Controlling Porosity in Supraparticles Composed of Colloidal Rods and Spheres
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Auburn University（奥本大学）
通过模拟研究棒状和球形胶体颗粒在液滴干燥过程中组装成超颗粒，选择性移除一种颗粒后形成多孔结构，发现剩余颗粒形成连通网络，孔隙率受颗粒尺寸和形状影响。
2026-06-16 cond-mat.soft
Calculation of the Phase Field of a Vortex Pair on the Surface of a Multiplly Connected Substrate
通过求解Laplace方程，计算了吸附在三维连通多孔介质表面的超流膜的涡对相场。许多不同的涡旋-反涡旋对配置被认为是模型多孔结构的孔隙率或纵横比的函数。计算结果给出了涡核绕孔或实心杆运动的能量以及对应于涡对通过多孔介质线性分离的弦结构的能量。
2002-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On generalization of Van der Waals approach for isotropic-nematic fluid phase equilibria of anisotropic fluids in disordered porous medium
本文提出了一种求解无序多孔介质中各向异性流体的广义范德瓦尔斯方法。作为参考系，本文在具有Carnahan-Starling和Parsons-Lee修正的标度粒子理论框架下，考虑并描述了无序多孔介质中的硬球柱流体。相互作用的吸引力的一部分是在平均场近似的框架内处理，其中由于取向的依赖性的排除体积的两个spherocylinders，吸引力和排斥力之间的耦合contributions. We专注于spherocylinder流体与足够长的粒子长度的向列相转变建立。结果表明，这两种不同的取向相具有不同的密度和取向顺序的特点。强的影响力的类型的颗粒间的吸引力的各向异性流体在无序多孔介质中的相行为的建立。为此目的，三个简单的模型被认为是，即一个模型与Lennard-Jones各向异性吸引力，一个模型与修改的Lennard-Jones吸引力和一个模型与各向异性方阱势。对于所有考虑的模型，随着孔隙率的降低，相图移到较低密度和较低温度的区域。
2020-03-04 cond-mat.soft
Generalization of the van der Waals equation for anisotropic fluids in porous media
多孔介质中各向异性液体的广义van der Waals状态方程由两项组成。一项是基于标度粒子理论得到的无规多孔介质中硬球柱的状态方程。另一项是用分子间吸引力的平均值表示的。所得方程用于研究气液两相流动。分子系统的相变行为取决于分子形状的各向异性，分子间吸引力的各向异性，研究表明，各向异性相是由分子间相互吸引作用的各向异性和分子形状的各向异性共同作用形成的，分子形状的各向异性使多孔介质的孔隙率和孔隙率发生变化，从而使多孔介质的孔隙率和孔隙率发生变化。相图的温度和密度。吸引相互作用的各向异性使各向同性相和各向异性相之间的共存区域明显变宽，并将其移到低密度和高温度的区域。结果表明，对于足够长的球柱，液-气相变完全局限在相变区域内。对于所有考虑的情况，孔隙率的降低使相图移动到较低密度和较低温度的区域。
2015-09-01 cond-mat.soft
Phase behaviour of primitive models of molecular ionic liquids in porous media: effects of cation shape, ion association and disordered confinement
本文结合标度粒子理论、Wertheim微扰理论和缔合平均球近似，研究无序多孔介质中室温离子液体的相行为，发现球柱体阳离子模型比链状阳离子模型具有更低的临界温度和临界密度及更窄的相共存区。
2024-12-02 cond-mat.soft
Phase behavior of mixtures of hard ellipses: A scaled particle density functional study
我们提出了一个缩放粒子密度泛函研究的二维二元混合硬凸粒子与一个或两个物种是椭圆形。特别是，我们将我们的研究分为两个部分。第一部分致力于计算具有相同椭圆形状的混合物的相图，但具有（i）不同的长径比和相等的颗粒面积，（ii）相等的长径比和不同的颗粒面积，以及（iii）前者和后者不同。在第二项研究中，我们得到的相图对应的交叉混合物的粒子具有椭圆形和矩形形状的物种。我们比较了相图拓扑结构，并解释了它们的主要特点，从粒子相互作用的熵性质直接相关的各向异性，面积和形状的物种。所得到的结果可以证实的实验颗粒棒的熵力是非常重要的液晶织构的稳定在稳态。
2011-04-07 cond-mat.soft
Stokes drag on a sphere in a three-dimensional anisotropic porous medium
该研究针对三维各向异性多孔介质中球体的斯托克斯阻力问题，结合边界元数值计算与小各向异性近似解析推导，验证了线性近似的适用范围，为多孔介质自扩散及向列流体示踪研究提供了理论支撑。
2025-07-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase Behavior of the Patchy Colloids Confined in the Patchy Porous Media
本文提出功能化无序多孔介质模型，结合多种理论方法研究斑块粒子流体在受限条件下的相行为，发现键形成竞争导致具有三个临界点和两个液-气相共存区域的重入相行为，理论预测与模拟结果吻合良好。
2023-11-24 cond-mat.soft
Vapour-liquid phase behaviour of primitive models of ionic liquids confined in disordered porous media
本文提出一种结合标度粒子理论、Wertheim微扰理论和缔合平均球近似的理论方法，用于研究无序多孔介质中受限离子液体的气液相位行为，并分析了基质限制与阳离子非球形形状的影响。
2024-07-02 cond-mat.soft
Diffusion of hard sphere fluids in disordered porous media: Enskog theory description
本文用Enskog理论描述了无序多孔介质中硬球流体的自扩散系数。使用我们以前开发的用于描述硬球流体的热力学性质的标度粒子理论，得到流体-流体和流体-矩阵对分布函数的接触值的简单解析表达式，并用作Enskog理论的输入。所获得的接触值的表达式仅由几何孔隙度描述，并且不包括对其他类型的孔隙度的依赖性，这对于热力学性质的描述是重要的。它示出，这样的接触值的应用忽略了由矩阵和至少探针颗粒孔隙度$ϕ$的流体颗粒的捕获的效果应包括在Enskog理论的矩阵的影响的正确描述。在本文中，我们扩展了Enskog理论通过改变接触值的流体矩阵和流体-流体对分布函数的新的性质，其中包括依赖于不仅对几何孔隙率，而且对探针粒子的孔隙率$ϕ$。结果表明，这种半经验改进的Enskog理论对应于SPT 2b 1近似的热力学性质的描述，它预测正确的趋势多孔介质上的硬球流体在无序多孔介质中的扩散系数的影响。良好的协议与计算机模拟示出。讨论了流体密度、流体与基体球尺寸比、基体孔隙率和基体形貌对硬球流体自扩散系数的影响。
2020-05-25 cond-mat.soft
What is liquid in random porous media: the Barker-Henderson perturbation theory
本文应用Barker-Henderson（BH）微扰理论研究了由硬球粒子构成的无规多孔介质中的Lennard-Jones流体。为了描述该微扰方案所需的参考系，采用了扩展的标度粒子理论（SPT）。最近的进展，在发展的SPT方法的硬球矩阵中的硬球流体，使我们能够获得非常准确的结果，在这样的系统中的热力学性质。因此，我们结合BH微扰理论与SPT方法推导出封闭流体的化学势和压力的表达式。利用所得到的表达式，从相平衡条件出发，建立了HS基体中LJ流体的液-汽相图。因此，考虑了基质孔隙率和基质颗粒尺寸的影响。结果表明，随着基体孔隙率的降低，合金的临界温度和临界密度均降低，相图变窄。基质颗粒尺寸的增加导致临界温度的增加。从比较中可以看出，从理论得到的结果与计算机模拟一致。在本研究中提出的方法可以扩展到各向异性流体粒子在HS矩阵的情况下。
2015-04-06 cond-mat.soft
Percolation of a rod-like particle in a static bed of spheres: trapping and passing
Northwestern University（西北大学）
通过数值模拟研究无摩擦胶合棒状颗粒在重力下通过无序静态大球床的渗透，发现捕获和通过两种机制，由棒长和几何捕获阈值决定，短棒渗透速度约为长棒的两倍。
2026-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
On the improvement of SPT2 approach in the theory of a hard sphere fluid in disordered porous media
SPT2方法是基于标度粒子理论，并开发用于描述无序多孔介质中硬球（HS）流体的热力学性质。使用这种方法，多孔介质被建模为淬火矩阵的硬球（HS）或重叠硬球（OHS）。浸入基质中的硬球流体可以在基质颗粒之间的空隙中移动。先前在SPT 2方法中提出了一些近似值。在这些近似中，SPT 2b1已被认为是最成功和准确的一个在大范围内的流体密度和不同的基质参数。然而，在高密度下，它可能缺乏准确性，因为它没有考虑到基质中HS流体的最大填充分数不是由基质的几何孔隙度$ϕ_{0}$和探针颗粒孔隙度$ϕ$限制的，而是由我们先前研究中引入的另一种类型的孔隙度$ϕ^{*}$限制的。孔隙率$ϕ^{*}$与基质的最大吸附容量有关，并且其低于$ϕ_{0}$且大于$ϕ$。这对于低孔隙率和高流体密度的基质中的流体是至关重要的，特别是在接近紧密堆积条件的区域中。因此，建议了考虑到这一特征的近似SPT 2b2和SPT 2b3，尽管它们仍然需要校正，因为它们的精度差。在本研究中，我们改进了这些近似的版本，命名为SPT 2b 2 $^*$和SPT 2b 3 $^*$。我们比较这些不同的近似与Monte Carlo巨正则系综的计算机模拟结果。我们测试的SPT2方法的一维和三维的情况下。我们发现，SPT 2b 3 $^*$提供了一个很好的描述的化学势的封闭流体，这是优于其他。
2017-10-03 cond-mat.soft
Vapour-liquid phase diagram for an ionic fluid in a random porous medium
本文研究了由不带电的硬球粒子构成的无规多孔基质中离子流体的汽液相行为。离子流体被建模为带相反电荷的等尺寸硬球的等摩尔二元混合物，即所谓的受限原始模型（RPM）。考虑到矩阵流体系统作为一个部分淬火模型，我们开发了一个理论方法，结合集体变量的方法与扩展的标度粒子理论（SPT）的硬球流体限制在无序硬球矩阵。该方法使我们能够制定微扰理论使用SPT的热力学描述的参考系。RPM在不同孔隙率的矩阵和不同的矩阵和流体颗粒的尺寸比的相图计算在随机相位近似，也当考虑到离子之间的高阶相关性的影响。这两种近似法都正确地再现了多孔介质对汽液相图的基本影响，即，随着孔隙度的减小，临界点向低流体密度和低温度方向移动，共存区变窄。对于固定的基体孔隙率，随着基体颗粒尺寸的增大，临界温度和临界密度均增大，并趋于体积RPM的临界值。
2016-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized ballistic deposition in 2 dimensions : scaling of surface width, porosity and conductivity
在2+1维中研究了具有真实中间粘性的颗粒的沉积过程。在沉积过程的每个阶段，对于任何给定的构型，新沉积的颗粒产生允许的构型组，其远远大于用于沉积纯非粘性（类随机）和纯粘性（类弹道）颗粒的混合物的构型组。我们获得缩放行为，并展示了崩溃的表面宽度和孔隙度的缩放数据。研究了当由此形成的多孔结构被导电流体（例如盐水）饱和时电导率的缩放。所得结果与孔隙沉积岩的阿尔奇定律符合得很好。
2015-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heating leads to liquid-crystal and crystalline order in a two-temperature active fluid of rods
本文报道了在纵横比为$L/D = 5 $的软排斥球柱（SRS）体系中标量活度诱导的相分离和液晶有序。通过增加SRS的一半（标记为\textit{`hot'}）的温度同时将另一半的温度保持在较低值（标记为\textit{`cold'}）来引入活性。由较低温度缩放的两个温度之间的差异提供了活性的量度。从不同的平衡初始相出发，我们发现，活动导致分离的热和冷粒子。与初始平衡态相比，活动还驱动冷粒子通过相变到更有序的状态，并且驱动热粒子到更不有序的状态。均质各向同性（I）结构的冷组分获得α（N）级，并且在较高活性下获得结晶（K）级。类似地，冷区的一个初始状态经历近晶（Sm）和晶体排序以上的临界值的活动，而热的组件变成各向同性。我们发现，热粒子占据了更大的体积，并施加额外的动力学压力，限制，压缩和激发冷粒子域的有序转变。
2022-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlation length by measuring empty space in simulated aggregates
我们研究了扩散限制簇聚集，聚集悬浮液的数值模型的颗粒之间的空间的几何形状。计算从每个点到最近的粒子的距离的分布，我们表明，它有一个独立的浓度φ的缩放形式，为两个（2D）和三维（3D）模型凝胶在低φ。平均距离与凝胶的密度-密度相关长度（xi）成正比，从而可以比其他方法更精确地测量xi。一个简单的分析形式的缩放的远程分布的开发，突出的几何信息内容的数据。我们表明，分布的二阶矩给出了一个有用的估计多孔介质的渗透率。
2002-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Behaviour of the model antibody fluid constrained by rigid spherical obstacles: effects of the obstacle-antibody binding
University of Ljubljana, Faculty of Chemistry and Chemical Technology（卢布尔雅那大学化学与化学技术学院）；Yukhnovskii Institute for Condensed Matter Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院尤赫诺夫斯基凝聚态物理研究所）；Institute of Applied Mathematics and Fundamental Sciences, Lviv Polytechnic National University（利沃夫国立理工大学应用数学与基础科学研究所）
研究了单克隆抗体在随机多孔介质中的简化模型，分析了抗体-抗体和抗体-基质相互作用对相行为的影响，揭示了复杂相行为，包括高温度下的重新进入相分离和低温度下的常规液-气分离。
2026-03-30 cond-mat.soft
Unusual geometric percolation of hard nanorods in the uniaxial nematic liquid crystalline phase
我们研究了连续渗流理论和蒙特卡罗模拟如何自发单轴对称性破缺影响的硬棒状粒子分散体的几何渗流。如果颗粒长径比超过约20，则在向分散体中加入颗粒时，可失去在水相中的渗滤。这与各向同性相中的渗滤形成对比，其中总是需要最小的颗粒负载来获得跨越系统的簇。对于足够短的杆，在单轴相渗流模拟的各向同性相，其中添加的颗粒总是有助于渗流。对于20和无穷大之间的纵横比，但不包括无穷大，我们发现再进入行为：在低密度的颗粒中的渗滤可能会失去后，增加纳米填料的量，但可以重新获得添加更多的颗粒的悬浮液。我们的模拟结果的纵横比为5，10，20，50和100强有力地支持我们的理论预测，几乎定量的协议。我们发现，一个新的封闭的连通性Ornstein-Zernike方程，受缩放粒子理论的启发，是更准确的比李-帕森斯封闭，有效地描述了多体直接接触的影响。
2019-08-30 cond-mat.soft
Uniform phases in fluids of hard isosceles triangles: one component and binary mixtures
我们制定的比例粒子理论的一般混合物的硬等腰三角形和计算不同的相图的单组分流体和某些二元混合物。硬三角形的流体表现出复杂的相行为：（i）存在六重对称的triatic相，（ii）各向同性-单轴向列相转变在一定的纵横比范围内是第一级的，和（iii）单组分系统表现出向列相-向列相转变在临界点结束。我们发现triatic阶段是稳定的，不仅为等边三角形，但也为三角形相似的长宽比。我们把研究的重点放在对称混合物的情况下的二元混合物：等颗粒面积与纵横比（$κ_i$）对称的等边一：$κ_1κ_2=3$。对于这些混合物，我们发现，除了一阶各向同性的，向列相的过渡（后者在临界点结束）：（i）区域的triatic相稳定性，即使是由颗粒，不形成这个阶段的单组分限制，和（ii）朗道点的存在下，两个各向同性的，向列相的一阶过渡和向列相的分层过渡合并。这种相行为类似于杆和板的对称三维混合物的相行为。
2018-05-10 cond-mat.soft
Role of length-polydispersity on the phase behavior of freely-rotating hard-rectangle fluid
我们使用的密度泛函形式主义，特别是缩放粒子理论，适用于长度多分散硬矩形流体，研究其相行为的平均颗粒纵横比（$κ_0$）和多分散性（$Δ_0$）的函数。通过将具有无限自由度的原始问题转化为密度分布的矩的傅立叶展开的振幅的有限组方程，计算共存方程的数值解。我们将研究分为两个部分：第一部分致力于计算固定$Δ_0$的堆积分数（$η_0$）- $κ_0$平面中的相图，并选择具有指数（Schulz分布）或高斯衰减的母分布函数。第二部分研究了固定$κ_0$，改变$Δ_0$时，$η_0$-$Δ_0$平面内的相位行为.我们详细描述了粒子的取向有序性和共存相之间不同物种的分馏。我们还研究了各向同性向列相变作为多分散性的函数的字符（二阶与一阶）。我们特别关注作为$κ_0$和$Δ_0$的函数的四相的稳定性。当多分散性增加时，各向同性-向列相转变变得强烈的一阶：共存间隙变宽并且三临界点的位置移动到较高的$κ_0$值，而四相相对于向列相稍微不稳定。这里得到的结果可以在实验中进行测试的颗粒棒的振荡单层。
2017-02-07 cond-mat.soft
