Inhomogeneous hard-sphere mixtures: Manifestations of structural crossover
我们研究了硬球的二元混合物的性质中的结构交叉的各种表现。对于充分不对称的均匀混合物，在相图中存在交叉线，使得对于位于一侧的热力学状态，三个体对关联函数的衰减是振荡的，其共同波长近似等于较小球体的直径，并且对于另一侧的状态，共同波长近似为较大球体的直径。使用密度泛函理论，我们表明，结构交叉体现在中程衰减的i）的硬球混合物吸附在平面壁的单体密度分布，ii）的有效（耗尽）两个大的硬球之间的潜力沉浸在相同的二元混合物和iii）的溶剂化力，或超压，相同的混合物限制在两个平面硬壁之间。基于密度泛函理论计算和蒙特卡罗模拟，我们精确地确定了一维硬棒二元混合物的结构交叉线，并给出了二维硬盘均匀二元混合物结构交叉的证据.通过考虑硬球的多组分混合物，与适当的双峰分布的直径，我们认为，结构交叉仍应发生在多分散性的存在下，我们的研究结果可能是相关的胶体混合物，其中关联函数可以使用实空间技术测量。
2005-04-20 cond-mat.soft
Dynamical Effective Field Model for Interacting Ferrofluids: I. Derivations for homogeneous, inhomogeneous, and polydisperse cases
最近，我提出了一个非微扰动力学有效场模型（DEFM）来定量描述相互作用的铁磁流体的动力学。它的预测与模拟结果非常吻合。在本文中，我把DEFM坚实的理论基础，推导出它的框架内的动力学密度泛函理论（DDFT），其中相关的一部分诱导自由能近似的函数的瞬时磁化。的DEFM推广到非均匀的有限尺寸的样品的宏观和介观尺度分离是不平凡的，由于存在长程偶极-偶极相互作用。退磁场自然地从微观考虑中出现，并被一致地解释。所得到的介观尺度上的粒子动力学只涉及宏观上的局部量，如局部磁化强度和麦克斯韦场。然而，局部退磁场基本上耦合到远处宏观位置处的磁化。因此，一个两尺度的并行算法，涉及不同的宏观位置之间的信息传输，可以应用于完全解决粒子旋转动力学在一个不均匀的样品。我还推导出多分散铁磁流体的DEFM，其中属于不同物种的粒子的动力学可以强烈地相互耦合。我讨论的基本假设，在获得一个一致的多分散磁化弛豫方程，这是相同的通用形式的单分散铁磁流体。本文的理论进展是重要的定性理解和定量建模的铁磁流体动力学。
2020-11-17 cond-mat.soft
Experimental Observation of Mesoscopic Dynamic Fluctuations in Water-Alcohol Mixtures
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）；Graduate School of Integrated Arts and Sciences, Hiroshima University（广岛大学综合理工学研究科）
本研究结合超声与非弹性X射线散射技术，观测到水-醇混合物的动态涨落强度随醇组成、温度降低而增大，证实涨落源于水的过冷区，混合醇会消除涨落，为水的热力学异常讨论提供了新视角。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure, phase behavior and inhomogeneous fluid properties of binary dendrimer mixtures
溶液中不同种类树枝状大分子之间的有效对势可以用适当的高斯函数很好地近似。我们发现，在二元树枝状聚合物混合物的有效相互作用的范围和强度强烈依赖于特定的树枝状聚合物的架构。我们考虑两种不同类型的树枝状聚合物混合物，采用高斯有效对势，以确定体相流体的结构和相行为。使用一个简单的平均场密度泛函理论（DFT），我们发现理论和模拟结果之间的一致性很好的体相流体结构。根据混合物，我们发现本体流体-流体相分离（宏观相分离）或微相分离，即，向以无阻尼的周期性浓度波动为特征的状态的过渡。我们还确定了非均匀流体结构的限制在球形腔。同样，我们发现DFT和模拟结果之间的良好协议。对于表现出微相分离的树枝状聚合物混合物，我们观察到相当惊人的斑图形成下的限制。
2005-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of fluctuations on correlation functions in inhomogeneous mixtures
在介观理论的框架下导出了二元非均匀混合物中关联函数的近似表达式[Ciach A.，摩尔物理、2011，{ \textbf{109} }，1101]。在Brazovskii型近似中考虑了波动贡献。两个模型系统得到明确的结果。在这两个模型中，颗粒硬核的直径是相等的，相互作用有利于交替物种A和B的周期性排列。然而，在两个模型中，物种A和B之间的最佳距离有很大的不同。将不同温度和体积分数下的理论计算结果与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较，并用模拟快照说明了结构。尽管相互作用势不同，局域有序的长度尺度不同，但两个模型中的关联函数的性质非常相似。
2020-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analytical soft-core potentials for macromolecular fluids and mixtures
从液态理论出发，得到了聚合物熔体及其混合物作为相互作用的软胶体颗粒的液体的解析描述。导出的质心对关联函数没有可调参数，重现了从联合原子分子动力学模拟计算的结果。粗粒度的描述正确地桥接微观和介观流体性质。通过计算得到的有效对势对软胶体粒子相互作用的分子动力学模拟与微观模拟和解析公式的数据一致。
2004-11-18 cond-mat.soft
Effect of antagonistic salt on confined near-critical mixture
我们考虑了一个近临界二元混合物与拮抗盐之间的弱电荷和选择性表面限制。该系统的介观泛函是由系统的粗粒化过程从微观描述发展而来。的功能减少到Landau-Brazovskii功能的两亲性系统之间的相关长度在临界二元混合物和筛选长度足够大的比例。我们的理论结果与实验观察[Sadakane et. al. J. Chem. Phys. { \bf 139}，234905（2013）]一致，即拮抗盐和表面活性剂都导致类似的介观结构。对于非常小的盐浓度$ρ_{ion}$，Casimir电位与存在无机盐时相同。对于较大的$ρ_{ion}$的卡西米尔电位采取最小值，然后是最大值为几十纳米的顺序的分离，并表现出振荡衰减非常接近临界点。对于几十纳米的分离，具有几百纳米线性尺寸的表面之间的电势可以是$k_BT$的量级。我们已经证实，在实验研究的样品中[Sadakane等人J. Chem. Phys. { \bf 139}，234905（2013），Leys等人软物质{ \bf 9}，9326（2013）]，与Casimir势的振荡周期相比，衰减长度太小，但是可以在更接近临界点的地方观察到振荡力。
2014-06-13 cond-mat.soft
Homogeneous Nucleation in Inhomogeneous Media II: Nucleation in a Shear Flow
我们研究了剪切流对成核过程的影响。用介观非平衡态热力学推导了在稳态流作用下亚稳相团簇尺寸分布演化的Fokker-Planck方程。的存在下的流量体现在一个集群的有效扩散系数的表达式，并引入修改的成核率。这些结果在缩合和聚合物结晶的影响进行了讨论。
2003-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Homogeneous Nucleation in Inhomogeneous Media I: Nucleation in a Temperature Gradient
我们引入了一个一般的形式主义来分析在非均匀介质中的成核现象，它考虑了亚稳相的影响，这是作为一个热浴，其中集群嵌入，在动态的成核过程中。考虑到浴中可能存在的不均匀性，利用介观非平衡态热力学推导出团簇概率密度演化的动力学方程。由此得到了形核速率，并分析了亚稳相在此过程中所起的作用。我们特别讨论了温度梯度下的缩合和聚合物结晶。
2003-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density functional theory for soft matter with mesoscopic length scale fluctuations included within field-theoretic formalism
结合密度泛函和统计场论的软物质系统的介观理论是从微观理论通过系统的粗粒化过程。在该理论的框架内，我们获得了普遍的相序列：无序、体心立方、六方、片状、倒置六方、倒置体心立方、无序，以增加远低于密堆积密度的密度。除了上述相之外，根据相互作用势，可能会出现更复杂的相。对于一个特定的形式的短程吸引长程排斥的潜力，我们发现的bcontinuous gyroid相（Ia3d对称性），这可能与网络形成的胶体和非吸附聚合物的混合物中的胶体簇。
2008-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium dynamics of mixtures of active and passive colloidal particles
我们发展了一个介观场论，用于相互作用活性物质（即，活动的）和被动的（即，在两个空间维度上具有等距形状的非运动的）胶体颗粒。通过场论的稳定性分析，我们获得了描述运动诱导的不稳定性的开始的旋节方程，该不稳定性导致此类混合物中的团簇形成。预测的旋节被发现是在良好的协议与粒子分辨的计算机模拟。此外，我们表明，在主动-被动混合的亚稳不稳定性可以是两种不同的类型。一种类型是与一个固定的分岔，也发生在单组分主动系统，而另一种类型是与一个Hopf分岔，只能发生在主动-被动的混合物。值得注意的是，霍普夫分叉导致移动的集群。这解释了最近的主动-被动粒子混合物模拟结果，其中观察到了在相应的单组分系统中看不到的移动簇和界面。
2017-05-21 cond-mat.soft
Monte Carlo simulation of electrostatic interactions in inhomogeneous dielectric media: Correct sampling for the local lattice simulation algorithm
我们提出了一个格子蒙特卡罗算法的基础上，最初提出的Maggs和Rossetto模拟非均匀介质中的静电相互作用。已知原始算法在不同介电常数的介质中产生相同介电常数的粒子之间的吸引力相互作用。我们证明，这种相互作用是虚假的，造成不正确的偏见的统计权重所产生的粒子运动在蒙特卡罗移动。我们提出了一个简单的并行回火算法，纠正这种非物理的偏见。我们的算法的有效性进行了测试，一个简单的二元混合物和不带电的聚合物在溶剂中，并施加到盐掺杂的聚合物溶液。
2017-05-11 cond-mat.soft
Non-local kinetic theory of inhomogeneous liquid mixtures
在这项工作中，我们调查的动力学性质的相互作用的不同质量和大小的球形分子的混合物。从分析分子运动的微观规律出发，导出了一组单态相空间分布函数的非定域自洽方程。该理论再现流体动力学方程的密度的每种物质，总动量和当地的温度。非理想气体相互作用项被分离成由于排斥部分的贡献，这是通过硬球的修正Enskog理论处理，和吸引力的贡献内的无规相近似处理。本配方占的密度和速度的不均匀性的流体的热力学和传输特性的影响。在一个特殊的限制，其中一个物种是大量的和稀释，该理论导致的描述，这是正式相同的动态密度泛函方程的时间演化的胶体系统。推导还确定了摩擦系数的依赖性，出现在动态密度泛函理论，对溶剂的微观参数。然而，预测值只考虑到碰撞贡献的摩擦，而不是流体动力学起源的斯托克斯摩擦，这表明速度相关性应纳入一个更完整的治疗。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Incorporating a soft ordered phase into an amorphous configuration enhances its uniform plastic deformation under shear
均匀结构的非晶材料在剪切作用下通常会发生不均匀变形，这种变形会发展为剪切局部化，最终形成破坏性的剪切带。解决这一问题的一种方法是引入一种包含多个相的非均匀结构，这可以减少局部非均匀剪切变形并阻止其在整个系统中的渗流。使用恒温分子动力学（MD）模拟，我们比较的变形行为之间的均匀的非晶混合物的双分散盘颗粒，通过一个n-6的Lennard-Jones潜在的可调的柔软性，与一个不均匀的包含均匀分布的有序相相互作用。我们改变大颗粒与小颗粒的人口比例，以创建均匀或不均匀的混合物，其中所选相的柔软度可以通过指定粒子间势的n来手动调整。对所制备的混合物施加大范围准静态剪切的结果表明，含有软有序相的非均匀非晶混合物的整体变形比均匀非晶混合物的变形更均匀，这表明结构的不均匀性和相间软度的变化对提高剪切下塑性形变的均匀性起着重要作用。
2018-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gelation as arrested phase separation in short-ranged attractive colloid-polymer mixtures
我们提出了进一步的证据，凝胶化是一个有吸引力的胶体-聚合物混合物中的相分离，基于一种方法相结合的共聚焦显微镜实验与数值模拟最近建立在{ \bf自然453，499（2008）}。我们的结果是独立的形式的粒子间的吸引力的潜力，因此，应广泛适用于任何有吸引力的粒子系统与短程，各向同性的吸引力。我们还给出了凝胶态的结构，不均匀性和局部密度方面的额外表征。
2008-10-23 cond-mat.soft
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
Liquid Hopfield model: retrieval and localization in multicomponent liquid mixtures
本文提出可解析的liquid Hopfield模型描述多组分液体对目标组成状态的检索，揭示非线性排斥作用的必要性及检索与局域化之间的权衡。
2024-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.bio-ph
Coarse-Grain Model for Lipid Bilayer Self-Assembly and Dynamics: Multiparticle Collision Description of the Solvent
提出了一种计算效率高的生物膜介观粗粒模型。它结合了分子动力学模拟的脂质，建模为弹性链的珠，与多粒子碰撞动力学的溶剂。观察到由脂质的均匀混合物形成的膜的自组装。在不同温度下的模拟表明，它再现了凝胶和液体相的脂质双层。在不同阶段的脂质扩散的调查显示，在很长一段时间内从亚扩散到正常扩散的交叉。宏观膜性能，如拉伸和弯曲弹性模量，直接从介观模拟确定。测定并分析了膜流的速度关联函数。
2012-04-27 cond-mat.soft
Phase diagrams of Zwanzig models: The effect of polydispersity
本文的第一个目标是研究的有效性的Zwanzig模型的液晶预测过渡到非均匀相（如近晶和柱状）和多分散性影响这些转变。第二个目标是分析扩展的Zwanzig模型的棒和板的二元混合物。混合物是对称的，因为所有颗粒具有相等的体积和长宽比$κ$。相图包含均匀的阶段，以及非均匀相的过渡的旋节线的情况下，$κ=5$和15，以确定与以前的结果中获得的Onsager近似比较。然后，我们研究了多分散性对这些相图的影响，强调了它诱导的双轴取向相的稳定性的增强。
2003-02-21 cond-mat.soft
Machine learning many-body potentials for colloidal systems
由于涉及不同的长度和时间尺度，由介观颗粒和较小的物质（如离子或耗尽剂）组成的胶体悬浮液的模拟在计算上具有挑战性。在这里，我们介绍了一种机器学习（ML）方法，其中微观物种的自由度被整合出来，介观粒子与有效的多体势相互作用，我们将其拟合为具有一组对称函数的所有胶体坐标的函数。我们将这种方法应用于胶体聚合物混合物。值得注意的是，ML势可以被假设为有效地与状态无关，并且可以用于直接共存模拟。我们表明，我们的ML方法降低了几个数量级的数值计算成本相比，准确地描述了相行为和结构，即使是有效的潜力在很大程度上是由多体贡献的状态点。
2021-11-29 cond-mat.soft
Screening in Yukawa fluid mixtures
中性背景介质中介观带电粒子间的有效对势具有Yukawa形式的$\exp(-λr)/r$，屏蔽长度为$λ^{-1}$。我们认为这样的汤川颗粒分散在溶剂中的相关长度$ξ<λ^{-1}$的稀悬浮液，并表明，汤川相互作用是“屏蔽”，如果溶剂颗粒之间的对电位表现出汤川衰变具有相同的屏蔽长度$λ^{-1}$。然而，如果溶剂对电位比溶质Yukawa电位范围更短，则溶质颗粒对之间的有效电位是“未屏蔽的”，即溶质颗粒之间的有效电位等于大颗粒分离时的裸电位。
2006-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous surface tension of chemically active fluid interfaces
我们研究了流体界面的表面张力对第三悬浮相的密度分布的依赖性。通过一个近似模型的二元混合物和微扰的方法，我们推导出封闭的公式的自由能的系统和界面的表面张力。我们的结果表明，一个显着的非单调的表面张力的悬浮相的密度峰值的依赖关系。我们的研究结果还预测了局部值的表面张力的情况下，悬浮相的密度是不均匀的沿界面。
2020-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of inhomogeneous rod-like Coulomb fluids
对于由各向异性和各向同性移动电荷的混合物组成的系统，导出了经典配分函数的场论表示，这些移动电荷通过长程库仑和短程库仑相互作用与{ \sl}相互作用.场论，然后解决鞍点近似水平，导致耦合系统的Poisson-Boltzmann和Maier-Saupe方程。显式的解决方案，最终获得了一个棒状的反离子只有系统附近的一个带电的平面壁，推广标准的Gouy-Chapman结果。在具有（Donnan）电势差的润湿层的框架内解释了介电序参量分布、介电密度分布和静电势分布。
2021-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Structural Dynamics in Water-Ethanol Mixtures: Spectroscopy with Polarized Neutrons Simultaneously Accessing Collective and Self-Diffusion
本研究针对水-乙醇二元混合物的非线性相行为及团簇假说，采用带极化分析的高分辨中子飞行时间光谱结合选择性氘代技术，分离自扩散与集体扩散信号，发现介观尺度氢键网络刚性随乙醇占比升高而增强，验证了团簇假说。
2023-10-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Self-assembly in mixtures with competing interactions
通过理论和分子动力学（MD）模拟研究了球对称势作用下二元混合粒子的微观偏析。我们考虑具有相等直径和体积分数的球形颗粒。受近临界二元溶剂中不同吸附偏好的带相反电荷的粒子混合物的启发，我们假设同类粒子之间的相互作用为短程吸引-长程排斥，不同粒子之间的相互作用为短程排斥-长程吸引。为了预测这种复杂混合物的结构和热力学性质，我们发展了一个理论相结合的密度泛函和场论方法。我们表明，在介观区域的浓度波动导致的相图相比，平均场预测的质的变化。理论和MD模拟都表明，低密度无序相与高密度相共存，交替层富含第一和第二组分。有序相的密度和有序度随着温度的升高而降低，直到理论预测随着温度的升高两相密度增加的窄两相区域的温度。分子动力学模拟表明，固体和液晶的单晶体都具有与浓度振荡方向平行的长球形，并且随着周期阶数的增加，偏离球形的程度增加。
2020-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics in inhomogeneous liquids and glasses via the test particle limit
我们表明，一个可以查看一个简单的流体的自和独特的一部分的van Hove动态关联函数作为单体的密度分布的二元混合物，根据动态密度泛函理论的时间演变。对于软核布朗粒子的测试情况下，该理论产生的范霍夫函数，同意定量与我们的布朗动力学计算机模拟的结果。在足够高的密度的自由能景观的动力学表现出的障碍作为一个函数的平均粒子位移，脱落的玻璃形成的性质新的光。对于硬球限制在平行的平面壁之间的势垒高度振荡的局部密度同相，这意味着层之间的流动性是最大的，这应该是实验上观察到的限制胶体分散体。
2006-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
