Activity induced phase separation
我们考虑被动(即,布朗)和活性(例如,细菌或胶体游泳者)颗粒,并分析由富含不同类型颗粒的相组成的均匀混合或相分离稳态的稳定性条件。我们表明,在充分稀释的混合物的系统的行为,如果它是暴露在两个单独的热浴不均匀的温度。它可以在第二维里近似中描述,忽略三体和更高阶的碰撞。在这种近似下,我们定义了非平衡的“化学势”,其梯度支配扩散通量和非平衡的“渗透压”,其支配界面的机械稳定性。
2015-02-27 cond-mat.stat-mech
Capillary to bulk crossover of nonequilibrium fluctuations in the free diffusion of a near--critical binary liquid mixture
本文研究了近临界二元混合物在自由扩散过程中,在两相界面处发生的非平衡涨落。小角度静态散射强度是由于毛细波和体涨落的非平衡贡献的叠加。波动的线性流体力学描述使我们能够隔离这两个贡献,并确定非平衡界面的有效表面张力。随着扩散界面厚度的增加,我们观察到的交叉的毛细波的贡献,散装之一。
2001-03-26 cond-mat.stat-mech
Shear-induced quench of long-range correlations in a liquid mixture
在脉动流体力学的框架内,研究了在浓度梯度和均匀剪切流作用下的二元(稀)液体混合物中浓度脉动的静态关联函数。结果表明,当波数满足$k<(\dotγ/D)^{1/2}$时,一个著名的$|\nabla c|^2/k^4$长程相关性$k$在大波数时会过渡到一个较弱的发散相关性,而当波数小于$k\ll (\dotγ/ν)^{1/2}$时,则证实了渐近剪切控制的幂律相关性,其中$c$,$\dotγ$,$D$和$ν$分别为质量浓度,剪切速率,质量扩散系数和运动粘度的混合物,分别。该结果将提供第一次的可能性,观察剪切引起的抑制的长程相关性实验,例如,通过使用一个小角度光散射技术。
2003-10-21 cond-mat.stat-mech
High-momentum dynamic structure function of liquid 3He-4He mixtures: a microscopic approach
本文研究了液态~ 3 He-~ 4 He混合物的高动量动力学结构函数。修正的脉冲近似已包括使用广义Gersch-Rodriguez理论,适当地考虑到费米统计的3 He原子。微观输入,作为动量分布和两体密度矩阵,对应于变分(费米)-超网链计算。与在$q=23.1$实验室$^{-1}$获得的实验数据的一致性并不完全令人满意,由于散射测量中存在的不一致性,比较是困难的。实验测定的4 He凝聚分数和3 He动能与理论结果之间的显著差异仍然没有解决。
2000-10-24 cond-mat.stat-mech
Microscopic theory of the atom work function from the binary mixture of simple liquids. 1. General results
本文通过对平面界面的简单液体和气体二元混合物平衡两相系统的Bogolubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon方程链的一元分布函数方程的分析,导出了液相和气相单原子势的解析表达式。利用远离界面的液体和气体中单原子势的渐近值,得到了混合物中各组分从液体到气体的原子功函数表达式。建立了液体混合物一般状态方程与从混合物进入真空的原子功函数之间的相互关系。混合物各组分在第一类极限点的稳定性准则(使用I.Z. Fishers分类)是根据原子从液体混合物到真空的功函数来表示的。结果表明,稳定性标准对应于混合物组分的雾化条件。
2006-08-17 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
The bulk viscosity of a symmetrical Lennard--Jones mixture above and at liquid--liquid coexistence: A computer simulation study
本文用计算机模拟的方法研究了具有对称扩散间隙的二元稠密液体(A,B)的Lennard-Jones模型。半随机-正则蒙特卡罗模拟产生的相图在$T$ -$x$平面($T$:温度,$x$:浓度的A或B粒子),以及在共存的平衡配置。然后,分子动力学模拟使用这些配置,以确定静态性能(等温压缩性$κ_T$和浓度敏感性$χ$)以及剪切和体积粘度$η_{\rm s}$和$η_{\rm B}$,分别。后者的数量计算沿着一条路径接近共存线从高温的单相区域和结束在共存线约15%的临界点以下的状态。我们发现,$κ_T$和$χ$显着增加附近的共存线反映的临界点附近。尽管$η_{\rm s}$表现出弱的温度依赖性,但$η_{\rm B}$在共存曲线附近显著增加。
2004-02-20 cond-mat.stat-mech
Creation of neutron spinless pairs in a superfluid liquid $^4$He and a neutron gas mixture
首先,在超流液体$^4$ He和中子气体的混合物中预测了自由中子无自旋对的产生。为了解决这个问题,本文给出了作为Bogoliubov模型的推广的稀玻色气体模型的精确解,其中凝析分数在状态$0\leq\frac{N_0}{N}\leq 1$中是变化的,这对于描述超流液体$^4$ He可能是有用的。通过应用所提出的稀玻色气体新模型,我们证明了凝聚体中原子的出现是集体模的抑制者,也是单粒子激发的创造者。另一方面,我们还证明了Bogoliubov激发之间的相互作用项(Bogoliubov声子-旋子模式)和中子的密度模式通过中子模式冥想吸引相互作用,这又导致无自旋中子对上的束缚态。
2009-04-01 cond-mat.stat-mech
Computer simulations of supercooled liquid hydrogen mixtures and the possible crystallization slowdown
本文用计算机模拟的方法对仲氢和正氘的亚稳混合液体进行了理论研究。与纯液态仲氢相比,没有观察到混合物经历结晶的倾向降低。也没有观察到作为结晶前体的两种物质的分层。
2021-07-02 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Theory for Glassy Behavior of Supercooled Liquid Mixtures
提出了一个过冷液体混合物的玻璃态动力学模型。给定单个过冷液体的弛豫行为,该模型预测了它们的混合物的弛豫时间随着温度的降低。该模型基于玻璃化动力学的动力学促进理论,为过冷液体的弛豫和玻璃化提供了物理基础。这与经验线性插值(例如,通常用于预测液体混合物的玻璃化转变温度的戈登-泰勒方程)形成对比。为了理解过冷液体混合物的行为,我们考虑了动力学约束的East模型的多组分变体,其中组分具有不同的能量标度,并且当局部移动区域,即,激励,是存在的。使用变分方法,我们确定一个有效的单组分模型与一个单一的有效能量尺度,最好的近似混合物。当缩放由这个单一的有效能量,我们表明,许多液体混合物的实验弛豫时间都崩溃到“抛物线定律”预测的动力学促进理论。该模型可用于预测玻璃质材料的混合物的传输特性和玻璃化转变温度,在大气化学,生物学和制药的影响。
2019-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium fluctuation-induced Casimir pressures in liquid mixtures
本文导出了液体混合物中由非平衡浓度涨落引起的类Casimir压力的表达式。然后将结果应用于液体混合物,其中浓度梯度通过Soret效应由温度梯度产生。比较了混合液中非平衡浓度波动引起的压力与单组分流体中非平衡温度波动引起的压力。对实验验证程序也提出了一些建议。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Early sedimentation and crossover kinetics in an off-critical phase-separating liquid mixture
本文用光衰减技术研究了混合液在非临界淬冷间隙中的早期沉降现象。液滴分布的时间演变是乳状液通过重力碰撞聚结的特征。这种沉降行为已经获得了相分离动力学和交叉的平衡的方式上观察到,分离的自由增长保守的顺序参数粗化的交叉时间拟合以及理论预测。
2004-02-04 cond-mat.mtrl-sci 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
Sympathetic cooling route to Bose-Einstein condensate and Fermi-liquid mixtures
我们讨论了一种同情冷却策略,可以成功地减轻费米子-空穴加热在稀原子费米-玻色混合物和访问的温度制度中,费米子表现为费米液体。我们引入一个基于能量的形式主义来描述的温度动力学,我们研究了一个特定的和有前途的混合物组成的6Li和87 Rb。分析谐波捕获的混合物,我们发现,这种混合物的有利功能进一步增强,通过使用不同的捕获频率为两个物种。
2005-10-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-Separation Transition in Liquid Mixtures Near Charged Objects
我们研究了非极性液体混合物在弯曲带电物体(如电极或带电胶体)附近的热力学行为。对于物体上足够小的电荷,或者等效地,小电势,介电泳力导致靠近胶体的极性更大的液体富集。然而,存在电荷(或电势)的临界值,在该临界值以上发生相分离转变,并且高介电常数和低介电常数组分之间的界面变得尖锐。给出了解析的和数值的组分分布,找到了平衡前沿位置与电荷或电压的函数关系,并利用简单的Cahn-Hilliard型方程研究了空间非均匀电场中相分离的动力学.我们发现一个指数松弛的组合物前的位置,与特征时间取决于收费,混合物的组成和环境温度。
2008-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic model for the glass transition: deeply supercooled liquids as mixtures of solid-like and liquid-like micro-regions
对于刚高于其玻璃化转变温度的深度过冷液体,我们提出了一个简单的热力学模型,其中深度过冷液体被假定为类固体和类液体微区的混合物。类液体区域的摩尔分数控制着过冷液体的热力学性质,而类固体区域的摩尔分数控制着过冷液体的弛豫时间或粘度。从深过冷液体的摩尔过剩熵的温度依赖性出发,导出了类液区摩尔分数的温度依赖性,从而得到了深过冷液体的弛豫时间或粘度的温度依赖性.我们的模型的一个中心参数,然后被证明是一个衡量的脆弱性的过冷液体。我们还提出了一种方法来测试我们的物理图像的深度过冷液体的分子动力学模拟的模型液体。
2012-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Casimir-like Forces in Liquid Mixtures
在这封信中,我们考虑一个液体混合物之间的两个热传导壁受到一个固定的温度梯度。在单组分液体中,非平衡波动力仅出现在液体层内部,而在混合物中的非平衡波动在壁上引起Casimir样力。物理原因是温度梯度通过Soret效应引起大的浓度波动。与温度波动不同,非平衡浓度波动也存在于理想导热壁附近。波动引起的Casimir力的大小与Soret系数的平方成正比,并且与混合的热量和体积的浓度依赖性有关。
2015-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Orientational orders in binary mixtures of hard HGO molecules
研究了非球形分子二元混合物的液晶相。混合物的组分是两种硬高斯重叠(HGO)分子,一种分子伸长参数小(小HGO分子)在本体中不能形成稳定的液晶相,另一种分子伸长参数大(大HGO分子)在本体中容易形成液晶相。在混合物中,与大分子HGO一样,小分子HGO也可以形成取向有序相,这是因为大分子HGO可以形成复杂的限制面,诱导小分子的取向,并在整个二元混合物中产生各向同性-各向异性的相变。我们还研究了由不同延伸率和不同浓度的HGO小分子和大分子组成的不同混合物的跃迁。结果表明,各向异性小分子在受限条件下可能表现出液晶行为。
2003-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagrams of polymer-containing liquid mixtures with a theory-embedded neural network
我们开发了一个深度神经网络(DNN),用于解释含聚合物液体混合物的相行为。DNN中的关键组件由理论嵌入层组成,该理论嵌入层通过粗粒度平均场论和标度律捕获相位行为的特征,并大大提高DNN的准确性。此外,这一层使我们能够减少混合物相图的DNN的大小。本研究还提出了DNN的预测能力的聚合物溶液和无盐和盐掺杂的二嵌段共聚物熔体的相行为。
2020-01-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid crystalline phases and demixing in binary mixtures of shape-anisometric colloids
本文建立了一个由棒状、片状和球形颗粒组成的二元混合物的形状不等轴颗粒嵌入立方晶格的理论模型。该模型的目的是提供一个工具,在各种液晶胶体,生物和大分子系统的复杂相行为的预测和解释。引入颗粒之间的排斥相互作用,获得了丰富多样的相结构和多相平衡,包括各向同性相、层状相、层状相和柱状相,分层成相同或不同对称性的相,以及同一相中不同种类的混合物的结构显微偏析。
2010-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Binding potential and wetting behaviour of binary liquid mixtures on surfaces
本研究基于经典密度泛函理论提出适用于互溶及不互溶二元液体混合物的基底界面润湿相行为理论,揭示了体相行为与基底作用的相互作用可催生多样界面相行为,还给出了结合势形式与液滴分布。
2024-01-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CG
Extension of Kirkwood-Buff theory: Partial enthalpies, fluctuations of energy density, temperature, and pressure, and solute-induced effects in a mixture solvent
本文扩展了Kirkwood-Buff理论,利用巨正则系综中数密度与能量密度的关联函数积分,表达偏体积、偏焓等热力学量,并关联温度与压力涨落,进而分析混合溶剂中溶质诱导的吸引作用及渗透焓变化。
2024-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Learning the bulk and interfacial physics of liquid-liquid phase separation with neural density functionals
University of Bristol(布里斯托大学)
该研究结合基于模拟的监督机器学习与经典密度泛函理论,训练神经密度泛函用于对称Lennard-Jones混合物,可准确预测相共存、界面张力等特性,证实该对称混合物无润湿转变。
2025-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Note: A replica liquid theory of binary mixtures
已知二元复型液体理论(RLT)与单组分RLT不一致;在所有原子相同的极限下,二元RLT计算的构型熵和玻璃化转变点不同于单组分RLT。更具体地说,一个额外的成分依赖项,或混合熵,保持有限的配置熵计算的二进制RLT。在这个简短的说明中,我们重新制定了RLT,以解决这个问题。
2016-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isothermal transport of a near-critical binary fluid mixture through a capillary tube with the preferential adsorption
本文研究了非电解质二元流体混合物通过连接两个储层的毛细管的等温输运。通常,一种组分优先吸附在管壁上,并且由于大的渗透敏感性,吸附变得显著。当流动由储存器之间的压力差驱动时,流出管的混合物富含优选组分。当流动由质量分数差驱动时,在存在优先吸附的情况下发生总质量流,这意味着出现扩散渗透。这些现象可以看作是相互联系的交叉效应。我们还研究了这些现象,通过使用基于粗粒自由能泛函,这是以前得到的重整化局部泛函理论的流体动力学数值。特别指出,在扩散渗透中,电导或在给定的质量分数差下的总质量流率可随温度非单调地变化。
2022-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior and morphology of multicomponent liquid mixtures
多组分体系在自然界和工业中普遍存在。虽然少组分液体混合物的物理学(即,二元和三元化合物)是很好理解的,并且在本科课程中常规教授,但$N$ -组分与$N>3$的混合物的热力学和动力学性质仍然相对未被探索。这种混合物的一个例子是细胞内液,其中富含蛋白质的液滴相分离成不同的无膜细胞器。在这项工作中,我们调查的平衡相行为和形态的$N$组分液体混合物内的Flory-Huggins理论的正规溶液。为了确定共存相的数量及其组成,我们开发了一种新的算法,用于构建完整的相图,基于离散化的自由能景观的数值凸化。结合Cahn-Hilliard动力学方法,我们采用该方法研究了含有$N=4$和$5$组分的混合物。我们报告的粗化行为,这样的系统,以及由此产生的形态在三个空间维度。我们讨论了如何共存的相位和它们的组合物的数量可以提取与主成分分析(PCA)和K-Means聚类算法。最后,我们讨论了如何可以逆向工程的相互作用参数和组件的体积分数,以实现一系列所需的包装结构,如嵌套的“俄罗斯娃娃”和封装Janus液滴。
2018-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Attractive Solution of Binary Bose Mixtures: Liquid-Vapor Coexistence and Critical Point
本文用路径积分蒙特卡洛方法研究吸引性二元玻色混合物的液-汽共存与临界行为,揭示密度跃变处玻色-爱因斯坦凝聚的不连续发生,并指出该现象可在陷阱实验中被观测。
2023-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Chemical potential of liquids and mixtures via Adaptive Resolution Simulation
我们采用自适应分辨方法AdResS,在其最近开发的类大正则版本(GC-AdResS)[Wang et al. Phys.Rev.X 3,011018(2013)]中,计算各种液体和混合物的过量化学势$μ^{ex}$。我们比较我们的结果与那些从全原子模拟使用热力学积分技术,并显示出令人满意的协议。在GC-AdResS中,计算$μ^{ex}$的程序对应于系统的标准初始平衡过程;这意味着,独立于研究的特定目的,每次进行GC-AdResS模拟时,都会自动计算每种分子种类的$μ^{ex}$。
2014-07-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph