Phase behaviour and thermodynamic anomalies of core-softened fluids
我们报告了广泛的模拟研究相行为的单组分系统的粒子相互作用，通过核心软化粒子间的潜力。最近提出的两个这样的潜力的例子被认为是一个，其中的硬核表现出一个肩膀，（Sadr-Lahijany等人，物理评论快报。81，4895（1998））和其中软化采取线性斜坡形式的另一种（Jagla，Phys.Rev.E63，061501（2001））。使用国家的最先进的蒙特卡罗方法的组合，我们得到的气体，液体和固体相行为的肩膀模型在两个维度。然后，我们专注于液相的热力学异常，即最大的密度和压缩性作为温度的函数。这些最大值的有限尺寸行为的分析表明，而不是源于一个亚稳态的液-液临界点，如先前所假设的，他们实际上是由二维冻结过渡的准连续性质引起的。对于三维斜坡模型，我们确认存在一个稳定的液-液（“第二”）临界点发生在更高的压力和更低的温度比液-气临界点。这些临界点及其相关共存曲线的部分都以高精度定位。与肩模型相反，发现该模型所观察到的热力学异常是真实的，即它们不是由初期的新相产生的。我们跟踪的轨迹的密度和压缩性的最大值，前者似乎收敛于第二个临界点。
2002-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between structure and density anomaly for an isotropic core-softened ramp-like potential
利用分子动力学模拟和积分方程研究了通过连续核软化斜坡势相互作用的粒子质点系的结构、热力学和动力学。我们发现密度，动态和结构异常类似于水中发现的。在固定密度的几个温度的径向分布函数的分析表明，可能与密度异常的起源模式。
2007-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density anomaly of charged hard spheres of different diameters in a mixture with core-softened model solvent. Monte Carlo simulation results
最近，已经通过使用蒙特卡罗模拟和积分方程理论[J. Chem. Phys.，2012，137，244502]。我们目前的短期工作的目的是补充这项研究，考虑在同一软核流体模型的混合物中的直径不等的单价离子。具体而言，我们感兴趣的是在三个模型盐溶质，即氯化钠，氯化钾和氯化铷模型的最大密度（TMD）线的温度与离子浓度的变化的分析。为此，我们求助于蒙特卡罗模拟。我们还讨论了对过剩熵的贡献和定容热容对最大密度线温度的依赖关系。此外，还给出了用对分布函数表示的混合物微观结构的一些例子。
2013-12-16 cond-mat.soft
Core-softened Fluids, Water-like Anomalies and the Liquid-Liquid Critical Points
利用分子动力学模拟研究了一类具有多高斯核软化对相互作用的模型流体中类水异常与液-液临界点之间的关系。的核心软化对相互作用有两个长度尺度，这样的较长的长度尺度与浅，有吸引力的井保持不变，而较短的长度尺度与排斥肩是从一个小的点变化到最小的逐渐增加的深度。随着肩井深度的增加，形成高密度液体所需的压力降低，高密度液体稳定的温度升高，导致液-液临界点向低得多的压力和高得多的温度移动。对相关熵的计算表明，过剩熵异常随着肩井深度的增加而减小。在这类流体中的扩散系数的过剩熵标度的证明，显示出的过剩熵异常的强度随着肩深度的增加而降低，结果在逐步失去的水一样的热力学，结构和运输异常。瞬时正常模式分析被用来索引的整体曲率分布的流体和虚频模式的分数示出相关以及与扩散率和对相关熵的异常行为。结果表明，在核心软化电位的情况下，除了存在两个长度尺度，能量和熵的影响与当地的最小值和曲率的对相互作用发挥了重要作用，在确定存在的水状异常和液-液相变。
2011-03-21 cond-mat.soft
Which mechanism underlies the water-like anomalies in core-softened potentials?
利用分子动力学模拟研究了粒子与由排斥肩组成的连续和离散核软化（CS）分子间势相互作用的热力学.通过仿真分析了其动力学特性和结构特性。我们表明，在连续版本的CS势的密度在恒定压力下有一个最大值为一定的温度。类似地，在恒定温度下的扩散常数$D$在密度$ρ_{\mathrm{max}}$处具有最大值，在密度$ρ_{\mathrm{min}}<ρ_{\mathrm{max}}$处具有最小值，并且结构性质也是异常的。对于离散CS电位，没有观察到这些异常。异常的情况下，在离散的情况下，它的存在下，在连续CS潜在的过剩熵的框架进行了讨论。
2007-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Activity and Competing Length Scales in an Anomalous Core-Softened Fluid
Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas（佩洛塔斯联邦大学物理与数学研究所）；Departamento de Física, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Universidade Federal de Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学自然科学与中心物理系）；Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática, Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas（佩洛塔斯联邦大学物理与数学研究所数学建模研究生项目）；Centro de Ciências, Tecnologias e Saúde, Campus Araranguá, Universidade Federal de Santa Catarina（圣卡塔琳娜联邦大学阿拉兰瓜校区科学技术与健康中心）；Fachbereich Physik, Universität Konstanz（康斯坦茨大学物理学系）；Departamento de Física, Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas（佩洛塔斯联邦大学物理与数学研究所物理系）
研究活性布朗粒子在反常核软化势下，通过沿等温线改变活性，利用迭代玻尔兹曼反演构建有效相互作用，发现活性抑制流体反常，促进粒子在特征长度尺度间转移，减少结构竞争。
2026-07-22 cond-mat.soft
Competing Length Scales and Symmetry Frustration Govern Non-Universal Melting in 2D Core-softened Colloidal Crystals
本文通过分子动力学模拟研究具有竞争长度尺度的二维核软化胶体晶体，揭示三角相和kagome相经历一阶熔化而条纹相呈KTHNY-like连续熔化，证明二维软物质熔化非普适并受对称性阻挫与多尺度竞争支配。
2025-07-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Metastable liquid-liquid coexistence and density anomalies in a core-softened fluid
线性倾斜或“斜坡”势属于一类核心软化模型，除了通常的液-气临界点外，还具有液-液临界点。此外，它们在密度和压缩性方面表现出热力学异常，其性质可能类似于水中发生的那些。以前的斜坡电位模拟研究集中在一个功能的形式，LLCP是化学稳定的。在这项工作中，我们构建了一系列的斜坡电位，这之间的插值先前研究的形式和基于斜坡的近似Lennard-Jones（LJ）的潜力。通过蒙特卡罗模拟，我们确定了低密度液体（LLCP）、一阶高密度液体（HDL）-低密度液体（LDL）共存线和密度极大值线的位置。我们观察到，作为LJ极限接近，LLCP成为亚稳态相对于冷冻成六方密堆积的结晶固体。在这个政权的相行为的定性性质显示出显着的相似之处，在精确的水模型的模拟研究。具体而言，液相的密度超过固体的密度;亚稳态LDL-HDL线的梯度在压力（p）-温度（T）平面中为负;而在p-T平面中密度最大值的线具有与在水中看到的形状类似的形状，并且很好地延伸到相图的{ \em稳定}液体区域中。因此，我们的研究结果有助于重量的“第二个临界点”的假设作为一种解释的异常行为的水。
2006-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural anomalies for a three dimensional isotropic core-softened potential
利用分子动力学模拟，我们研究了通过连续核软化粒子间势相互作用的粒子质点系的结构。我们发现的平移序参数，t，局部最大值在密度$ρ_{t-max}$和局部最小值在$ρ_{t-min} > ρ_{t-max}$。在$ρ_{t-max}$和$ρ_{t-min}$之间，$t$参数在压力下急剧降低。对于取向序参数$Q_6$，在密度为$ρ_{t-max}< ρ_{Qmax} < ρ_{t-min}$时观察到最大值。对于介于$ρ_{Qmax}$和$ρ_{t-min}$之间的密度，平移（t）和取向（$Q_6$）序参量都有反常行为。我们知道，该系统也表现出密度和扩散异常。我们发现，在压力-温度相图的结构异常的区域包围的扩散异常的区域是大于由最大密度的温度限制的区域。这一系列的异常（结构，动力学和热力学）为我们的模型具有相同的层次结构，观察到的SPC/E水。
2006-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competing interactions near the liquid-liquid phase transition of core-softened water/methanol mixtures
水是一种独特的物质，具有一长串的热力学、动力学和结构异常，这些异常通常归因于分子间相互作用中两个特征长度尺度之间的竞争。人们一直认为，潜在的液-液相变（LLPT）结束于液-液临界点（LLCP）的水的异常行为的核心。这种转变，已被证明在多个模拟研究似乎是抢占实验自发结晶。在这里，为了暴露在过冷制度中观察到的LLPT附近的自发结晶，和密度异常之间的连接，我们进行了广泛的分子动力学模拟的模型混合物的核心软化水和甲醇。类纯水流体表现出LLPT和密度异常。相比之下，我们的纯甲醇类模型确实有一个LLPT，但缺乏密度异常。我们的研究结果说明了密度异常的消失和自发结晶的温度增加之间的关系：一旦这个温度超过LLCP的临界温度，没有密度异常观察。这种奇特的特征说明了如何微调的竞争相互作用决定了水/酒精混合物的异常行为。
2020-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Amorphous Radial Frustration and Water-Like Anomalies in a Ramp-Shoulder Fluid
Universidade Federal do Oeste da Bahia（巴伊亚联邦大学）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）；Universidade Federal de Pelotas（佩洛塔斯联邦大学）；Universität Konstanz（康斯坦茨大学）
通过分子动力学模拟研究聚合物接枝纳米颗粒有效相互作用导出的三维粗粒化斜坡肩部流体，发现其热力学、结构和动力学反常，并揭示非晶径向挫败机制。
2026-05-21 cond-mat.soft
Effects of nanopore and fluid structure on anomalies and phase transitions of confined core-softened fluids
我们使用分子动力学模拟来研究纳米孔和流体结构如何影响受限异常流体的动力学、热力学和结构性质。流体建模使用的ST 4原子模型的水的有效对电位。该系统具有密度，结构和动力学异常和汽-液和液-液临界点类似于散装水中观察到的量。限制是由光滑和结构化的墙壁。对于光滑约束和结构约束，约束流体的极值密度和扩散温度向较低的值移动，而压力向较高的量移动。在光滑壁的情况下，当纳米孔尺寸增加时，流体相和非晶相之间的临界点和极限显示温度和压力的非单调变化。在结构化壁的情况下，临界点的压力和温度随多孔尺寸单调变化。我们的结果解释的基础上的不同长度尺度的流体和壁面流体相互作用之间的竞争。
2015-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the composition dependence of the microscopic structure, thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-dimethyl formamide model mixtures. Molecular dynamics simulation results
等温等压分子动力学模拟已经进行了检查一个样本集的模型水-N，N-二甲基甲酰胺（DMF）的混合物的性质作为一个功能的组成。SPC-E和TIP 4P-Ew水模型以及DMF的两个联合原子模型[Chalaris M.，Samios J.化学物理学杂志，2000，112，8581; Cordeiro J.，国际量子化学杂志，1997，65，709]。我们的主要分析关注径向分布函数的结构性质的行为，以及不同物种的分子之间的氢键的数量以及热力学性质。即探讨密度、过量混合摩尔体积和焓、热容和过量混合热容。最后讨论了体系的自扩散系数和介电常数。此外，还对水-DMF混合物的表面张力进行了计算和分析。
2017-12-14 cond-mat.soft
The role of molecular structure on the microscopic thermodynamics: unveiling with Femtosecond Optical Tweezers
本研究利用飞秒光镊分析二元液体混合物的微流变学数据，揭示了分子结构（如碳氢链长度和分支）通过分子间相互作用调节微观热力学（过量粘度和残余吉布斯自由能）的机制，阐明了热力学性质与粘度的关系。
2023-09-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Cholesterics of colloidal helices: Predicting the macroscopic pitch from the particle shape and thermodynamic state
建立一个通用的理论框架来描述（胶体）液晶中宏观手性的微观起源是一个长期的挑战。在这里，我们结合经典的密度泛函理论与Monte Carlo计算的维里型系数，获得平衡的螺距作为热力学状态和微观细节的函数。应用硬螺旋的理论，我们观察到的右手和左手的双相粒子的几何形状和系统密度依赖于一个微妙的组合。特别是，我们发现，熵单独甚至可以导致一个（双）反转在扭曲的螺旋意义上改变包装分数。我们展示了单粒子性质（形状）和热力学（局部排列）之间的竞争如何决定宏观手性行为。此外，通过扩大我们的自由能功能，我们能够评估，定量，斯特雷的弱手性理论，在几个早期的研究。此外，通过将我们的理论扩展到不同的溶致和热致液晶模型，我们分析了额外的软相互作用对螺旋手性行为的影响。最后，我们提供了一些更复杂的手性相，如扭曲弯曲向列相的描述准则。我们的研究结果提供了新的见解熵的作用，在这种状态的物质的微观起源。
2014-12-03 cond-mat.soft
Microscopic Description of Thermodynamics of Lipid Membrane at Liquid-Gel Phase Transition
脂质膜的微观模型的构建，提供了一阶液体-凝胶相变的物理机制的分析易处理的描述。我们证明了液-胶相变是三种主要相互作用的协同效应：脂间范德华吸引力，空间排斥力和疏水张力。该模型明确表明，温度依赖性的脂质间的空间排斥开关系统从液体到凝胶相时，温度降低。这种转换表现在随着温度降低，脂质的侧向可压缩性增加，使得具有较小面积的相在转变温度以下更优选。该模型给出了定性正确的图片突变的转变温度下的面积每脂质，膜厚度和体积每烃基的脂质链。计算的相变温度对脂链长度的依赖性与实验数据定量一致。脂质分子之间的空间排斥被证明是唯一的驱动程序的相变，范德华吸引力和疏水张力是弱的温度依赖性。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Towards the microscopic foundation of the zeroth law of thermodynamics
研究了考虑相互作用延迟的原子链的自由振动动力学。它表明，所有的振荡电路阻尼。研究了这种原子链的受迫振动动力学。它表明，无论初始条件，该系统进入一个静态的动态平衡与外部场，这取决于系统的属性和外部场的参数。提出了多体和少体系统热力学平衡态不可逆建立过程的非统计动力学机制。
2021-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microscopic approach to entropy production
在微观理论下计算熵产生是非平衡统计力学的一大挑战。在线性不可逆热力学框架下，将Mori-Zwanzig-Forster投影算子技术与热力学第一、第二定律相结合，得到了熵产生的微观表达式，以及熵密度及其时间关联函数的输运方程.我们进一步给出了耗散泛函的微观推导，从中可以以形式上优雅的方式获得扩展动力学密度泛函理论的耗散动力学。
2012-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A microscopic theory of photonucleation: Density functional approach for the properties of a fluid of two-level atoms, a part of which is excited
利用密度泛函方法研究了部分受激的二能级原子非均匀（两相）流体的性质。本文在分析部分受激发的二能级原子气体状态方程的基础上，提出了一个简单的巨原子势密度泛函。本文利用密度泛函理论计算了激发态原子存在下汽液相变的成核势垒。
2006-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Thermodynamic bounds on generalized transport: From single-molecule to bulk observables
本研究证明d维非平衡系统中可微标量可观测量的输运上限由总熵产生与微观坐标拉伸程度的乘积决定，建立了适用于多种动力学的广义速度极限，填补热力学推断空白，可用于单分子及体相实验的热力学分析。
2024-06-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
