的角度,验证排斥接触相互作用时,种间比$δ$大于1,这意味着该系统是不太混溶。在特定偶极对称情况下,示出了作为$δ$的函数的临界偏振角的相应结果。本研究的一个引人注目的结果是观察到的敏感性的涡型二元分布由于质量不对称。这是由对称偶极混合物,其中两个同位素是相同的物种的例子。
2018-12-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft nlin.PS
Multiple glass transitions in star polymer mixtures: Insights from theory and simulations
用模式耦合理论和广泛的分子动力学计算机模拟研究了星型聚合物二元混合物的玻璃化转变。特别是,我们已经探讨了玻璃化的尺寸不对称$δ$和浓度$ρ_2$的小的星形聚合物在固定浓度的大的参数空间。根据参数的选择,三种不同的玻璃态被确定:一个单一的玻璃的大聚合物在低$δ$和低$ρ_2$,一个双玻璃在高$δ$和低$ρ_2$,和一种新的双玻璃在高$ρ_2$和高$δ$,其特征在于由一个强大的本地化的小颗粒。在低$δ$和高$ρ_2$下,玻璃化和相分离之间存在竞争。以$(δ, ρ_2)$平面为中心,出现一个液态湖,揭示了可重入的玻璃形成。我们比较的动态密度泛函的理论预测的行为,并发现两者之间显着的协议。
2008-11-10 cond-mat.soft
Transitions among crystal, glass, and liquid in a binary mixture with changing particle size ratio and temperature
利用分子动力学模拟研究了二维二元混合物中晶体、玻璃和液体在高密度下的转变。我们改变两种组分的直径之比和温度。从晶体到玻璃或液体的转变伴随着缺陷的扩散而发生。我们用无序变量“D_j(t)”表示粒子j偏离六方有序的情况,并将缺陷可视化。缺陷结构是不均匀的,特别是在多晶态中。他们看起来相似的水晶玻璃交叉和融化。取“D_j(t)”在粒子上的平均值,我们定义了一个无序参数“D(t)",它方便地衡量整体无序的程度。在存在尺寸分散性的情况下,其在低温下淬火后的弛豫变得缓慢。其稳态平均值在晶体中较小,在玻璃和液体中较大。
2006-05-10 cond-mat.soft
Nonequilibrium Glass Transition in Mixtures of Active-Passive Particles
本文发展了一种模式耦合理论(MCT)来研究单分散的主动-被动硬球颗粒混合物的非平衡玻璃化转变行为。的MCT方程清楚地表明,玻璃化转变被转移到更高的值的总体积分数时,掺杂的被动系统与活性粒子。有趣的是,我们发现,玻璃化转变点可能会显示出非单调依赖于有效扩散的活性成分,表明一个非平凡类型的活动诱导再入行为。基于非遍历参数的分析表明,在小活动的玻璃态是由于笼效应,而在高活动可能是由于活动诱导的动态聚类。
2015-06-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Lithium-salt-based deep eutectic solvents: Importance of glass formation and rotation-translation coupling for the ionic charge transport
基于锂盐的深共熔溶剂,其中唯一的阳离子是Li+,是作为电化学储能设备如电池中的电解质的有前途的候选者。我们已经进行了宽带介电谱三个这样的系统,涵盖了广泛的温度和动态范围,从低粘度的液体在室温下的玻璃态接近玻璃化转变温度。我们检测到的弛豫过程,可以归因于偶极重取向动力学,并表现出明确的签名玻璃冻结。我们发现离子直流电导率的温度依赖性及其室温值也受这些系统的玻璃态动力学的支配,例如,玻璃化转变温度和脆性。与先前研究的相应系统相比,含有氯化胆碱而不是锂盐,由于玻璃化转变温度的变化和锂离子的较高离子电势,重取向和离子动力学都显着降低。这些锂基深共晶溶剂部分表现出显着的偶极重取向和离子平移动力学的解耦,并大致遵循分数Debye-Stokes-Einstein关系,导致直流电导率的增强,特别是在低温下。所提出的结果清楚地揭示了去耦效应的重要性和这些系统的典型的玻璃形成性能的技术相关的室温电导率。
2021-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Four-point susceptibility of a glass-forming binary mixture: Brownian dynamics
我们研究了由布朗动力学计算机模拟得到的Kob-Andersen-Lennard-Jones混合物的四点动态磁化率$χ_4(t)$。我们比较的模式耦合理论的定性预测的模拟结果。此外,我们测试了Berthier \textit{et al.} [Science,\textbf{310},1797(2005)]最近提出的四点磁化率的估计。
2006-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation of double glass in binary mixtures of anisotropic particles
我们研究了在两个维度的椭圆形和圆形颗粒的混合物中的玻璃化转变,使用取向相关的Lennard-Jones势。通过改变势、尺寸比和浓度等各向异性参数,我们实现了双玻璃,其中粒子的位置和取向都是无序的,但仍保持介观有序。椭圆在垂直或平面方向上锚定在圆形杂质周围。我们研究旋转和平移的时间-关联函数的减速。翻转运动的椭圆被激活更频繁的配置变化,后者导致结构松弛。
2013-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The glass transition of two-dimensional binary soft disk mixtures with large size ratios
我们在二维模拟二进制软盘系统,并研究如何动态变慢的面积分数增加对玻璃化转变。“脆弱性”量化了弛豫时间尺度依赖于面积分数的敏感程度,并且脆弱性强烈依赖于混合物的组成。我们确认了先前的结果,具有相似尺寸的颗粒混合物,其中形成小结晶区域的能力与脆性相关。然而,对于粒径比大于1.4的混合物,我们发现,脆性与结构有序性无关,而是与大颗粒的空间分布有关。大颗粒的运动速度比小颗粒慢,并作为限制“墙”,减缓附近小颗粒的运动。这些限制结构的重新排列决定了动力学不均匀性的寿命,也就是说,局部区域表现出异常快或慢的行为有多长时间。限域效应的强度与玻璃体系的脆性有关,也影响玻璃体系的老化行为。
2010-08-26 cond-mat.soft
Selective reflection of light in glassforming ternary liquid crystalline mixtures
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);AGH University of Cracow(克拉科夫AGH科技大学);Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Cracow(克拉科夫AGH科技大学材料科学与陶瓷学院);Jagiellonian University(雅盖隆大学);Faculty of Chemistry, Jagiellonian University(雅盖隆大学化学系);Military University of Technology(军事理工大学);Institute of Chemistry, Military University of Technology(军事理工大学化学研究所);Osaka University(大阪大学);Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科);Research Center for Thermal and Entropic Science, Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科热与熵科学研究中心)
研究通过多种方法探讨了三元液态晶体混合物的相变行为,发现smectic C_A*相在缓慢冷却下形成玻璃,并表现出热致变色效应和对蓝光的选择性反射,同时在smectic C*相中根据温度处理不同反射绿光或红光。
2026-01-13 cond-mat.soft
Freezing, melting and the onset of glassiness in binary mixtures
本文通过扫描典型玻璃形成二元混合物的温度—组成相图,发现玻璃化起始脱离凝固线却紧密追随过剩熵近似恒定的熔化线,且特征温度的压力依赖性符合同构理论。
2025-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic model for the glass transition: deeply supercooled liquids as mixtures of solid-like and liquid-like micro-regions
对于刚高于其玻璃化转变温度的深度过冷液体,我们提出了一个简单的热力学模型,其中深度过冷液体被假定为类固体和类液体微区的混合物。类液体区域的摩尔分数控制着过冷液体的热力学性质,而类固体区域的摩尔分数控制着过冷液体的弛豫时间或粘度。从深过冷液体的摩尔过剩熵的温度依赖性出发,导出了类液区摩尔分数的温度依赖性,从而得到了深过冷液体的弛豫时间或粘度的温度依赖性.我们的模型的一个中心参数,然后被证明是一个衡量的脆弱性的过冷液体。我们还提出了一种方法来测试我们的物理图像的深度过冷液体的分子动力学模拟的模型液体。
2012-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glassforming liquid crystalline equimolar mixtures of MHPOBC and fluorinated compounds -- structural, optical, and dielectric properties
本研究配制三种含MHPOBC与不同链长3FmHPhF6的液晶等摩尔混合物,表征其多相结构与性质,发现可形成近晶C$_A$*玻璃态,且玻璃化温度随氟化物链长增加而降低,倾斜角与选择反射特性具有温度依赖性。
2025-03-03 cond-mat.soft
Multi-component generalized mode-coupling theory: Predicting dynamics from structure in glassy mixtures
在致密的无序系统中,玻璃态动力学和玻璃态转变的出现在理论上仍然没有完全理解。模式耦合理论(MCT)已被证明是有效的,在描述一些非平凡的玻璃形成的功能,但它不能解释完整的玻璃现象,由于它是基于强近似。广义模耦合理论(GMCT)是模耦合理论的一个层次性扩展,它通过在广义框架下细致地描述高阶关联的动力学过程,比模耦合理论更胜一筹。不幸的是,该理论迄今为止仅针对单组分体系开发,因此对于高度多分散的材料效果不佳。在本文中,我们解决了这个问题,通过开发GMCT多组分系统。我们用它来预测的二元Kob-Andersen Lennard-Jones混合物的玻璃态动力学,以及其纯粹的排斥Weeks-Chandler-Andersen模拟。我们的研究结果表明,GMCT层次结构的每一个额外的级别逐渐提高GMCT的预测能力超过其以前的限制。这意味着我们的理论能够从静态关联中获得更多的信息,从而能够从第一性原理的角度更好地理解吸引力在过冷液体中的作用。
2021-03-30 cond-mat.soft
Crossover in dynamics in the Kob-Andersen binary mixture glass-forming liquid
玻璃形成液体根据其弛豫时间偏离Arrhenius行为而被广泛地分类为易碎或坚固。在液体如水和二氧化硅中观察到或推断出脆弱到强的交叉,最近还在金属玻璃和相变合金中观察到或推断出脆弱到强的交叉,导致期望这种交叉在玻璃形成者中更广泛地实现。我们调查计算研究的Kob-Andersen模型,访问温度远低于模式耦合温度$T_{MCT}$。我们发现弛豫时间在$T_{MCT}$附近表现出动力学上的交叉,并讨论了它是否具有从弱到强的交叉特征。动力学不均匀性的几个方面表现出反映动力学交叉的行为,而热力学量则没有。特别是,亚当-吉布斯关系描述的弛豫时间和构型熵之间的关系继续保持低于动力学交叉,当包括非谐波修正的振动熵。
2022-04-09 cond-mat.soft
Pole Analysis of the Inter-Replica Correlation Function in a Two-Replica System as a Binary Mixture: Mean Overlap in the Cluster Glass Phase
本研究针对超软粒子的团簇玻璃相,借助二元对称电解质类比开展双副本系统关联函数极点分析,结合自由能景观层级视角,在高斯核模型平均场近似下推导出平均重叠度解析形式,解释了该相中的新数值结果。
2024-07-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable structures of mixtures of magnetic particles in liquid-crystalline matrices
我们通过蒙特卡罗模拟研究了相似大小的棒和偶极软球的二元混合物的自组织。我们采用各向异性的Gay-Berne,偶极和软球相互作用模型的粒子间的相互作用。在磁矩为零的条件下,我们得到了多种完全互溶的液晶相,包括双晶相、近晶相和层状相。对于磁性混合物,我们发现液晶基质支持取向有序铁磁链的形成。根据物种的相对大小,链平行或垂直于杆的指向矢排列,形成单轴或双轴晶相、近晶相和层状相。作为一个示例性的外部扰动,我们施加一个均匀的磁场,导致单轴或双轴有序,否则各向同性状态。
2015-04-16 cond-mat.soft
Multiple Glasses in Asymmetric Binary Hard Spheres
多种不同的玻璃态发生在二元硬球混合物中,根据玻璃化转变的模式耦合理论(MCT),通过考虑小颗粒是否保持移动或不,以及小颗粒是否对扰动大颗粒结构有显著贡献来区分。在理想化的玻璃中,四种不同的玻璃被尖锐的转变分开,这引起涉及对数衰减定律的高阶转变现象,以及异常的幂律扩散。这种现象被认为是预期一般在玻璃形成的混合物。
2010-10-03 cond-mat.soft
Composition dependence of the glass forming ability in binary mixtures: The role of demixing entropy
我们提出了一个比较研究的玻璃形成能力的二元系统具有不同的组成,其中系统具有相似的全球晶体结构(CsCl+面心立方)。采用伞形取样技术的偏置蒙特卡罗模拟表明,随着较小粒子的组成减少,产生CsCl核的自由能成本增加。我们发现,具有相对较低的自由能成本,以形成氯化铯核的系统表现出更明显的液晶/晶体界面附近的预结晶分层。CsCl和fcc晶体之间的结构挫折需要这种分层。我们发现,接近等摩尔的混合物的熵罚分层较低,玻璃形成系统可以自发结晶时,接种一个核。这种熵罚作为组合物的函数显示出非单调行为,在类似于众所周知的Kob-Anderson(KA)模型的组合物处具有最大值。虽然KA模型显示了最大的熵罚,从而对CsCl形成的最大挫折,它也显示了强烈的倾向于结晶成fcc晶格的较大的“A”粒子,这可以解释从研究的能量。因此,对于更接近于等摩尔混合物的系统,尽管需要分层以提供其抗结晶的稳定性,但对于KA模型,其不是分层而是由较小的“B”颗粒周围的局部有利结构引起的缓慢动力学和结构挫折,这使其成为良好的玻璃形成剂。虽然这里研究的玻璃形成二元系统是非常相似的,不同的只是在组成,我们发现,他们的玻璃形成能力不能归因于一个单一的现象。
2016-03-30 cond-mat.soft
Efficient Monte Carlo simulation of a glass forming binary mixture
我们提出并使用了一种新的,混合蒙特卡罗算法,结合配置偏置粒子交换与并行回火。我们使用这种新的方法来模拟一个标准模型的玻璃形成的二元混合物以上和以下的所谓的模式耦合温度,Tmct。我们发现,以前用于外推的热力学量低于Tmct的温度下分解的模式耦合温度附近的一个anadministrator。因此,以前对所谓的考茨曼温度的估计需要重新审查。此外,我们还发现将扩散系数D和弛豫时间τ与构型熵Sc联系起来的Adam-Gibbs关系式D ~ exp(-a/TSc)和τ ~ exp(b/TSc)对构型和振动对自由能的贡献解耦的所有温度都是有效的。
2005-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relation between local density and density relaxation near glass transition in a glass forming binary mixture
该研究通过分子动力学模拟揭示二元玻璃形成体中局部密度、径向力与密度弛豫减缓的关联,并以类弦运动解释 VFT 关系的结构起源。
2023-08-15 cond-mat.soft
MD Simulations of Charged Binary Mixtures Reveal a Generic Relation Between High- and Low-Temperature Behavior
分子液体玻璃化减速的实验研究表明,玻璃化液体的高温活化能$E_{\infty}$与其玻璃化转变温度$T_{\text{g}}$直接相关。为了进一步研究这种可能的关系,在玻璃形成液体的高温和低温动力学,我们分析了二元混合物的玻璃态动力学使用分子动力学(MD)模拟。我们考虑了带电Lennard-Jones粒子的二元混合物,并改变粒子的部分电荷,从而改变系统的高温活化能和玻璃化转变温度。基于以前的结果,我们引入了一个唯象模型描述弛豫时间在整个温度制度,从高温到温度内的过冷制度。通过研究这两种粒子物种的分子和扩散长度尺度上的动力学沿等容和等压途径,我们发现一个二次电荷依赖的$E_{\infty}$和$T_{\text{g}}$,导致在一个近似恒定的比例,这两个数量独立的基本观察,热力学系综,和粒子物种,这一结果是强大的对$T_{\text{g}}$的实际定义。活化能和玻璃化转变温度之间的这种通用关系表明,高温动力学和玻璃化减速是相关的现象,和$E_{\infty}$的知识可以允许近似预测$T_{\text{g}}$。
2021-03-01 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
Dry Glass Reference Perturbation Theory: Development, Applications and Extensions
ExxonMobil Technology and Engineering Company(埃克森美孚技术与工程公司)
本文综述了干玻璃参考微扰理论(DGRPT)封闭在玻璃态聚合物非平衡热力学中的发展、应用与扩展,实现了复杂液体混合物在玻璃态聚合物中吸附的自洽精确预测,并用于膜分离过程。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ferroelectric glass of spheroidal dipoles with impurities: Polar nanoregions, response to applied electric field, and ergodicity breakdown
利用分子动力学模拟,我们研究了偶极玻璃晶体中的微球形,极性粒子和球形,金属壁之间的非极性杂质。我们提出的物理图片的铁电玻璃,这已被观察到的弛豫,混合晶体(如KCN $_x$ KBr $_{1-x}$),和聚合物。我们的系统在很宽的温度范围内进行扩散过渡,在那里我们看到被杂质包围的极性纳米区(PNR)。在我们的模拟中,杂质形成团簇,它们的空间分布是不均匀的。极化波动在相对高的$T$下增强,这取决于偶极矩的大小。当$T$进一步降低到非遍历状态时,它们形成冻结的PNR。因此,介电常数表现出弛豫铁电体的特征。我们还研究了周期性施加电场的非线性响应和周期性温度变化的非遍历响应(ZFC $/$ FC),其中极化和应变集体和不均匀地变化。我们还研究了由分子形状不对称引起的反铁电玻璃。我们用Ewald方法计算了外加电场中的偶极相互作用。
2017-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrested dynamics of the dipolar hard-sphere model
我们报告的综合结果的分子动力学模拟和理论计算的各种动力学逮捕过渡的模型系统中的偶极流体,即N(软核)刚性球通过截断偶极-偶极势相互作用。通过探索不同的制度的浓度和温度,我们发现三个不同的情况下的平移和取向的自由度的动力学减慢:在低({ $η$ } = 0.2)和中间($η$ = 0.4)的体积分数,这两个动力学强烈耦合,并成为同时逮捕冷却后。在高浓度({ $η$ } $\lt$ 0.6),平移动力学显示的功能,一个普通的玻璃化转变,无论是通过压缩或冷却系统,但与取向保持遍历,从而表明存在的部分逮捕状态。在此密度范围内,但在较低的温度下,取向动力学的弛豫也冻结。由模拟提供的物理场景进行了讨论和比较与自洽广义朗之万方程理论得到的结果,都提供了一个一致的描述系统中的动态逮捕过渡。我们的研究结果总结在逮捕状态图定性组织的模拟数据,并提供了一个通用的图片的偶极流体的玻璃化转变。
2019-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational glass in mixtures of elliptic and circular particles: Structural heterogeneities, rotational dynamics, and rheology
采用分子动力学模拟,在二维平面上,采用Lennard-Jones势,研究了椭圆粒子和圆形杂质混合物中具有四极对称性的取向玻璃.在适度的长径比($=1.2$)和适度的尺寸比($=1.2$)下,我们实现了在相对较高温度下的塑性晶体$T$。随着$T$的进一步降低,我们发现对于非常小的杂质浓度$c$,存在结构相变,对于不小的$c$,存在钉扎无序取向。在平面排列中,椭圆被杂质锚定。随着$c$的增加,由等腰三角形组成的取向畴逐渐变小,形成具有晶体有序性的取向玻璃。在我们的模拟中,杂质分布变得不均匀,从液体淬火,然后产生旋转动力学不均匀性。我们还研究了取向玻璃的流变学,以预测形状记忆效应和超弹性效应,其中很大一部分应变是由于集体取向的变化。
2013-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface Equilibration Mechanism Controls the Stability of a Model Co-deposited Glass Mixture of Organic Semiconductors
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究证实单组分PVD玻璃的表面平衡机制适用于有机半导体TPD与m-MTDATA的50:50共沉积玻璃,确定0.78-0.90Tg可制备超稳定二元玻璃,为高性能有机电子器件设计提供了思路。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Computational studies of the glass-forming ability of model bulk metallic glasses
块体金属玻璃(BMG)是由过冷液体金属合金在低于玻璃化转变温度下以远快于临界冷却速率Rc的速率快速热淬火而产生的。BMG的玻璃形成能力随R_c的降低而增强,因此好的玻璃形成体具有较小的R_c值。我们进行分子动力学模拟的二元Lennard-Jones(LJ)的混合物,以量化的关键参数,如化学计量比,粒度差异,吸引力的强度,和混合热,影响模型BMG的玻璃成形性。对于二元LJ混合物,我们发现,最好的玻璃形成的混合物具有原子尺寸比(小到大)小于0.92和近50:50的化学计量数。此外,较小原子之间较弱的吸引力相互作用有利于玻璃的形成,而负混合热(在实验相关的制度)不改变R_c显着。这些研究代表了定量预测玻璃成形性的计算方法发展的第一步。
2013-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft