A self-consistent renormalized Jellium approach for calculating structural and thermodynamic properties of charge stabilized colloidal suspensions
提出了一种方法,它允许自洽地计算高度带电的水胶体悬浮液的结构和热力学性质。该方法是基于重正化的Jeldinger模型与相关的胶体-胶体关联函数的背景电荷分布。应用该理论计算了含一价电解质悬浮液的关联函数和有效胶体电荷。理论预测与蒙特卡罗模拟吻合得很好。
2009-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Transitions in A Crystalline Bilayer : The Case of Lennard Jones and Gaussian Core Models
我们研究的相互作用的粒子作为一个晶体双层排列的系统中的结构转变,作为密度$ρ$和层之间的距离$d$的函数。随着$d$减少,观察到涉及三角形、菱形、正方形和中心矩形晶格的一系列转变。阶段的顺序和过渡的顺序取决于相互作用的性质。
2008-11-01 cond-mat.soft
A route to the thermodynamics of colloid-polymer mixtures from structural information
University of Turku(图尔库大学);Loughborough University(拉夫堡大学)
该研究开发了一种无需底层相互作用势、仅用单一状态点结构信息预测热力学与相行为的框架,在胶体等系统上验证了其与模拟数据吻合,为从实验结构推断相行为提供了途径。
2026-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Comment on: "The Frenkel Line: a direct experimental evidence for the new thermodynamic boundary"
在最近的一份报告中(D。Bolmatov等人,Sci.Rep. 5,15850(2015)),要求保护在超临界氩中跨越Frenkel线时的结构转变的实验观察。在这里,我们表明,没有实验证据的结构转变。Bolmatov等人所报告的实验观测结果声称是跨越弗伦克尔线的跃迁的证据,而不是由于他们工作中实验(P,T)路径的不规则性。
2016-08-24 cond-mat.soft
Playing with Marbles: Structural and Thermodynamic Properties of Hard-Sphere Systems
这些课堂讲稿概述了经典流体的平衡统计力学,并特别应用于由粒子通过硬球势或密切相关的模型势相互作用而形成的系统的结构和热力学性质。一维系统的精确的热力学-力学性质,在几种近似理论的背景下不同路线之间的热力学(不)一致性问题,以及结构性质的分析或半分析近似的构造也得到了解决。
2013-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamic and structural aspects of the potential energy surface of simulated water
近玻璃化转变的过冷液体的热力学和动力学之间的关系已经提出了很多年。模型液体的势能面已得到越来越多的研究,因为它一方面提供了配分函数的构型分量与另一方面的系统动力学之间的联系。这种联系在低温下最为明显,在低温下,系统的运动可以分为吸引盆内的振动和不频繁的盆间过渡。本文描述了过冷液体水的势能面性质。在过去的几年里,这个模型的动力学已经得到了非常详细的研究。具体来说,我们定位的最小值采样的液体通过“淬火”从平衡配置通过分子动力学模拟产生的。我们计算的温度和密度依赖的盆地的能量,简并,和形状。最小值的能量的温度依赖性在性质上类似于简单的液体,但具有异常的密度依赖性。不寻常的密度依赖性也反映在构型熵,简并的热力学度量。最后,我们研究了模拟水的结构在最低限度,这提供了洞察的渐进四面体有序的液体冷却。
2000-07-28 cond-mat.soft
Structural and thermodynamic properties of fluids whose molecules interact via one-, two-, and three-step potentials
流体的结构和热力学性质的分子相互作用,通过潜在的硬核加上一个方井,一个方肩,和第二个方井,被认为是。这些属性是通过使用(半解析)的有理函数近似方法作为一个特殊的情况下,更一般的配方提供较早的涉及潜在的硬核加上$n$分段常数部分。与最近的模拟数据的结果比较证实了该方法的实用性。
2022-08-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Workflow for investigating thermodynamic, structural and energy properties of condensed polymer systems from Molecular Dynamics
软物质材料和聚合物广泛应用于药物的控制释放。模拟和建模提供了在原子尺度上的洞察力,使实验无法达到控制水平。我们提出了一个工作流程协议,用于建模,模拟和分析聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA),一种经过充分研究和FDA批准的材料的结构和热力学响应特性。我们串联电池的分子动力学,计算化学,高度并行的脚本,和分析工具,用于生成在凝聚相中的本体聚合物的属性。我们提供的工作流程导致玻璃化转变温度,焓,密度,等压热容,热膨胀系数,等温压缩性,体积模量,声速,内聚能和溶解度参数。计算的属性同意非常好的实验,当可用的。这种方法已扩展到各种聚合物类型和环境。
2022-03-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Thermodynamic and structural anomalies of the Gaussian-core model in one dimension
研究了一维经典粒子系统的平衡性质,系统通过高斯型有界排斥势相互作用。尽管没有一个适当的流体-固体相变,我们发现,该系统表现出一个复杂的行为,“异常”的密度和热力学响应功能,密切回顾那些观察到的散装和封闭的液态水。我们还讨论了出现在一个不寻常的结构制度的压缩下的冷流体,其特征在于密度相关性让人想起在集群晶体中发现的有序安排。
2012-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic geometry of the Gaussian core model fluid
软物质系统的三维高斯核模型(GCM)具有排斥的粒子间相互作用势$ϕ(r) = \varepsilon\, {\rm exp}\left[ -(r/σ)^{2} \right]$,其中$r$是一对原子之间的距离,正常数$\varepsilon$和$σ$分别设定能量和长度尺度。$ϕ(r)$在性质上主要是软的,没有流体模型中存在的典型硬核。我们工作的热力学Ricci曲率标量$R$的GCM,特别注意的符号$R$,这是根据以前的结果,预计是积极的/消极的微观相互作用排斥/吸引。在大多数的热力学相空间,$R$被发现是积极的,与$σ^3$的顺序值。然而,在低密度和低温度下,GCM势呈现出硬球排斥系统的特征,并且发现$R$具有反常的负号。这样的迹象也发现较早的逆幂律势在硬球极限,似乎是一个持久的功能硬球模型。
2021-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of attractive interactions in the thermodynamic, dynamic and structural anomalies of a two length scale potential
利用分子动力学模拟方法研究了粒子质点系通过一个连续的核软化势相互作用的过程,该势由一个硬核、一个最近距离处的肩和一个较远距离处的吸引势阱组成。我们得到了该系统的压力-温度相图的不同深度的可调吸引阱。由于这是一个两个长度尺度的潜力,密度,扩散和结构异常的预期。我们表明,增加分子之间的吸引力的相互作用的效果是收缩的区域中的密度和扩散异常的压力。如果引力太强,粒子将主要处于两个长度尺度之一,没有观察到扩散异常密度。构造异常区在所有情况下都存在。
2010-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and Dynamics of a Monoatomic Glass-Former. Constant Pressure and Constant Volume Behavior
我们报告恒体积和恒压模拟的热力学和动力学性质的低温液相和结晶相的修改后的Stillinger-Weber(mSW)模型。我们已经发现,近似线性增加的固有结构的分布的有效高斯宽度。这种效应来自景观的非高斯性,并且与高斯激发模型的预测一致,高斯激发模型将构型流形的热力学表示为激发的集合,每个激发都携带激发熵。mSW模型为我们提供了构型熵和过剩熵,其差异主要归因于振动非谐性。因此,我们可以解决在亚当-吉布斯(AG)方程中经常使用的过剩热力学量之间的区别。当在AG方程中引入过剩熵时,我们发现恒压AG图的斜率出现了一个新的突变。模拟扩散率数据同样很好地拟合通过应用一个新的方程,来自高斯激发模型,强调焓超过熵的热力学控制变量在粘性液体中的运输。
2007-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gaussian excitations model for glass-former dynamics and thermodynamics
我们描述了一个模型的热力学和动力学的玻璃形成液体的激发从一个理想的玻璃态的高斯流形的构型激发态。这三个参数模型的定量拟合的实验数据上的过剩熵和热容量表明,“脆弱”的行为,由急剧上升的过剩热容量表示的玻璃化转变接近从上面,发生在预期的一阶过渡-通常隐藏在下面的玻璃化转变-到一个“强”的液体状态的低过剩熵。该动态模型将松弛与激发事件的分级序列相关联,每个激发事件涉及在单独的可激发单元上积累足够的动能的概率。松弛速率的超阿克里欧斯行为,以及已知的动力学与热力学脆弱性的相关性,都遵循崎岖的景观在振动和构型流形之间的能量分配中引起波动的方式。一个关系推导出的构型热容量,而不是构型熵的亚当吉布斯方程,控制的弛豫时间的温度依赖性,这给出了一个可比的帐户的实验观察。
2006-12-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structure and thermodynamics of two dimensional Yukawa liquids
用分子动力学模拟研究了二维稠密Yukawa液体的热力学和结构性质。的"确切"的热力学性质同时采用先进的计划,用于确定的状态方程,显示出前所未有的准确度的内能,压力和等温压缩性。“确切”的结构特性被用来制定一个新的经验校正超网链的方法,导致一个非常高的精度水平的静态相关性和热力学。
2021-04-14 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Surface adsorption of lattice HP proteins: Thermodynamics and structural transitions using Wang-Landau sampling
Wang-Landau取样法被应用于研究晶格疏水极性杂聚物(HP蛋白模型)与吸引底物相互作用的热力学和结构性质。为简单起见,我们考虑一个短的HP序列,仅由36个单体与底物相互作用,吸引序列中的所有单体。构象的“相变“已被确定的比热和合适的结构可观的正则分析。三个主要的“过渡”,即吸附,疏水核的形成和“扁平化”的吸附结构,观察。取决于相对于H单体之间的蛋白质内吸引的表面吸引强度,这些过程在冷却时以不同的顺序发生。
2013-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A square-well model for the structural and thermodynamic properties of simple colloidal systems
本文提出了变宽度方势阱流体径向分布函数$g(r)$的模型[S。B. Yuste和A. Santos,J. Chem. Phys. { \bf 101},2355(1994)]的方法进行了重新研究和简化。该模型提供了一个明确的表达式为拉普拉斯变换的$rg(r)$,系数被给定的密度,温度和相互作用范围的显式函数。在对应于硬球和粘性硬球的限制下,模型简化为这些势的Percus-Yevick方程的解析解。结果可以是有用的描述在一个完整的分析方式的结构和热力学行为的胶体悬浮液建模为硬核颗粒与短程吸引力。与计算机模拟数据的比较表明,即使是相对较宽的井,一般也有很好的一致性。
2001-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Investigating the influence of different thermodynamic paths on the structural relaxation in a glass forming polymer melt
我们目前的结果从分子动力学模拟的热玻璃化转变在致密的聚合物熔体。在以前的工作中,我们比较了模拟数据与理想版本的模式耦合理论(MCT),发现该理论提供了一个很好的描述以上的临界温度的动态。为了研究不同热力学路径对结构弛豫(α过程)的影响,我们对三种不同的压力进行了模拟,从而能够在压力-温度-平面[(p,T)-平面]中给出MCT临界线的草图,根据MCT的理想化版本,应该发生遍历-非遍历转变。此外,通过冷却我们的系统沿两个不同的路径(等压和等容线),具有相同的影响点上的临界线,我们表明,无论是临界温度,也不是指数γ依赖于所选择的路径。
1998-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical Phase Transitions and their Relation to Thermodynamic Glass Physics
本文综述了轨道空间中结构-动力学相变的最新进展。一个悬而未决的问题是如何动态促进理论的玻璃化转变可能与热力学理论,解释了消失的构型熵。动态促进理论调用动态相变,在活性相(接近正常液体)和玻璃态的非活性相之间,其序参量是动态的或时间平均的结构量。特别地,具有非平凡热力学的系统中的动态相变表现出较低临界点的特征,该较低临界点接近假定的Kauzmann温度,在该温度处可能发生向理想玻璃态的任何热力学相变。我们讨论了这些发现,并建议,结构动力学相变的较低临界点可能与在动态相变的非活性阶段中发生的构型熵的大幅下降。因此,随着温度的升高,增加过冷度会使正常液体的构型熵大大降低。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mean-Field-Theory for Polymers in Mixed Solvents Thermodynamic and Structural Properties
在混合溶剂中的聚合物的理论方面被认为是使用爱德华兹哈密顿形式主义。热力学和结构性质的调查和一些预测时,混合溶剂接近临界。单链和多链问题进行了研究。当纯的混合溶剂接近临界时,添加少量的聚合物使临界性向增强的相容性或诱导的相分离方向转变,这取决于描述溶剂相对于聚合物的相互作用不对称性的参数的值。当溶剂混合物接近临界时,聚合物-溶剂有效相互作用参数强烈增加。因此,表观排除体积参数减小并且可能消失或甚至变为负值。因此,聚合物经历从溶胀状态到未扰动状态的相变,甚至采取塌陷构型。计算了强解中作用在测试链上的有效势,并讨论了Edwards筛选的概念。在Edwards Hamilton模型下研究了聚合物三元混合物在混合溶剂中的结构性质。结果表明,测试链上的有效潜力强的解决方案,可以写为一个无限系列的扩展项描述通过一个链,两个链等的相互作用,这种求和可以进行以下类似的计划,在Ornstein-Zernike级数展开。
1999-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamic and structural behavior of one-dimensional divalent patchy hard rods: Wertheim's first-order thermodynamic perturbation theory vs exact results
Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学);Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx), Universidad de Extremadura(埃斯特雷马杜拉大学高级科学计算研究所);University of Pannonia(潘诺尼亚大学)
本文研究了二元斑点硬杆在二维通道中的热力学与结构特性,通过将结合位建模为位于杆端的吸引平方井(SW)斑点,比较了Wertheim的第一阶热力学微扰理论(TPT1)与精确结果的差异,发现TPT1在粘性极限下精确,但在有限范围相互作用下失效,且在二维中通过修正质量作用定律可使其精确。
2026-08-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Structural and Dynamical Anomalies of a Gaussian Core Fluid: a Mode Coupling Theory Study
本文从理论上研究了由粒子组成的液体的输运性质uist 1:/home/sokrates/egorov/oldhome/Pap 41/Submit > m abs.tex本文从理论上研究了由粒子通过高斯核对势相互作用组成的液体的输运性质。剪切粘度和自扩散系数的计算模式耦合理论的基础上,与所需的结构输入从积分方程理论。自扩散系数和粘度都表现出反常的密度依赖性,在一定温度以下的几条等温线上,在特定的密度范围内,扩散系数随密度的增加而增加,粘度随密度的减小而减小。我们的理论结果的两个输运系数是在良好的协议与模拟数据。
2010-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of Sol-Gel Transition in Thermoreversible Gels with due Regard for Fundamental Role of Mesoscopic Cyclization Effects. I. Thermodynamic and Structural Characteristics of Gel Phase
溶胶-凝胶转变(SGT),热可逆键合颗粒(凝胶分数)的无限簇(IC)出现对一组有限簇(溶胶分数)的背景下,首先定量考虑与适当考虑大而复杂的(介观)周期不可避免地存在于IC。为此,我们提出了一种新的方法的基础上的概念的单体身份打破和密度泛函描述。我们严格推导,通过适当选择的凝胶级分的基本结构单元,所有的陈述通常应该只是弗洛里(Stockmayer)假设。IC结构的进一步分析揭示了一些新的IC结构单元(那些参与介观循环)中忽略了Flory和Stockmayer的方法,并描述了一个新的序参量特性的凝胶相。结果发现,SGT从几何现象转变为真正的一阶相变,随后总是相分离成溶胶相和凝胶相。自由能,总转化率,凝胶分数和悬挂单体的体积分数以及其他结构量的计算作为一个减少的单体密度的函数,并分析所有现有的模型。弗洛里的方法被认为是优于Stockmayer-Tanaka的一个,并令人满意地描述了一些密集的弱凝胶性能,但失败(甚至定性)在相当广泛的附近的SGT。
2001-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thixotropy, non-monotonic stress relaxation, and the second law of thermodynamics
许多触变粘弹性材料的弹性模量随着时间的推移而增加,而在变形场的作用下,弹性模量随着时间的推移而减小。在粘弹性结构动力学模型中引入这一特征显然有可能违反热力学第二定律。此外,在相关的实验观察中,已经报道了应力在施加恒定应变的情况下经历作为时间的函数的非单调变化。我们分析这两种情况下,通过一个结构动力学模型,显示粘弹性老化,但只经历复兴,由于应变的粘性率。我们注意到,这种形式主义并不违反第二定律。有趣的是,所提出的简单的形式主义预测的非单调应力松弛的实验观察非常好。
2021-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistical Analysis of Structural Transitions in Small Systems
我们讨论了一般的热力学性质的分子结构形成过程,如蛋白质折叠的简化,粗粒度的模型。伴随这些过程的构象转变表现出相似的热力学相变,但也显着的差异,因为我们在这里研究的系统是非常小的。这些过渡的微正则统计分析的有用性与典型的解释相比,强调。结果是通过采用先进的广义系综马尔可夫链蒙特卡罗方法。
2011-07-01 cond-mat.soft q-bio.BM
Common mechanism of thermodynamic and mechanical origin for ageing and crystallisation of glasses
已知玻璃态经历缓慢的结构弛豫,其中系统逐渐探索较低的自由能最小值,其为无定形(老化)或结晶(失透)。最近,人们越来越感兴趣的不寻常的间歇性集体位移的大量粒子被称为“雪崩”。然而,其结构根源和动态尚未得到充分处理。在这里,我们研究硬球玻璃,结晶或年龄取决于大小多分散性的程度,并表明,少量的颗粒被critically驱动重新排列在低密度和键取向顺序的区域。这导致机械平衡的瞬时损失,这促进了大的级联运动。结合以前确定的现象学,我们有一个完整的动力学途径的结构变化,这是共同的老化和结晶。此外,这表明瞬态力平衡是区别玻璃和过冷液体的原因。
2017-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Manifestations of the structural origin of supercooled water's anomalies in the heterogeneous relaxation on the potential energy landscape
液态水在过冷状态下的热力学异常现象是众所周知的。唯象双态模型--基于液态水中存在两种相互竞争的局部态(或结构)的假设--在描述水的热力学异常方面非常成功。然而,液态水中这些相互竞争的局域态的精确结构特征仍然难以捉摸。在这里,我们采用了几何序参量-自由的方法来明确识别两种类型的竞争本地状态-熵和能量的青睐-显着不同的结构和能量的功能在TIP 4P/2005液态水。这种识别是基于系统在势能景观(PEL)中的最速下降能量最小化过程中的异质结构弛豫。这种非均匀弛豫是使用受挫磁系统中自旋玻璃转变启发的序参量来表征的。我们进一步建立了这两种态的布居涨落与过冷水热容反常行为之间的直接关系。熵有利的局部状态的成分依赖的空间分布显示了一个有趣的交叉,从一个跨越网络状的单个集群的空间离域集群在Widom线附近。此外,这项研究建立了直接的关系的地形特征的PEL和水的热力学异常在过冷状态,并提供了替代标记(除了最大的热力学响应函数的轨迹)Widom线在相平面。
2022-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics, formation dynamics and structural correlations in the bulk amorphous phase of the phase-field crystal model
本文利用PFC模型模拟非晶固体,揭示其自由能的历史依赖性、液体—非晶一级转变及噪声诱导的多步成核路径。
2022-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft