Structural properties and liquid spinodal of water confined in a hydrophobic environment
我们提出了一个计算机模拟研究的结果TIP4P水被限制在一个疏水无序矩阵的软球过冷时的结晶性能。水的氢键网络似乎保存在这种疏水限制。尽管如此，观察到由于几何约束的氢键的平均数的减少。从350 K到210 K计算了旋节线的液相分支。相同的热力学方案的散装被发现：调幅曲线是单调下降。最大密度线弯曲，避免了与旋节线交叉。然而，最大密度线和旋节线都向更高的压力和更低的温度移动。
2008-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Structure of Water at Hydrophilic and Hydrophobic Interfaces: Raman Spectroscopy of Water Confined in Periodic Mesoporous (Organo)Silicas
利用拉曼振动光谱研究了亲水性介孔硅（MCM-41）和疏水性苯桥联周期性介孔硅（PMO）中水分子结构的温度依赖性。对于毛细填充的孔（75%相对湿度，RH），OH-拉伸区域由位于孔的核心部分中的液态水的贡献主导。它采用块状结构，受到限制和表面疏水性的适度破坏。对于部分填充的孔隙（33%RH），不可冻结吸附膜的结构与毛细填充孔隙中发现的结构完全不同。第一个显著特征是即使在低温（-120 {\textdegree} C）下也不存在低密度无定形冰的拉曼光谱指纹。其次，额外的频带揭示水羟基基团指向不同的水/固体和水/蒸汽界面。对于MCM-41，它们对应于水分子作为与二氧化硅的弱H-键供体，并且悬挂羟基朝向孔的空中心取向。对于苯桥PMO，我们发现了一个额外的类型的悬挂羟基，我们归因于水在疏水固体界面。
2022-01-31 cond-mat.soft
Dynamically Slow Processes in Supercooled Water Confined Between Hydrophobic Plates
我们研究了低温下疏水平面之间的水动力学。在不同的压力下，我们观察到不同的行为，我们理解的氢键动力学。在高压下，氢键网络的开放结构的形成被抑制，并且表面可以通过降低温度而快速脱水。在较低的压力下，氢键的快速有序化产生的异质性，负责强的非指数行为的关联函数，但没有强烈的相关时间的增加。在非常低的压力下，氢键网络的逐渐形成是导致相关时间大幅增加的原因，并且最终导致系统和脱水过程的动力学停滞。
2009-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic droplets in amphiphilic bilayers: a coarse-grained mean-field theory study
疏水性分子如油和某些药物可以在脂质和聚合物系统中被封装在两亲性双层的两个小叶之间。我们调查的情况下，疏水性分子是不相容的两亲物的尾巴，所以形成液滴。使用粗粒度的平均场模型（自洽场论，或SCFT），我们发现，液滴的大小范围很广，具有相同的特征透镜形状，并解释这一结果在简单的毛细作用参数，与测量的变化的两亲分子的表面浓度的双层和单层覆盖的液滴。我们研究了疏水液体和两亲分子尾部之间的排斥力的强度chi_BO对液滴形状的影响，发现随着chi_BO的减小，液滴逐渐变平。即使在非常低的chi_BO值下，液滴也保持至少亚稳定。这与疏水分子的长度变化时的行为相反。具体地，如果这些分子至少与两亲物尾部一样长，则发现进一步增加它们的长度对液滴形状几乎没有影响，而将它们的长度减小到低于该值迅速导致液滴变得不稳定。
2011-11-16 cond-mat.soft
Dynamics of 2D Monolayer Confined Water in Hydrophobic and Charged Environments
利用分子动力学模拟，我们研究了水的类水TIP 5 P模型在亲水和疏水限制下的动力学行为。我们发现，在极端的nanocofinement的情况下，只有一个分子层之间的限制表面的水，水的动力学仍然是Arrhenius与一个非常高的活化能高达高温。在极性（亲水性）约束的情况下，水的中间时间尺度动力学被急剧修改，大概是由于偶极子与由于表面电荷引起的有效电场的瞬态耦合。具体地说，我们发现，在极性表面的存在下，单层水的动力学显示异常区域-即横向均方位移显示了一个独特的超扩散中间时间尺度行为，除了弹道和扩散制度。我们通过提出一个简单的模型来解释这些发现。此外，我们发现，禁闭和表面极性改变振动态密度，特别是我们看到的增强的低频集体模式相比，散装水禁闭。最后，我们发现，晶体-取向耦合的长度尺度随着表面极性的增强而增大。
2010-05-13 cond-mat.soft
Thermodynamics of Water Entry in Hydrophobic Channels of Carbon Nanotubes
实验和计算机模拟表明，水自发地填充碳纳米管的疏水空腔。为了从热力学的角度对这一现象进行定量分析，我们采用两相热力学（2PT）方法计算了单壁碳纳米管中水分子的平移熵和旋转熵，结果表明，水分子在碳纳米管中能量的增加可以通过旋转熵的增加得到补偿。承压水与本体水处于平衡状态，在模拟结果的精度范围内，承压水的单位水分子亥姆霍兹自由能与本体水的单位水分子亥姆霍兹自由能相同。限制在碳纳米管与散装水的水分子的平移和旋转光谱的比较显示显着的位移的光谱峰的位置是直接相关的管半径。
2011-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
A water-like model under confinement for hydrophobic and hydrophilic particle-plate interaction potentials
采用分子动力学模拟方法研究了疏水板和亲水板之间的类水模型。在不同的板间距和粒子-板势下，得到了该系统的相行为。对于疏水性和亲水性壁，都有层的形成。结晶发生在接触层的温度低于中间层。此外，熔融温度随着板变得更加疏水而降低。同样，最大密度和最大扩散系数的温度随着疏水性的增加而降低。
2013-09-24 cond-mat.soft
Molecular Scale Hydrophobicity in Varying Degree of Planar Hydrophobic Nanoconfinement
我们已经研究了分子尺度的非极性溶质，氩，限制在疏水平面表面与不同的限制宽度。具体地说，我们发现，疏水性表现出非单调的行为与限制宽度。虽然疏水性通常是大的相比，散装值，我们发现一个狭窄的范围内的限制宽度的疏水性显示类似的值，在散装水。此外，我们开发了一个简单的模型，考虑到在nanocolinated几何形状的熵的变化，这使我们能够计算潜在的溶质之间的平均力的条件变化，从散装到不同程度的平面nanocolination。我们的研究结果是重要的，在理解纳米约束诱导的非极性聚合物的稳定性，气体的溶解度，并可能有助于设计更好的系统，提高石油采收率。
2015-01-24 cond-mat.soft
Dynamical Transitions of Supercooled Water in Graphene oxide Nanopores: Influence of Surface Hydrophobicity
采用分子动力学模拟研究了氧化石墨烯纳米孔中强约束水和轻度过冷水的动力学交叉现象。在相反的研究，禁闭是用来研究散装水的性质，我们感兴趣的是在没有任何散装水的情况下，强承压水的动态过渡。氧化石墨烯表面的物理化学性质对动态转变的影响是通过改变疏水性的程度上的限制表面上放置在10埃的表面间分离，。所有的动力学量显示一个典型的放缓的温度从298到200 K降低，然而，过渡的性质是一个不同的功能的表面类型。在237 K的交叉温度下，亲水区和疏水区之间的水在扩散系数和旋转弛豫时间上表现出从强到强的动力学转变，在238 K时，$α$弛豫时间表现出从弱到强的动力学转变.所观察到的交叉温度远高于本研究中使用的SPC/E水模型的凝固点，表明这些动态转变可以发生在没有大体积水的情况下，在强约束下的温和过冷。相比之下，限制在亲水性孔隙中的水在整个温度范围内显示出单一的Arrhenius能垒。我们的研究结果表明，除了限制，表面的性质可以发挥关键作用，在确定水的动力学过渡过冷。
2020-03-06 cond-mat.soft
Adsorption vs. folding of a Hydrophobic Chain Protein Model near an Attractive Surface
在多正则蒙特卡罗模拟的框架内，研究了一个粗粒离格蛋白质模型在吸引表面附近的折叠与吸附行为。在聚合物表面模型中，Lennard-Jones势被假定为有效单体与吸引表面之间的相互作用势。热力学性质和最低能量构象的一些结构参数进行了计算的折叠和吸附的情况下进行比较。
2015-12-22 cond-mat.soft
Interplay of local hydrogen-bonding and long-ranged dipolar forces in simulations of confined water
在水的标准模型中，库仑相互作用的球形截断允许有效的分子模拟，并且可以对均匀液体的结构给出非常精确的结果。然而，截断已知产生显着的错误，在非均匀系统，特别是静电性能。局部分子场（LMF）理论纠正这样的截断通过使用一个有效的或重组的静电势，占剩余的长程相互作用的影响，通过密度加权平均场平均值，并满足修改后的泊松方程定义的高斯平滑的电荷密度。我们将LMF理论应用于三个简单的分子系统，表现出不同方面的失败的一个天真的应用程序的球形截断-水之间的疏水壁，水之间的原子波纹亲水壁，水之间的限制与施加电场疏水壁。特别是对于最终系统，1/r的球面截断通常失败，LMF理论纠正了所有三个的失败。此外，LMF理论提供了一种更直观的方式来理解在涉及水的分子模拟中局部氢键和长程静电之间的平衡。
2008-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Different Kinds of Protein Folding Identified with a Coarse-Grained Heteropolymer Model
应用多正则模拟，我们采用介观疏水极性模型研究了非晶格杂聚物的折叠性质。我们研究各种序列折叠通道的自由能景观通过比较的平衡构象与折叠状态的角度重叠参数。虽然所有调查的杂聚物序列含有相同含量的疏水性和极性单体，我们的折叠通道的分析揭示了各种特性的折叠行为已知的现实肽。
2009-02-16 cond-mat.other cond-mat.soft
Interface-Induced Ordering of Gas Molecules Confined in a Small Space
气体的热力学性质主要是通过大量气体的相图来了解的。然而，对被限制在纳米空间中的气体的观测对经典热力学原理提出了挑战。在这里，我们研究了界面结构，包括O2或N2之间的水和疏水性固体表面通过使用先进的原子力显微镜技术。观察到有序的外延层和帽状纳米结构。此外，在氧过饱和水中观察到了生长在外延基极层顶部的饼状无序层。我们建议，疏水固体表面提供低化学势的网站，在那里溶解在水中的气体分子可以被吸附。通过界面水进一步稳定结构。在环境条件下，当气体分子被限制在足够小的空间中时，气体分子可以聚集成冷凝形式。受限气体的有序性和热力学性质主要取决于界面相互作用。结晶固体表面甚至可以诱导固-气状态。
2014-10-30 cond-mat.soft
Thermal compaction of disordered and elastin-like polypeptides: a temperature-dependent, sequence-specific coarse-grained simulation model
弹性蛋白样多肽（ELP）在高温下经历从低温溶剂化相到凝聚相的急剧溶解度转变，这是由较高温度下疏水相互作用强度增加驱动的。转变温度或“浊点”关键取决于ELP的序列组成、序列长度和浓度。在这项工作中，我们提出了一个温度依赖性，隐式溶剂，序列特定的粗粒度（CG）模拟模型，再现的转变温度作为一个函数的序列长度和客体残基身份的各种实验探测ELP可观的准确性。我们的模型建立在自组织的聚合物模型最近推出的内在无序的多肽（SOP-IDP），并引入了半经验的功能形式的疏水相互作用的温度依赖性。除了各种ELP的优良性能，我们证明了我们的模型捕获的热压实在主要疏水性的本质上无序的多肽（IDPs），与实验散射数据一致的能力。与CG表示所提供的高计算效率，我们设想，该模型将非常适合于模拟的大尺度结构，如ELP网络和水凝胶，以及聚集体的IDP。
2020-07-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Two-State Folding, Folding through Intermediates, and Metastability in a Minimalistic Hydrophobic-Polar Model for Proteins
在一个有效的，粗粒度的疏水极性蛋白质模型的框架内，我们采用多正则蒙特卡罗模拟调查自由能景观和折叠通道的示例杂聚物序列，这是彼此的排列。尽管简单的模型，知识的自由能景观依赖于一个合适的系统序参量，使我们能够揭示复杂的折叠特性，从真正的生物蛋白质和合成肽，如双态折叠，折叠通过弱稳定的中间体，和玻璃化亚稳态。
2007-10-24 cond-mat.soft q-bio.BM
Anomalies in a waterlike model confined between plates
利用分子动力学模拟，我们研究了两个固定的疏水板之间的类水模型。该系统进行了测试的密度，扩散和结构的异常行为，并与散装的结果进行比较。在我们探索的限制距离范围内，我们观察到，在压力-温度相图中，最大密度的温度（TMD线），最大和最小扩散的温度发生在较低的温度下时，与体积值相比。对于两层之间的距离低于某一阈值$d\le d_c$，仅形成两层颗粒，对于$d\ge d_c$，形成三层或更多层。在三层的情况下，中心层保持液态，而接触层结晶。这一结果与原子模型的模拟结果一致。
2012-12-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Drying Induced Hydrophobic Polymer Collapse
我们已经使用计算机模拟来研究疏水链在水中的崩溃。我们发现，崩溃的机制很像一个一级相变。聚合物附近的水的蒸发提供了坍塌的驱动力，并且速率限制步骤是足够大的蒸汽泡的成核。通过应用过渡路径采样和粗粒化处理液态水，使这项研究成为可能。我们的研究结果，以了解蛋白质的折叠和组装的相关性进行了讨论。
2002-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-liquid phase transition of water in hydrophobic and hydrophilic pores
在Gibbs系综下模拟了禁闭对水的液-液相变的影响。在沿着液体-蒸气共存曲线冷却时，受限水经由一级相变（如在本体中）或以依赖于孔亲水性的连续方式经历从正常水到强四面体水的转变。在所有的情况下，转变温度只是轻微移动的限制。这与实验观察到的限制对水的脆到强转变的温度的弱影响一致。
2006-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics study of nanoconfined TIP4P/2005 water: how confinement and temperature affect diffusion and viscosity
在过去的几十年中，大量的努力已经致力于研究限制在纳米级的疏水几何形状（管，狭缝孔）中的水，因为这种系统的多种技术应用，从药物输送到水脱盐设备。据我们所知，无论是数值/理论还是实验方法到目前为止都没有达成一致的理解，在这些条件下的水的结构和传输特性。在这项工作中，我们提出了分子动力学模拟的TIP 4P/2005水在不同的疏水纳米约束（狭缝孔或纳米管，两个疏水度）在很宽的温度范围内。一方面，水在疏水壁附近更加结构化，独立于限制的几何形状。在另一方面，我们表明，限制和曲率的组合效应导致水在疏水纳米管中的扩散系数增强。最后，我们提出了一个封闭的斯托克斯-爱因斯坦关系提取粘度从扩散率，其结果强烈不同于绿色久保已在以前的工作中使用的表达式。我们讨论了这两种方法的缺点，这可以解释这种差异。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Water confined in nanopores: spontaneous formation of microcavities
分子动力学模拟的水被限制在纳米尺寸，疏水性通道显示，水形成局部空腔的孔径~ 2.0 nm。腔体呈现非球形形状，并且优选地邻近限制壁放置，从而引起液体暴露表面的特殊形式。局部空化的制度似乎与蒸汽层的形成相关，如Lum-Chandler-Weeks理论所预测的，这意味着孔隙的部分填充。
2007-05-16 cond-mat.soft
Cavity-ligand binding in a simple two-dimensional water model
在等温等压系综中，通过Monte Carlo计算机模拟，我们研究了疏水配体与各种曲率（平面，凸和凹）的疏水表面的相互作用。一个简单的水，疏水配体和表面的二维模型。研究了水分子限制在分子表面附近的水合/去汗现象。一个显着的去湿的疏水表面一起观察到接近表面的水分子的重新取向。形成氢键网络以容纳靠近表面以及超出第一水化壳的空腔。在具有大曲率的凹表面的情况下，效果最强烈地显著。该简化模型可进一步用于评价疏水配体对接的热力学指纹。
2016-03-07 cond-mat.soft
The structure of the free energy surface of coarse-grained off-lattice protein models
我们已经进行了多正则模拟的疏水-亲水的杂聚物与一个简单有效的，粗粒度的离格模型研究的结构和拓扑结构的能量表面。多规范方法对整个崎岖的能量景观进行采样，特别是低能量部分，使人们能够更好地理解关键行为并可视化所考虑的蛋白质模型的折叠途径。
2007-03-23 cond-mat.soft
Water under hydrophobic confinement: entropy and diffusion
本研究通过分子动力学模拟探究疏水限制壁附近水的扩散，发现邻近壁的水层扩散显著增强，且可用关联扩散速率与超额熵的通用标度律解释，拓展了该定律对水在纳米受限下动力学的描述能力。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Hydrophobic and Ionic Interactions in Nano-sized Water Droplets
本文研究了球形水滴中甲烷和带电荷修饰甲烷的溶剂化反应。自由能分布为一个单一的甲烷分子在液滴中，直径D，从1到4纳米的范围内，表明液滴表面是非常有利的内部相比。从D=3 nm的自由能的温度依赖性，我们表明，这种效果是熵驱动。两个甲烷分子之间的平均力（PMFs）的潜力表明，溶剂分离的最低限度在大部分是完全不存在的承压水，独立的液滴大小，因为溶质颗粒主要与液滴表面。带电荷（Mq+和Mq-，q+ = q- = 0.4e，其中e是电子电荷）的甲烷被钉扎在表面的趋势显著地取决于水滴的大小。当D=4 nm时，离子更喜欢内部，而对于D<4 nm，离子位于表面，但倾向于比甲烷小得多。离子电荷增加到e时，表面会变得非常不利。反映了水分子的电荷不对称性，与相同电荷量的正离子相比，负离子对表面具有更强的偏好。随着液滴尺寸的增加，Mq+和Mq-之间的PMF显示由于表面溶剂化的趋势降低的边界的影响减小。我们还表明，作为溶质电荷密度降低的表面变得不那么不利。我们的研究结果在有限空间中的蛋白质折叠的影响进行了概述。
2006-09-12 cond-mat.other cond-mat.soft physics.bio-ph
Pathways to dewetting in hydrophobic confinement
液态水在疏水限制下相对于其蒸汽可以变得亚稳态。由此产生的去湿过渡往往阻碍了大的动力学障碍。根据宏观理论，这样的屏障来自于使跨越两个疏水表面之间的区域的临界蒸气管成核所需的自由能-具有较小半径的管塌陷，而较大半径的管生长以干燥整个受限区域。使用广泛的分子模拟水之间的两个纳米级的疏水表面，结合先进的采样技术，在这里，我们表明，表面间的分离，vanically有利于去湿，去湿的障碍不对应于形成（经典）的临界蒸汽管。相反，它对应于一个突然的过渡，从一个孤立的空腔附近的一个限制表面的间隙跨越蒸汽管已经大于宏观理论预期的临界蒸汽管。相应地，去湿势垒也小于经典的预期。我们发现，水密度波动的特殊性质邻近扩展疏水表面-即，观察低密度波动相对于高斯统计的可能性增强-促进这种非经典行为。通过稳定相对于蒸汽管的隔离腔，增强的水密度波动从而稳定新的路径，其绕过经典障碍并提供减小的抗去湿性。因此，我们的研究结果表明，波动在加速从超疏水表面上的Cassie-Wenzel转换到疏水驱动的生物分子折叠和组装的众多现象的动力学方面起着关键作用。
2015-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Coarse-grained model of adsorption of blood plasma proteins onto nanoparticles
我们提出了一个粗粒度的模型，用于评估球状蛋白质与纳米粒子的相互作用。蛋白质分子由每个氨基酸的一个珠粒表示，并且纳米颗粒由通过取决于纳米颗粒尺寸的中心力与氨基酸相互作用的均匀球体表示。所提出的方法是用来预测六种常见的人血浆蛋白的吸附能疏水带电或中性纳米粒子的不同大小，以及吸附后的分子的优选取向。我们的方法允许通过蛋白质与纳米颗粒的结合亲和力对蛋白质进行排名，这可用于预测NP-蛋白质冠的组成。预测的排名是在良好的协议与已知的蛋白质吸附在表面上的实验数据。
2015-11-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Hydrophobic homopolymer's coil-globule transition and adsorption onto a hydrophobic surface under different conditions
研究使用蒙特卡洛粗粒化模型模拟疏水性均聚物在疏水表面附近的线团-球体转变与吸附，发现狭缝孔限制增强链的展开与吸附，水合水根据热力学参数调节该行为，为无结构蛋白响应外部刺激提供分子机制见解。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Origin of attraction between likely charged hydrophobic and hydrophilic walls confining near-critical binary aquaeous mixture with ions
在一个简单的密度泛函理论中考虑了离子溶质对被限制在不同吸附偏好的带电壁之间的近临界二元水溶液混合物的影响。对于含有少量离子的近临界体系，基于关联式$ξ$和德拜屏蔽长度$κ^{-1}$均远大于分子尺寸的假设，导出了Landau型泛函.对于不溶于有机溶剂的离子，得到了相应的近似欧拉-拉格朗日方程。非平凡的浓度分布的溶剂被发现附近的带电疏水壁作为结果之间的竞争的短程吸引力的有机溶剂和水合离子的静电吸引力。对于一定范围的表面电荷和$ξκ$，在疏水表面附近可能存在过量的水。结果，亲水表面和疏水表面之间的有效电势在远离临界点时可以是排斥的，然后是吸引的，并且当接近临界温度时再次是排斥的，这与最近的实验一致[Nellen等人，软物质{ \bf 7}，5360（2011）]。
2011-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evaporation Rate of Water in Hydrophobic Confinement
疏水空腔的干燥被认为在生物物理现象中起重要作用，例如球状蛋白的折叠、配体门控离子通道的打开和关闭以及配体与疏水口袋的结合。我们使用前向通量采样，分子模拟技术，计算毛细管蒸发率的水限制在两个疏水表面之间的纳米级的间隙，作为间隙，表面尺寸和温度的函数。在所研究的条件范围内（间隙在9 ~ 14 nm之间，表面积在1 ~ 9 nm^2之间），蒸发的自由能垒与疏水表面之间的间隙成线性关系，这表明线张力对自由能垒起主要作用。蒸发速率与限制表面之间的间隙的指数关系导致当间隙从9增加到14 μ m时，蒸发速率降低10个数量级。计算的自由能势垒的顺序为50 kT，主要是双折射。在其他条件相同的情况下，发现单位面积上的蒸发速率在大表面（9 nm^2）的约束下比在小表面（1 nm^2）的约束下快两个数量级。我们表明，这是一个直接后果的溶剂化对象的大小上的疏水水合的依赖。对于足够大的表面，蒸发过程的关键核是一个跨越间隙的圆柱形蒸汽管。
2011-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular Dynamics Simulation Study of Interaction between Model Rough Hydrophobic Surfaces
我们研究了分子粗糙和柔性模型表面之间的疏水相互作用的一些方面。我们在这项工作中使用的模型是基于我们以前使用的模型（Eun，C.; Berkowitz，M. L. J. Phys. Chem. B 2009，113，13222-13228），当时我们研究了脂质膜的模型贴片之间的相互作用。我们最初的模型由两个带有极性头基的石墨烯板组成;这些板浸入水浴中。这种板之间的相互作用可以被认为是亲水相互作用的一个例子。在目前的工作中，我们修改了我们以前的模型，从两性离子头基的电荷。由于该过程，板的特性发生变化;它变得疏水。通过分离板之间的总相互作用（或潜在的平均力，PMF）的直接和水介导的相互作用，我们观察到，后者的变化从排斥到吸引，清楚地强调了水作为介质的重要作用。我们还研究了头基的粗糙度和灵活性对板间相互作用的影响，并观察到粗糙度增强了疏水相互作用的性质。在电荷去除板之间的有限空间中存在去湿转变证实了板之间的相互作用是强疏水的。此外，我们注意到，有一个浅的局部极小值的情况下，电荷删除板的PMF。我们发现，这个最小值与柔性头基经历的构型变化有关，因为两个板被带到一起。
2011-06-01 cond-mat.soft
Coarse-grained molecular dynamics simulation for uptake of nanoparticles into a charged lipid vesicle dominated by electrostatic interactions
我们使用粗粒度的分子动力学模拟来研究中性或带电纳米颗粒（NPs）和由中性和带负电荷的脂质组成的囊泡之间的相互作用。我们专注于亲水性和疏水性的吸引力和静电相互作用的脂质分子和NP之间的相互作用强度。当疏水相互作用足够强时，中性NP穿过脂质膜。随着带正电荷的NP的化合价增加，与中性NP相比，NP的膜渗透速度增加，并且带电荷的脂质在带电荷的NP周围积累。一个带电荷的高价NP通过一个由带电荷的脂质或转运样内吞作用形成的瞬时通道穿过脂质膜。通过对渗透过程的密度关联函数分析，可以对渗透过程进行分类。当非静电相互作用参数足够大时，带负电荷的NP可以吸附在膜上，并且在NP正下方形成中性富脂区域。NP在各种条件下自发地掺入囊泡中，并且该掺入由膜曲率介导。我们揭示了NP的行为取决于NP价，大小和非静电相互作用参数。
2019-07-24 cond-mat.soft
Simple and complex micelles in amphiphilic mixtures: a coarse-grained mean-field study
溶液中两亲物的二元混合物可以自组装成各种各样的结构，当两种物质单独形成不同曲率的聚集体时。在本文中，我们专注于小，球对称聚集体在溶液中的球形形成的两亲物与少量的片状形成的两亲物混合。使用粗粒度的平均场模型（自洽场论，或SCFT），我们扫描这个系统的参数空间，并发现一系列的形态作为相互作用强度，建筑和混合比的两亲物是不同的。当这两个物种是非常相似的架构，或当只有少量的层状形成添加时，我们发现简单的球形胶束的核心形成的两个两亲物的疏水块的混合物。对于更强烈的不匹配的两亲物和更高的片层形成剂浓度，我们反而发现小泡和更复杂的胶束。在后一种结构中，形成薄片的物质被形成球体的物质包裹。对于某些相互作用强度和层状形成器架构，包封的层状形成共聚物的量可能很大，并且考虑了这对于疏水化学品的溶解的影响。上述结构的形成背后的机制进行了讨论，特别强调的两亲物的排序，根据他们的首选曲率。
2011-06-27 cond-mat.soft
Critical behavior of a water monolayer under hydrophobic confinement
水的性质可以有一个很强的依赖于约束。在这里，我们考虑一个水单分子层nanobolized疏水平行壁之间的条件下，防止其结晶。我们调查，通过模拟的多体粗粒水模型，液体的性质是如何受到约束。我们表明，通过研究的响应函数和相关长度，并通过执行有限尺寸标度的适当的序参数，在低温下的单分子层进行液-液相变结束在一个临界点的普遍性类的二维（2D）伊辛模型。令人惊讶的是，通过减小壁的线性尺寸L，保持壁间距h恒定，我们发现对于L/h~50的液-液临界点的普适性类，即对于与其延伸相比小的单层厚度，存在2D-3D交叉。这一结果与简单液体的实验结果（L/h~5时发生交叉）有很大不同，与实验结果和原子模拟结果一致。我们揭示了这些发现表明，它们是一个后果的强协同性和低配位数的氢键网络的特点水。
2014-03-21 cond-mat.soft
Comparative Molecular Dynamics and Monte Carlo Study of Statistical Properties for Coarse-Grained Heteropolymers
采用一个简单的疏水极性杂聚物模型，我们比较从安德森和鼻子胡佛分子动力学以及复制交换蒙特卡罗方法获得的热力学量。我们发现定性对应的结果，但严重的定量差异使用鼻子胡佛链恒温器。为了分析偏差，我们研究了不同的参数化的鼻子胡佛链恒温器。从分子动力学和大都会蒙特卡罗运行的自相关也进行了研究。
2009-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition of hydrophobic and Coulombic interactions between nano-sized solutes
通过恒温恒压分子动力学模拟研究了带电纳米球形溶质在水中的溶剂化过程以及两种溶质之间的有效溶剂诱导力。中性溶质的结果与早期的研究结果一致，并与简单的宏观考虑的预测：大量的疏水吸引力可以追溯到溶质之间的溶剂的强烈消耗（“干燥”）。当溶质均匀带电时，这种疏水吸引力强烈降低，并且总力在足够高的电荷下变得排斥;阴离子和阳离子溶质对之间存在显着的不对称性，后者经历较小的疏水吸引力。当溶质携带离散的（而不是均匀的）电荷模式时，情况变得更加复杂。由于所得的亲水性和疏水性"补丁“对溶剂分子的拮抗作用，溶质周围的水再次显著耗尽，有效的相互作用恢复为主要是吸引力，尽管溶质之间存在直接的静电排斥。一个高度粗粒度的构型概率密度的检查表明，这两种溶质的相对取向是非常不同的显式溶剂，相比原油隐式溶剂表示的预测。本研究强烈表明，一个现实的球状蛋白质表面上的电荷分布的建模，以及水的分子处理是任何可靠的蛋白质聚集研究的必要先决条件。
2004-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transition to coarsening for confined one-dimensional interfaces with bending rigidity
本文讨论了在具有任意磁导率的两壁相互吸引作用下，具有抗弯刚度的界面的非线性动力学和涨落。该系统模拟了受限膜的动力学。我们使用二维流体动力学模型，其中膜是有效的一维对象。在以前的工作[T。Le Goff等人，Phys.Rev.E90，032114（2014）]，我们已经表明，该模型预测了由弯曲刚度引起的扭结（或畴壁）之间的振荡相互作用引起的冻结状态。我们在这里证明，在张力，潜在的不对称性，或热噪声的存在下，有一个有限的阈值以上的冻结状态消失，永久粗化恢复。根据驱动力的不同，向粗化的转变呈现出不同的情景。首先，对于张力下的膜，小的张力只能导致短暂的粗化或部分无序，而在一个有限的阈值以上，膜振荡消失，永久coarsening.Second，潜在的不对称性是相关的非保守的情况下，即渗透性的墙壁，在那里它引起的扭结上的漂移力，导致通过扭结antikink湮灭的快速粗化过程。然而，低于某个阈值，漂移力可以通过扭结之间的振荡相互作用来平衡，并且仍然可以观察到冻结的粘连片。最后，在很长一段时间内，噪声恢复粗化与标准指数取决于渗透性的墙壁。然而，粗化出现的典型时间表现出阿鲁修斯形式。因此，需要有限的噪声幅度，以便在可观察的时间内观察粗化。
2015-08-11 cond-mat.soft
The Many Faces of Heterogeneous Ice Nucleation: Interplay Between Surface Morphology and Hydrophobicity
是什么使一种材料成为一种良好的冰成核剂？尽管非均质冰成核对从云科学到微生物学的各个领域都很重要，但我们对这一普遍存在的过程的理解存在重大差距，仍然阻止我们回答这个问题。在这项工作中，我们已经研究了通用晶体基板的能力，以促进冰成核的疏水性和表面的形态的函数。通过外力分子动力学模拟，改变水-表面相互作用和表面晶格参数，得到了粗粒水在面心立方晶体模型不同表面上的成核速率。事实证明，表面相对于冰的晶格失配（通常被认为是良好冰成核剂的最重要要求）至多是期望的，但不是要求。另一方面，表面形态与其疏水性之间的平衡可以显著改变冰成核速率，并且还可以导致在同一基底上形成多达三个不同的冰面。我们已经查明了三种情况下，异质冰成核可以促进由结晶表面：（i）形成的水覆盖层，作为一个平面内的模板;（ii）出现的接触层屈曲在冰样的方式;和（iii）在紧凑的表面上具有非常高的相互作用强度的成核。我们希望，这种广泛的系统研究将促进未来的实验工作，旨在测试本文提出的物理化学的理解。
2016-11-25 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Structural and dynamical properties of nanoconfined supercooled water
大量的水呈现出大量的结晶冰和无定形冰。已知疏水性纳米限制会影响水形成冰的趋势并降低融化温度。然而，在纳米约束的冰相的系统研究是阻碍了在非常低的温度下模拟的计算成本。在这里，我们开发了一个粗粒度的模型，在疏水纳米约束的水单层和研究冰的形成蒙特卡罗模拟。我们发现两个冰相：低压下的低密度结晶冰和高压下的高密度六角冰，即液态冰和高密度结晶冰之间的中间相。
2011-02-14 cond-mat.soft
Sequence transferable coarse-grained model of amphiphilic copolymer
聚合物性质本质上是多尺度的，其中精细的局部相互作用细节在描述其全局构象行为中起着关键作用。在这种情况下，推导粗粒度（CG）多尺度模型的聚合物液体是一个不平凡的任务。当处理具有不同微观序列的共聚物体系时，特别是当它们具有两亲性时，会出现进一步的复杂性。在这项工作中，我们推导出一个基于片段的通用CG模型的两亲性共聚物组成的疏水性（亚甲基）和亲水性（环氧乙烷）单体的重复单元。该系统是聚缩醛共聚物的模拟模拟物[Samanta等人，Macromolecules 49，1858（2016）]。CG模型被发现是可转移的共聚物序列的范围很广，也是与现有的实验数据相一致。
2017-06-19 cond-mat.soft
Water Assisted Proton Transport in Confined Nanochannels
在疏水限制下的水合过量质子是纳米多孔材料和生物分子系统中电荷传输行为和反应性的关键组分。本文通过改变圆柱形碳纳米管（CNT）纳米孔的直径（d = 0.81、0.95、1.09、1.22、1.36、1.63和1.90 nm）、长度（1 ~3和~5 nm）、曲率和手性，计算研究了亚2 nm疏水纳米孔的过量质子限制效应。还探索了具有不同直径段的组合的CNT。限制下的水分子的空间分布是直径相关的，然而，质子溶剂化和运输被一致地发现发生在邻近孔壁的水层中，显示出水合过量质子水合氢离子样结构的“两亲性”特征。质子传输自由能垒也随着纳米孔直径的增加而显著降低，并且质子传输在d > lnm的纳米孔中变得几乎无垒。在所研究的纳米孔中，Zundel阳离子（${H_{5}O_{2}}^{+}$）仅在d = 0.95 nm CNT（7，7）纳米孔中填充。CNT（7，7）纳米孔内水合过量质子和$K^{+}$的存在分别诱导水密度增加40%和20%。通过CNT纳米孔的$K^{+}$传输的自由能垒也始终高于质子传输。有趣的是，过量质子电荷缺陷分布的演变揭示了d = 0.81 nm CNT（6，6）纳米孔（或段）中的“冻结”单水线构型，水合的过量质子只能通过Grotthuss机制穿梭通过该构型。车辆扩散成为相关的质子运输在“平”的自由能区和更宽的纳米孔，其中质子不主要穿梭在轴向方向。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Surfactant solutions confined in homogeneous and Janus-like slits
Department of Theoretical Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Faculty of Chemistry, Maria Curie-Sk odowska University in Lublin, Poland
研究水相表面活性剂溶液在 bulk 相和缝隙状孔隙中的行为，通过分子动力学模拟探讨非离子型表面活性剂 C₇E₃ 在不同缝隙中的吸附与自组装行为，揭示缝隙类型和宽度对表面活性剂聚集吸附的影响。
2026-03-30 cond-mat.soft
Membrane-mediated protein-protein interaction: A Monte Carlo study
我们使用粗粒度模型研究跨膜蛋白之间的膜介导的相互作用。我们比较了两种蛋白质之间的平均力（PMF）的有效潜力，它们总是平行于模拟盒的z轴对齐，与那些具有波动方向的蛋白质获得的PMF。的PMFs是由振荡包装驱动的贡献和一个光滑的吸引力的疏水性失配的贡献，如果蛋白质的疏水长度匹配的膜的厚度消失占主导地位。如果允许蛋白质方向波动，则与具有固定方向的蛋白质相比，振荡大大减少。此外，疏水错配相互作用具有较小的范围。最后，我们比较了两个蛋白质周围的二维厚度分布与两个耦合单层的弹性理论的预测，并发现它们非常吻合。
2012-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
How ions in solution can change the sign of the critical Casimir potential
我们表明，亲水性离子存在于一个封闭的，近临界的含水混合物可以导致类似的电荷表面之间的吸引力与相反的优先吸附的两个物种的混合物，即使相应的Casimir电位在不带电的系统是排斥性的。该预测与最近的实验[Nellen { \it{et al.} }，软物质{ \bf{80} }，061143（2011）]一致。我们还表明，带相反电荷的疏水表面可以相互排斥，虽然不带电的表面之间的卡西米尔电位与喜欢的优先吸附（选择性）是有吸引力的。当静电屏蔽长度大于相关长度，并且其中一个限制表面是强选择性和弱带电的，而另一个限制表面是弱选择性和强带电的时，这种行为是预期的。由于弱疏水表面附近的亲水性离子可以过度补偿疏水性的影响，从而使该表面成为亲水性表面，因此Casimir势可以改变符号。我们还预测一个更有吸引力的亲水性表面之间的相互作用和疏水性表面之间的相互作用更排斥的Casimir和Deby-Hückel电位的总和。我们的理论是从微观方法系统地推导出来的，并结合了Landau型理论和Debye-Hückel理论以及熵起源的额外贡献。
2013-08-14 cond-mat.soft
Self-assembly of amphiphilic Janus particles at planar walls: A density functional study
利用密度泛函理论研究了两亲分子在平面壁面上的结构形成。分子被建模为（硬）球组成的亲水性和疏水性的部分。由此产生的Janus粒子的方向被描述为表示内部自由度的向量。我们的密度泛函方法涉及基本测量理论结合平均场近似的各向异性相互作用。考虑中性、亲水性和疏水性壁，我们研究了粒子的吸附，着重于表面场和相互作用离子诱导的有序现象之间的竞争。最后，我们考虑系统限制在两个平面的墙壁。结果表明，各向异性Janus相互作用在低温下产生明显的挫折效应。
2010-12-06 cond-mat.soft
Reduction to the Simplest - The Complexity of Minimalistic Heteropolymer Models
简单的粗粒度的疏水极性模型的杂聚物的晶格HP和非晶格AB模型允许一个一般的分类的特征行为的疏水核心为基础的三级折叠。强烈减少的计算工作，使之能够系统地揭示在较宽的温度范围内的构象活动的相对较长的序列的热力学性质。基于一个合适的协同性参数，特征折叠通道和自由能景观，具有很强的相似性，与现实的折叠路径，可以分析。
2007-10-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Self-assembly of short DNA duplexes: from a coarse-grained model to experiments through a theoretical link
包含6至20个碱基对的短平端DNA双链体由于末端碱基对之间的疏水堆积相互作用而自组装成多分散半柔性链。在取决于温度和双链体长度的临界浓度以上，这样的链有序进入液晶相。在这里，我们调查的自组装这样的双螺旋双分子与相结合的数值和理论方法。我们采用Ouldridge等人最近提出的粗粒度DNA模型[J. Chem. Phys. 134，08501（2011）]模拟了本体系统。然后，我们直接从DNA模型中评估理论框架的输入量。由此产生的无参数的理论预测提供了一个准确的描述在各向同性阶段的模拟结果。此外，理论各向同性-非晶相边界与实验结果一致，提供了一种估算堆垛自由能的途径。
2012-04-04 cond-mat.soft
Frozen states and order-disorder transition in the dynamics of confined membranes
采用二维流体力学模型研究了两个可渗透壁之间的膜的粘附动力学。膜形态分解成上壁和下壁上的粘附片，并且服从类似于相分离动力学的非线性演化方程，已知这导致粗化，即粘附片的无限生长。然而，由于膜的抗弯刚度，系统向冻结状态演化而不粗化。当增加壁的渗透性时，这种冻结状态表现出有序-无序转变。
2014-09-08 cond-mat.soft
Detection of the liquid-liquid transition in the deeply cooled water confined in MCM-41 with elastic neutron scattering technique
本文综述了我们最近利用弹性中子散射技术对纳米多孔硅材料MCM-41中深度冷却水相行为的实验研究。在这种强约束下，避免了水的均质成核过程，这允许受限水在本体水无法达到的温度和压力下保持其液态。通过测量承压重水的平均密度，我们观察到一个可能的一阶低密度液体（LDL）的高密度液体（HDL）在承压重水的深度冷却区域的转变。相分离从1.12 ± 0.17 kbar和215 ± 1 K开始，并延伸到相图中的较高压力和较低温度。该起始点可以是承压水的液-液临界点。还估计了Widom线的轨迹。对承压水中液-液相变的观测有可能解释水在低温下的神秘行为。此外，它还可能对其他学科产生影响，因为承压水系统代表了许多生物和地质系统，其中水存在于纳米级孔隙中或亲水或疏水表面附近。
2016-12-11 cond-mat.soft
Sub-diffusion and population dynamics of water confined in soft environments
我们已经研究了分子动力学计算机模拟的动力学的水限制在离子表面活性剂相，从有序的层状结构胶束在低和高的水负荷，分别。我们已经深入分析了主要的动力学特征的均方位移和中间散射函数，并找到了明确的证据，次扩散行为。我们已经确定了水分子躺在带电的界面与疏水性限制矩阵作为主要负责这种不寻常的功能，并提供了一个全面的图片动态的基础上非常精确的分析，在界面上的寿命。最后，我们提供了，第一次我们的知识，一个独特的框架，合理化的存在重要的动力学不均匀性在软约束环境中吸收的流体。
2015-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
An atomistically informed multiscale approach to the intrusion and extrusion of water in hydrophobic nanopores
本研究提出一种多尺度方法，结合分子动力学模拟提取的原子细节与Langevin模型，高效计算疏水纳米孔中水的侵入与挤出转变时间，准确重现实验特征并大幅扩展可模拟时间尺度。
2023-05-24 cond-mat.soft
Sequence determines degree of knottedness in a coarse-grained protein model
结在球状均聚物中很丰富，但在球状蛋白质中很少见。为了揭示这个长期存在的难题，我们研究了疏水极性（HP）晶格蛋白质模型的框架内，在天然条件下，序列对蛋白质结形成的影响。通过采用大规模的王-朗道模拟结合适当的Monte Carlo试验移动，我们表明，即使结仍然是丰富的平均，序列引入大的自纠缠度的变化。此外，我们能够设计几乎总是或几乎从不打结的序列。我们的研究结果作为概念的证明，每个单体（在我们的情况下序列）仅引入一个额外的自由度，促进了蛋白质宇宙的进化，其中结是罕见的。
2015-03-15 cond-mat.soft q-bio.BM
A coarse-grained, ``realistic'' model for Protein Folding
提出了一个描述任意序列蛋白质折叠的唯象模型。蛋白质被认为是螺旋片段的集合;因此，其构型空间随着二级结构元件的数量而不是残基的数量而增加。哈密顿量同时呈现局部（即单螺旋，占链的刚度）和非局部（疏水带电螺旋之间的相互作用）项，并有望为研究真实蛋白质的折叠提供第一个工具。一个简化的配分函数，但绝不是平凡的，版本的模型计算几乎完全在一个分析的方式。后者的简化模型也适用于合成蛋白质的研究，并显示了一些初步的结果。
1997-07-24 cond-mat.soft q-bio
Fast water flow through graphene nanocapillaries: a continuum model approach involving the microscopic structure of confined water
纳米毛细管内的水变得有序，导致非常规行为。已经观察到石墨烯制成的纳米薄毛细管内的水流动的显著增强[B. Radha等人，Nature（London）538，222（2016）]。在这里，我们解释这种增强是由于石墨烯纳米胶囊内的水的大密度和非凡的粘度。利用Hagen-Poiffille理论和滑移边界条件，结合分离压力项和分子动力学（MD）模拟结果，我们提出了一个解析理论，阐明了疏水纳米胶囊内部水流动增强的起源。我们的工作揭示了一个独特的依赖性的水流在纳米毛细管的结构性质的nanoinsulated水与实验一致，这开辟了一条新的途径，在nanofluidics。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Anisotropy of shear relaxation in primitive chain network simulations for entangled polymers confined between flat walls
本文通过原始链网络模拟研究平板间受限缠结聚合物的各向异性剪切松弛，发现垂直分量加速源于几何受限的 Rouse 型约束释放动力学，提出了不同于非缠结体系的新机制。
2023-11-10 cond-mat.soft physics.chem-ph
