Onset of flow in a confined colloidal glass under an imposed shear stress
利用数值模拟方法研究了在均匀剪切应力作用下的受限胶体玻璃。在宏观和微观尺度上,随后的动力学在流动的开始进行了研究。当施加的应力逐渐减少时,稳定流开始的时间尺度发散,与长寿命的空间不均匀性。在此屈服应力区附近,观察到剪切带结构形式的持续蠕变。
2014-10-26 cond-mat.soft
Slow dynamics in cylindrically confined colloidal suspensions
我们研究了限制在玻璃微毛细管内的双分散胶体悬浮液,以模拟受限圆柱几何形状中的玻璃化转变。我们使用高速三维共聚焦显微镜观察颗粒运动的体积分数和管半径的范围很广。保持体积分数不变,我们发现颗粒在较薄的管中移动较慢。管壁诱导颗粒迁移率的梯度:颗粒在管壁附近移动得相当慢。这表明,约束引起的玻璃化可能是由于界面效应。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Glass transition and layering effects in confined water: a computer simulation study
利用计算机分子动力学研究了纳米孔中水的单粒子动力学。对孔进行建模以表示Vycor玻璃的孔的平均性质。动力学分析在不同的水化水平和过冷。在所有的水化水平和所有的温度下,由于基材的强亲水性,观察到分层效应。在室温下,时间密度函数已经显示出与德拜和拉伸指数行为的强烈偏离。无论是在降低水化水平和过冷时,我们发现的功能,可以相关的笼效应典型的过冷液体经历动力学玻璃化转变。然而,模式耦合理论所预测的行为只能通过对密度衰减器进行适当的壳分析来观察。来自基底的前两层内的水分子在环境温度下已经处于玻璃态(结合水)。剩余的分子子集(自由水)经历动力学玻璃化转变;密度衰减因子的弛豫与理论的主要预测一致。根据我们的数据,我们可以预测自由水的结构停滞温度。
2000-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glass Transition in Confined Geometry
扩展模式耦合理论,我们阐述了一个微观理论的玻璃化转变的两个平行的平面硬壁之间的液体限制。该理论包含标准的MCT方程在散装和在两个维度的限制情况下,并需要作为输入的唯一的平衡密度分布和结构因素的流体限制。我们评估的相图作为硬球流体的情况下的板的距离的函数,并获得作为结果的分层相关的结构变化的玻璃transition线的振荡行为。
2010-08-23 cond-mat.soft
Bioprotectant glassforming solutions confined in porous silicon nanocapillaries
甘油和海藻糖-甘油二元溶液是具有显著生物保护特性的玻璃形成液体。在本文中,我们解决了这些解决方案中的直径D=8 nm的直通道的多孔硅形成的限制的影响。中子衍射和非相干准弹性中子散射被用来揭示不同的影响纳米约束和添加海藻糖的分子间结构和分子动力学的液体和玻璃相,在纳秒的时间尺度。
2009-01-26 cond-mat.soft
Multiple reentrant glass transitions in confined hard-sphere glasses
玻璃形成液体在限制时表现出丰富的现象学。这通常与壁面-流体相互作用引起的效应有关。在这里,我们专注于有趣的限制,其中的隔离墙成为几个粒子直径的顺序。对于一个适度的多分散,密集的硬球流体之间的两个光滑的硬壁,我们通过事件驱动的分子动力学模拟的出现后,一个多重入的玻璃化转变的情况下,壁分离的变化。使用热力学关系,这种重入现象被证明是持久不变的化学势下。这允许直接的实验研究,并开辟了在微米和纳米技术的各种应用的方式,其中通道尺寸是所包含的颗粒的大小相媲美。计算结果与结合密度泛函理论和模式耦合理论得到的玻璃化转变的理论预测一致。
2014-06-20 cond-mat.soft
Local influence of boundary conditions on a confined supercooled colloidal liquid
我们研究受限的胶体悬浮液作为一个模型系统,它近似的行为受限的小分子玻璃形成。当被限制在平行玻璃板之间时,致密的胶体悬浮液变得更加玻璃化。我们使用共聚焦显微镜来研究受限胶体颗粒的运动。特别是,我们研究的影响颗粒粘在玻璃板上附近的自由粒子。限制似乎是主要的影响,减缓自由粒子的运动,并接近卡住的粒子导致二次减少的自由粒子的流动性。总的来说,颗粒迁移率在样品室的宽度上是相当恒定的,但是边界条件的强烈不对称性导致颗粒迁移率的轻微梯度。
2010-06-30 cond-mat.soft
Methyl group dynamics in a confined glass
我们对限制在不同孔径的中孔硅酸盐中的玻璃态甲苯中的甲基动力学进行了中子散射研究。的势垒分布模型,这样的分布以下的结构紊乱的玻璃态的实验结果进行了分析。禁闭的结果在一个强烈的平均旋转势垒的降低相比,体状态。我们已经粗略地分离了在块状和表面状的贡献,对应于转子在距离孔壁分别大于和小于的相互作用的空间范围,这有助于甲基的旋转电位的距离的局限状态的分布。我们已经估计了7 Amstrong的距离作为相互作用范围的下限,超出了典型的最近邻质心之间的距离(4.7 Amstrong)。
2003-02-04 cond-mat.soft
Structure of liquid and glassy methanol confined in cylindrical pores
我们提出了一个中子散射分析的密度和静态结构因子的约束甲醇在不同温度下。在孔径D=24埃和D=35埃的MCM-41硅酸盐的圆柱形孔中进行限制。受限甲醇在低温下的热膨胀率的变化是玻璃化转变的标志,对于最小的孔,玻璃化转变发生在较高的温度下。这是表面引起的流体动力学减慢的证据。结构因子呈现出系统的演变与孔径,这已被分析的排除体积效应和流体基质的互相关。相反的情况下,范德瓦尔斯流体,它表明,更强的流体基质相关性必须调用最有可能与H-键合的甲醇和硅酸盐表面的字符。
2004-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mode-coupling theory of the glass transition for confined fluids
我们提出了一个详细的推导的微观理论的玻璃化转变的两个平行的墙壁之间封闭的液体依赖于模式耦合近似。这种几何形状缺乏垂直于壁的平移不变性,这意味着密度分布和密度-密度关联函数明确地取决于到壁的距离。本文讨论了平板几何中的剩余对称性,并引入了一组对称性自适应的两点关联函数。由于电流自然地分裂成平行和垂直于壁的分量,理论的数学结构不同于所建立的整体模式耦合方程。我们证明了非遍历参数的方程仍然显示出类似于散装液体的协方差性质。
2012-08-09 cond-mat.soft
Polymorphism of the glass former ethanol confined in mesoporous silicon
限制在平行排列的通道中的乙醇的X射线衍射图案约为。10 nm直径和50微米长度的中孔硅已被记录为填充分数,温度和不同的冷却和加热速率的函数。的吸附等温线,记录在液体状态下,表明三个单层厚,强烈吸附的壁层和毛细孔中心的分子冷凝馏分。虽然强烈吸附的膜保持在一个非晶态的整个温度范围内的调查,毛细管凝聚的分子再现散装固体乙醇的多态性,即形成结晶或玻璃状的状态作为冷却速率的函数。然而,在中孔中实现玻璃化所需的临界速率比本体状态小至少两个数量级。这一发现可以追溯到纯粹的几何约束和淬火无序效应,限制在介孔硅的特点。
2010-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer Analysis of the Structure of Water Confined in Vycor Glass
本文用分子动力学模拟方法模拟了硅孔中水的微观结构。石英玻璃中的单个腔体已被建模,以再现真实Vycor玻璃的孔的主要特征。一个层分析的站点站点的径向分布函数的证据存在于孔隙中的两个子集的水分子具有不同的微观结构。位于内层的分子,靠近孔的中心,具有与本体水相同的结构,但温度高30 K。相反,在外层中的水分子的结构,接近基板,是强烈的影响,由水-基板的亲水性相互作用和敏感的扭曲的H-键网络和相邻分子之间的取向相关性显示。降低水化作用对外层水的结构影响不大。实验测定的水在禁闭的结构特性的后果进行了讨论。
2002-01-16 cond-mat.soft
Acceleration of diffusion in ethylammonium nitrate ionic liquid confined between parallel glass plates
乙基铵阳离子和硝酸根阴离子的本体自扩散都可以用各自的单扩散系数来描述。阴离子的扩散比阳离子的扩散高1.7倍。这表明离子液体中的离子没有紧密缔合。对于限制在玻璃板之间的乙铵阳离子,沿着以及垂直于限制玻璃板的有效扩散系数比本体中的有效扩散系数高1.86倍。同时,EA阳离子的NH3基团的质子的NMR T2弛豫比本体快22倍。EA的选择性标记的CH 2和CH 3基团的2H NMR光谱未证明玻璃板之间的EA的任何有序化。我们认为,这些数据有利于一个模型,其中一个散装各向同性海绵状结构的EAN保存在限制,但连接通道的大小增加。与体相相比,这导致NH3基团质子的更快的平移扩散和更快的交换过程。
2017-03-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Physical entanglements mediate coherent motion of the active topological glass confined within a spherical cavity
受细胞核内染色体和最近发现的活性拓扑玻璃的启发,我们研究了长的非级联活性聚合物环的球形限制熔体。在没有活性的情况下,环表现出与染色质纤维相同的平均大尺度构象特性。在激活环上的连续单体片段后,由于活性增强的拓扑约束,系统到达玻璃态稳态。后者产生系统的相干运动,但由此产生的大尺度结构是不符合分形球模型。我们观察到微相分离的主动和被动段没有系统的趋势,在封闭的领域内的主动域的定位。我们发现,坦克踩踏的活性段沿环轮廓增强主动-被动相分离的状态下的活性拓扑玻璃时,扩散和构象松弛的环显着抑制。最后,虽然本模型的部分活性环是不兼容的大规模的染色质组织,我们的研究结果表明,活性增强的纠缠,导致促进内和染色体间的接触可能是相关的染色质结构在较小的尺度。
2021-07-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Structures and dynamics of glass-forming colloidal liquids under spherical confinement
最近的理论预测,当一个过冷液体接近玻璃化转变,颗粒簇与一个特殊的“无定形秩序”的液体内成核,这导致静态相关性指示液体松弛的急剧放缓。然而,这一预测尚未在3D实验中得到验证。在这里,我们设计了一个胶体系统,其中颗粒被限制在球形空腔内,边界处钉扎着一层无定形颗粒。使用这个新的系统,我们捕获的无定形顺序的粒子团簇,并展示了静态相关的发展。此外,通过研究球形约束样品的动力学,我们揭示了静态相关性对胶体液体弛豫的深刻影响。在类比与随机钉扎粒子的玻璃形成液体,我们提出了一个简单的关系,为改变的构型熵的限制胶体液体,定量地解释了我们的实验结果,并说明了一个发散的静态长度尺度在胶体玻璃化转变。
2016-03-02 cond-mat.soft
Colloidal glass transition observed in confinement
我们研究了一个胶体悬浮体之间的两个准平行的墙壁作为一个模型系统的玻璃化转变限制的几何形状。悬浮液是两种粒度的混合物,以防止壁诱导结晶。我们使用共聚焦显微镜直接观察胶体颗粒的运动。这种运动在限制中较慢,因此在无限制几何形状的液体样品中产生玻璃态行为。对于更高的体积分数的样品(接近玻璃化转变),约束效应的发生在较大的长度尺度。
2007-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonergodicity parameters of confined hard-sphere glasses
在最近开发的模式耦合理论的流体局限于一个狭缝,我们阐述了适当的广义中间散射函数的长时间限制的数值结果。该理论需要作为输入的密度分布垂直于板,我们从基本测量框架内的密度泛函理论,以及可计算依赖于非均匀Percus-Yevick封闭的自适应静态结构因子。我们的计算的非遍历性参数的集体以及自我运动是在定性协议与我们广泛的事件驱动的分子动力学模拟的中间散射功能稍微多分散的硬球系统在高包装分数。我们发现,作为波数的函数的非遍历性参数的变化与面内静态结构因子相关,而微妙的影响变得明显的结构因子和弛豫时间较高的模式指数。提出了一种从平面内静态结构的变化预测多重再入的判据。
2021-10-27 cond-mat.soft
Bubble growth in a confined heated polymer: the example of safety glass
Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);LIPhy(LIPhy实验室);Saint-Gobain Research Paris(圣戈班巴黎研究院)
研究揭示了夹层安全玻璃中气泡生长的物理机制,指出空气和水在特定条件下协同作用导致气泡形成,并提出了扩展的模型用于分析多组分气泡。
2026-01-21 cond-mat.soft
The yielding transition in periodically sheared binary glasses at finite temperature
采用非平衡分子动力学模拟研究了通过瞬时淬火制备的三维二元玻璃在玻璃转变过程中的动力学行为。我们发现,随着应变振幅增加到一个临界值,势能接近较低的最小值在稳态下,而剪切应力振荡的振幅变得更大。下面的屈服过渡,储能模量占主导地位的机械响应,并在连续的周期的势能的逐渐衰减是伴随着大的非仿射位移的瞬态原子簇的大小减少。相比之下,在屈服应变以上,损耗模量增加,并且由于在多个瞬态循环之后形成跨越系统的剪切带,系统稳定在较高水平的势能。
2018-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mode-coupling theory of the glass transition for a liquid in a periodic potential
该研究为周期势中液体在玻璃转变附近的动力学建立了微观模耦合理论,通过分解电流并证明在零调制振幅下还原为常规理论,揭示了周期性调制对结构弛豫的影响。
2025-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting Glass-to-Glass and Liquid-to-Liquid Phase Transitions in Water
玻璃-玻璃和液体-液体的相变在许多年前就在有或没有施加压力的情况下在散装水和承压水中观察到了。结果表明,它们是由依赖于温度的焓差分离的两个液相的竞争。该模型是基于经典的成核方程的这些阶段完成的焓节省存在于所有温度和压力的贡献。计算得到的无定形水的热力学参数、多重玻璃化转变温度、焓变以及在高于Tg =227.5K的负压下的最大密度温度与许多测量结果一致
2017-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Simulations of Coulomb systems confined by polarizable surfaces using periodic Green functions
本文提出了一种有效的方法来模拟由平面可极化表面限制的库仑系统。该方法是基于使用周期格林函数的泊松方程的解。结果表明,由表面极化引起的静电能可以从周期性复制品的能量中解耦。这使我们能够结合使用格林函数技术计算的偏振贡献的副本的一个有效的埃瓦尔德求和方法。我们应用该方法计算了带电介质和金属界面之间的离子密度分布。
2017-12-11 cond-mat.soft
The Slowdowns of Water Dynamics when Approaching a Glass Transition or a Solid Interface: A Common Rationale
进行分子动力学模拟,我们调查了巨大的减速接近玻璃化转变或固体界面时的水动力学。我们表明,这两种效果可以描述在一个理论框架内,这是最近提出的Schweizer等人的共同点。并考虑耦合本地跳跃和弹性失真。对于承压水,我们正确地描述了α-弛豫时间τ_α的变化作为温度和相对于界面的位置的函数。利用我们的知识的合作长度尺度xi(T)的约束研究,我们定量合理的玻璃减速,τ_alpha(T),和斯托克斯-爱因斯坦分解散装水。对于封闭和散装液体,α-弛豫时间的变化是密切相关的变化的笼摇铃振幅。
2015-06-18 cond-mat.soft
Mode-coupling theory of the glass transition for colloidal liquids in slit geometry
我们提供了一个详细的推导模式耦合方程的胶体液体限制在两个平行的光滑壁。我们介绍了不可约的记忆内核不同的松弛通道,从而扩展投影算子技术的胶体液体狭缝几何形状。调查的集体动力学以及标记粒子运动,我们证明了模式耦合功能假设相同的形式,在牛顿的情况下证实的普遍性的玻璃化转变奇异的微观动力学。
2020-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode coupling behavior of a Lennard Jones binary mixture: a comparison between bulk and confined phases
本文在等效热力学条件下,对Lennard-Jones二元混合物在过冷条件下的体动力学性质和受限动力学性质进行了定量比较。这两个系统先前已被发现显示的行为与模式耦合理论的玻璃动力学的演变。差异和类比的行为进行了讨论,特别是在减少空间相关的动力学约束系统相对于散装跳跃的作用。
2005-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The emergence of supramolecular forces from lattice kinetic models of non ideal fluids: applications to the rheology of soft glassy meterials
本文系统地研究了具有阻挫短程吸引和中长程排斥相互作用的单粒子格子Boltzmann模型。平衡分析是按照[X. Shan,Phys.Rev.E77,066702(2008)],并且允许我们确定当两个界面重叠时在薄膜中产生的表面张力密度和所得的分离压力。然后用多组分模型进行受限流的数值模拟,并成功地对Bocquet及其同事最近提出的关于高度受限的软玻璃材料的非局部流变学基础的合作长度的存在的建议进行了测试[Goyon等人,Nature 454,84-87(2008);软物质6,2668-2678(2010)]。
2014-02-24 cond-mat.soft
Ultrasonic Study of Water Adsorbed in Nanoporous Glasses
本文通过水吸附同步超声测量并结合 Gassmann 理论,发现纳米多孔玻璃中受限水的体积模量高于本体水且与 Laplace 压力线性相关。
2023-07-10 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.geo-ph
The influence of periodic shear on structural relaxation and pore redistribution in binary glasses
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在振荡剪切变形下的孔结构、势能和局域密度的演化。多孔玻璃最初通过从液态跨越玻璃化转变的快速热淬火来制备,并允许相分离和在恒定体积下固化,从而在非晶态固体中产生扩展的多孔网络。我们发现,在周期性剪切下,由于玻璃质材料的逐渐重排,势能在连续的循环中降低,并且在较大的应变振幅下,数千次剪切循环后的势能的最小值较低。此外,随着循环次数的增加,孔径分布变得更加偏向于更大的长度尺度,在更大的应变幅下,开发出明显的峰,并且峰强度增强。局部密度分布函数的数值分析表明,循环加载导致形成更高密度的固体域和玻璃相的均匀化与降低密度。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulations of ionic liquids confined by metal electrodes using periodic Green functions
提出了一种有效的方法来模拟金属电极约束下的库仑体系。该方法依赖于格林函数技术,以获得一个无限的周期性复制系统的静电势。这避免了使用镜像电荷或显式计算感应表面电荷,这两者都大大降低了模拟速度。为了证明新方法的实用性,我们用它来获得离子密度分布和微分电容,这是非常实际和理论上的兴趣,为一个晶格模型的离子液体。
2017-12-13 cond-mat.soft
Local dielectric spectroscopy of near-surface glassy polymer dynamics
采用非接触式扫描探针显微镜方法研究了聚醋酸乙烯酯(PVAc)在玻璃化转变附近的局部近表面介电极化率和介电弛豫。介电谱测量从10-4 Hz到102 Hz作为温度的函数。该测量探测体膜的自由表面下方的20 nm厚的层。一个小的(4 K)的玻璃化转变温度和适度缩小的弛豫时间的分布被发现。相反,限制在金属电极上或金属电极之间的超薄膜的结果,没有发现在介电强度降低,不一致的固定较慢的模式。
2007-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Subdiffusion and the cage effect studied near the colloidal glass transition
玻璃形成材料的动力学在接近玻璃化转变时大大减慢,并且分子运动受到抑制。我们使用共聚焦显微镜来研究胶体玻璃化转变附近的胶体颗粒的运动。随着稠密胶体悬浮液中浓度的增加,颗粒被限制在由其邻居形成的瞬时笼中。这防止了它们在整个样品中自由扩散。我们通过测量粒子位移的时间相关性来量化这些笼子的性质。局部笼的性质与均方位移的次扩散上升有关:在很宽的时间尺度范围内,均方位移在时间上的增长速度低于线性增长。
2001-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Transport properties of Brownian particles confined to a narrow channel by a periodic potential
研究了均匀外力作用下二维势场中布朗粒子的输运问题。电势在一个方向上是周期性的,并将粒子限制在另一个方向上具有变化横截面的狭窄通道中。我们应用标准的长波渐近分析在窄的维度,并表明,领先的顺序项是等价的,以前从直接扩展的Fick-Jacobs近似。我们还表明,约束势对布朗粒子的输运有类似的影响,由固体通道引起的。最后,我们比较了解析结果与布朗动力学模拟的情况下,一个正弦变化的抛物势的横截面的宽度。我们得到了很好的协议的边缘概率分布,平均速度的布朗粒子和渐近色散系数,在很宽的范围内的Peclet数。
2009-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Truncation of Periodic Image Interactions for Confined Systems
基于周期性边界条件的第一性原理方法被材料理论学家广泛使用。然而,将这些方法应用于具有受限电子状态的系统需要使用大的单位单元,以避免人工图像相互作用。我们提出了一个一般的方法截断库仑相互作用,直接消除图像效应,并导致收敛的结果,为中等大小的周期性细胞。作为一个例子,我们发现最低能量的准粒子和激子状态的二维六角GAN片。这些片已被提议作为单壁GAN纳米管的母体材料,这可能是光电子学的兴趣。
2006-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Role of Friction on the Formation of Confined Granular Structures
Faculdade de Engenharia Mecânica, UNICAMP-Universidade Estadual de Campinas(坎皮纳斯州立大学机械工程学院);Laboratoire PIMM, CNRS, Arts et Métiers Institute of Technology, Cnam(国立工艺学院PIMM实验室);Faculty of Physics, University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学物理系)
研究通过不同摩擦系数的聚合物颗粒实验,发现摩擦系数影响颗粒结构的有序性,低摩擦导致晶体状结构,高摩擦则形成玻璃状结构。
2025-09-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Yukawa particles confined in a channel and subject to a periodic potential: ground state and normal modes
我们考虑一个经典的二维(2D)带电粒子系统,通过一个排斥汤川势$exp(-r/λ)/r$,限制在一个抛物线通道,限制在$y$ -方向的粒子的运动相互作用。沿着$x$方向,颗粒也受到周期性电势基底的影响。得到了系统的基态构型和简正模谱随周期势($V_0$)的周期性、强度和密度的变化关系。发现了一组有趣的可调基态构型,它们之间存在一阶和二阶结构跃迁。当V_0大于某个临界值时,得到了粒子在周期势的每个极小值上排列的魔组态,该临界值与密度成幂律关系。计算了不同组态的声子谱。的本地化的模式到一个小的频率间隔观察到足够的强度的周期性电位。一个可调的带隙被发现作为$V_0$的函数。这个模型系统可以看作是一个推广的弗伦克尔和Kontorova模型。
2010-06-10 cond-mat.soft
Slow dynamic elastic recovery in unconsolidated metal structures
慢动态非线性广泛存在于具有复杂非均匀或裂纹微结构的脆性材料中。它存在于岩石、混凝土和破裂的玻璃块中。未固结的结构也显示出这种行为:玻璃珠在压力下聚集,单个玻璃珠被限制在两块玻璃板之间。一个定义特征是在机械调节之后刚度的损失,随后是随时间的恢复。观察到的表现出缓慢动力学的材料在微观结构、化学成分和规模(从实验室到地震学)上都有很大的不同,这表明了某种普遍性。缺乏全面的理论认识的普遍性,特别是日志(时间)恢复;一个怀疑一直是,这种现象是与玻璃晶界和微裂纹。早期的研究主要集中在砂岩和其他天然岩石上,但近年来,其他实验场所也被引入,为理论提供信息。在这里,我们提出了一些简单的金属系统上的测量:一个未固结的聚集体的铝珠围压下,和铝珠限制在两个铝板之间,和钢板之间的钢球限制。使用超声波作为系统的探头,并使用尾波干涉测量法评估变化。三种不同的方法,低频调理,所有揭示缓慢的动态非线性。结果表明,玻璃态微观结构和裂纹不起重要作用,因为它们似乎是缺席我们的系统。
2019-12-09 cond-mat.other cond-mat.soft physics.class-ph
Glass transition in colloidal monolayers controlled by light-induced caging
本文通过模式耦合理论研究了准二维硬碟胶体在周期光势下的玻璃转变,发现外势导致的笼形畸变与局域堆积竞争产生非单调转变线,中等周期调制可稳定液态并实现玻璃态熔化。
2025-09-09 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity oscillations in confined channel flows of concentrated colloidal suspensions
利用快速共聚焦显微镜,在单粒子水平上研究了玻璃微通道中浓胶体的压力驱动流动。对于通道与颗粒尺寸比$a/\bar{D} \lesssim 30$,悬浮颗粒的流速显示波动。对于更高的约束($a/\bar{D} \simeq 20$),这些转变成规则振荡。我们提出的证据链接这些振荡与溶剂和颗粒(渗透)的相对流量和剪切增稠的约束效果。
2008-06-27 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
Quasi-periodic vs. irreversible dynamics of an optically confined Bose-Einstein condensate
本文研究了稀玻色-爱因斯坦凝聚体在环形激光模形成的光阱中的演化。通过求解一维Gross-Pitaevskii方程,并观察与系统位置相关的方差和统计熵,我们可以研究系统的动力学行为。结果表明,对于小凝聚体的宏观波函数的非线性复苏是预期的。对于足够大和稠密的凝聚体,发生不可逆动力学,如[9]中所预测的那样,出现规则动力学的复兴。这些结果得到了二维模拟的证实,其中与两个不同方向相关的能量尺度模拟了实验情况。
2000-07-12 cond-mat.soft
Periodic and chaotic orbits of plane-confined micro-rotors in creeping flows
我们从理论上探讨了浸没在粘性流体中的旋转球体的复杂动力学和涌现行为。粒子通过悬浮在其中的流体相互耦合:每个粒子都用小转子场干扰周围的流体,并且流体流动影响其他粒子的运动。我们注意到复杂的周期性或混沌轨迹的出现,取决于转子的初始位置和分离。平面内的点转子运动与经典的二维点涡动力学有相似之处。我们的分析突出了几个转子之间相互作用的复杂性,并建议在更密集的人群中更丰富的行为。我们讨论了该模型如何深入了解更复杂的复杂系统,并提出了可能的扩展,为今后的理论研究。
2015-03-05 cond-mat.soft math.DS nlin.CD
Influence of Confinement on Dynamical Heterogeneities in Dense Colloidal Samples
我们研究了一个封闭在两块准平行玻璃板之间的稠密胶体悬浮体,作为封闭几何中过冷液体的模型系统。利用激光扫描共聚焦显微镜直接观察到胶体颗粒的三维布朗运动。颗粒沿着壁形成致密层,但由于我们使用两种颗粒尺寸的混合物,因此避免了结晶。一个正常的液体样样品,当被限制时,表现出较慢的扩散运动。粒子重排是空间异质性的,重排区域的形状强烈地受分层的影响。这些重新排列的区域在限制后变得更加平坦。壁诱导层和空间非均匀动力学的变化特征似乎与限制诱导玻璃化密切相关。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Confinement-induced glassy dynamics in a model for chromosome organization
最近的实验显示染色体内接触概率的缩放,$P(s)\sim s^{-1}$与基因组距离$s$,被解释为意味着一个自相似的分形样染色体组织。然而,不同生物体之间的$P(s)$比例不同,需要解释。我们说明动态逮捕在一个高度封闭的空间作为一个有区别的标记基因组组织,通过建模细胞核内的染色体作为一个均聚物局限于一个不同大小的球体。布朗动力学模拟表明,链动力学减慢的聚合物体积分数($ϕ$)内的限制接近一个临界值$ϕ_c$。足够长的聚合物($N\gg 1$)的$ϕ_c^{\infty}\approx 0.44$的普适值允许我们使用$ϕ$作为单个参数来讨论基因组动态。我们的研究表明,玻璃态动力学的发生是人类染色体分离组织($N\approx 3\times 10^9$,$ϕ\gtrsimϕ_c^{\infty}$)的原因,而芽殖酵母染色体($N\approx 10^8$,$ϕ<ϕ_c^{\infty}$)是平衡的,没有明确的组织特征。
2015-10-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战,限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里,我们利用光学限制胶体模型系统中,我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”,但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
Glass transition temperature of thin polymer films
通过分子动力学模拟揭示薄聚合物薄膜玻璃化转变温度随厚度降低的规律,发现其与键取向各向异性和缠结密度下降相关,并用 Keddie 公式和扩展 Silberberg 模型进行定量描述。
2023-06-02 cond-mat.soft
Tagged-particle motion in quasi-confined colloidal hard-sphere liquids
利用周期性边界条件,研究了强相互作用准封闭液体中示踪粒子的运动。在模式耦合理论的玻璃化转变(MCT),我们计算的自非遍历性参数和自中间散射函数,并比较它们与事件驱动的分子动力学模拟。我们观察到非单调行为的平面内均方位移和进一步的关联函数,它涉及更高的模式索引编码的垂直运动的信息。面内速度自相关函数揭示了持续的反相关与负的代数幂律衰减$t^{-2}$在所有的包装分数。
2021-09-12 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
On the bridge hypothesis in the glass transition of freestanding polymer films
具有高分子量的自支撑薄聚合物膜表现出玻璃化转变温度随膜厚度的异常降低。具体来说,在此类材料中,测得的玻璃化转变温度随膜厚度以仿射方式变化,其斜率弱依赖于分子量。De Gennes提出了一种滑动机制作为这些系统中假设的主要松弛过程,其中应力扭结可以通过所谓的桥以类似于爬行的方式传播,即沿着聚合物大分子的主链从一个自由界面传播到另一个。在这里,通过考虑有限大小的随机游动在一个封闭的盒子里的确切统计,我们详细调查的桥梁假设。我们表明,滑动机制不能再现实验中出现的基本功能,我们展示了这样一个事实背后的根本原因。
2022-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Logarithmic interaction under periodic boundary conditions: Closed form formulas for energy and forces
本文给出了在周期边界条件下,通过对数相互作用的电荷集合的能量和力的封闭形式公式的方法。本文所做的工作是Glasser [M. L. Glasser,J.Math.Phys.15,188(1974)],并采用与Stremler [M. A. Stremler,J.Math.Phys.45,3584(2004)]。这里导出的公式的简单性使得它们在计算机模拟中非常方便。
2005-05-30 cond-mat.other cond-mat.soft physics.comp-ph
Controlling chaos: Periodic defect braiding in active nematics confined to a cardioid
本研究探讨活性向列相流体中拓扑缺陷驱动的混沌流动,通过心形线几何约束实现无缺陷创生或湮灭的“黄金辫”高效混合态,并揭示约束尺寸增大引发向活性湍流态的转变。
2024-01-09 cond-mat.soft
The configurational entropy of colloidal particles in a confined space
用蒙特卡罗积分方法计算了受限几何中胶体粒子作为硬盘相互作用的构型熵。特别是,我们考虑系统的三种边界条件:硬,周期和球形。当填充分数$ϕ$较小时,随着颗粒数$N$的增加,周期性边界条件和球形边界条件下系统的颗粒熵趋于相同,而硬边界条件下系统的颗粒熵在所研究的$N$范围内与它们相比仍有明显差异.令人惊讶的是,尽管小的系统尺寸,在无限大的系统尺寸从外推的周期性和球形系统的估计熵每粒子是在合理的协议与使用热力学积分方法计算。此外,随着$N$的增加,我们发现对关联函数开始表现出类似于大的自组装系统在相同的包装分数的功能。我们的研究结果可能有助于更好地理解构型熵如何随系统尺寸和边界条件的影响而变化,并为受限空间中的工程粒子提供相关见解。
2022-04-30 cond-mat.soft
Elasticity-Driven Periodic Polarization Patterns in Confined Chiral Ferroelectric Nematic Fluid
Jožef Stefan Institute(约瑟夫·斯特凡研究所);Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学与物理学院);CENN Nanocenter(CENN纳米中心);Department of Physics, Faculty of Science and Technology, University of the Basque Country UPV/EHU(巴斯克国立大学理学院物理系);School of Chemistry, University of Leeds(利兹大学化学学院);School of Physics and Astronomy, University of Leeds(利兹大学物理与天文学院)
研究揭示了受限手性铁电向列流体中因弹性软化导致的周期极化纹理形成,通过改变厚度和边界条件,发现条纹、方形和六边形结构,并通过二次谐波生成成像验证了非线性光学响应的周期调制。
2026-04-03 cond-mat.soft
Chaos-generating periodic orbits of topological defects in confined active nematics
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);University of California, Merced(加州大学默塞德分校);Kent State University(肯特州立大学)
研究揭示了主动向列体中受限条件下,缺陷的周期轨道生成机制及有序流的设计原理。
2026-03-05 cond-mat.soft
Stable freestanding thin films of copolymer melts far from the glass transition
聚合物薄膜由于其广泛的应用和它们引起的关于受限聚合物的动态响应的基本问题而引起人们的关注。如果温度高于其玻璃化转变温度Tg,则这些膜是不稳定的。在这里,我们描述了由远离其玻璃化转变的梳形共聚物熔体制成的厘米尺寸的独立式薄膜,其稳定超过一天。这些长寿命使我们能够表征排水动力学和薄膜的厚度分布。分层的区域出现在膜的排水口。我们有证据表明,薄膜的稳定性,变薄动力学和厚度分布的结果,从熔体中的结构力。理解我们观察结果背后的关键机制可能会导致在不使用稳定剂的情况下聚合物薄膜、泡沫和乳液的新发展。
2016-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft