Screening of ion-ion correlations in electrolyte solutions adsorbed in charged disordered matrices: Application of replica Ornstein-Zernike equations
将吸附在带电无序基质中的电解质的复制品Ornstein-Zernike方程应用于模型，其中两个子系统由携带单个（正或负）电荷的点组成。虽然整个系统是电中性的，但每个子系统都有净电荷。本研究的结果进行了比较与先前获得的，在这样一个系统中的相互作用被认为是相同的情况下的电中性子系统。
2021-10-09 cond-mat.soft
Screening Lengths in Ionic Fluids
离子流体中相关性的衰减是软物质物理学中的一个经典问题，它支持从控制胶体自组装到电池和超级电容器的应用。传统的智慧，基于分析无溶剂电解质模型，表明物种之间的所有关联函数在渐近远场极限中以共同的衰减长度衰减。尽管如此，溶剂存在于许多电解质系统中。我们表明，使用分析理论和分子动力学模拟，多个衰变长度可以共存的渐近极限，以及在中间距离，一旦被认为是硬球溶剂。我们的分析提供了一个解释，最近观察到的结构力的不连续变化的离子液体-溶剂混合物的薄膜的组成是不同的，以及重新架构最近的争论在文献中的屏蔽长度在浓缩电解质。
2018-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
There is Nothing Anomalous about 'Anomalous' Underscreening in Concentrated Electrolytes
本研究通过分子动力学模拟和离散傅里叶分析，提出从体相电荷密度提取屏蔽长度的新方法，揭示了浓缩电解质中“正常”与“反常”欠屏蔽的起源，从而调和了实验测量与理论预测间数十年的分歧。
2025-06-02 cond-mat.soft
An efficient dissipative particle dynamics-based algorithm for simulating electrolyte solutions
提出了一种基于耗散粒子动力学（DPD）方法的高效模拟算法，用于研究电解质流体中的电流体动力学现象。用DPD粒子模拟流体流动，而用布朗伪粒子描述离子种类的浓度的演变。该方法是特别为高盐浓度的系统设计的，因为盐离子的显式处理在计算上变得昂贵。为了说明，我们将该方法应用于图案化的超疏水表面上的电渗流。结果与最近的理论预测吻合得很好。
2015-01-01 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Ionic Structure and Decay Length in Highly-Concentrated Confined Electrolytes
我们使用电解质的原始模型的分子动力学模拟研究在宽范围的电解质浓度，界面分离，表面电荷密度，和离子大小的带电平面界面限制的一价电解质水溶液中的离子结构。这些调查的灵感来自最近的实验，这些实验直接测量了高浓度电解质随着浓度增加而增加的衰减长度。通过评价离子密度分布、净电荷密度、屏蔽因子和与带电界面的屏蔽相关的衰减长度来探测由界面产生的纳米限制中的离子的行为。结果表明，存在两个不同的制度的筛选行为的浓度从0.1 M到2.5 M的范围广泛的电解质系统通过调整界面分离，表面电荷密度，和离子大小的变化。对于低浓度，筛选因子表现出单调衰减到0，衰减长度随着浓度的增加而急剧减小。对于高浓度（$\gtrsim 1$ M），屏蔽因子具有非单调行为，表明电荷反转和界面附近离子结构层的形成。在这些条件下的衰减长度随着浓度的增加而增加，表现出幂律行为。为了补充模拟结果，变分方法的开发，产生的电荷密度与模拟中观察到的特性一致。结果表明，在空间相关性的强度和筛选行为的变化的上升之间的关系。
2020-09-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Study of Interfacial Tension between an Organic Solvent and Aqueous Electrolyte Solutions Using Electrostatic Dissipative Particle Dynamics Simulations
采用静电耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究了有机溶剂与电解质水溶液界面性质的改变。本文考虑了Flory-Huggins \c{hi}参数与电解质浓度和种类的关系，利用活度系数计算了电解质组分的DPD排斥参数aij的参数化。进而，使用实验数据获得电解质的活度系数作为其浓度的函数，以估计\c{hi}参数，然后估计aij系数。我们通过研究正十二烷和水的混合物中的界面张力来验证这种参数化，改变不同无机盐（NaCl，KBr，Na 2SO 4和UO 2Cl 2）的浓度。还分析了正十二烷/水混合物中HCl的情况，并给出了结果。我们的模拟再现的实验数据与以前的工作很好的协议，表明使用的活动系数，以获得的排斥DPD参数aij作为浓度的函数是一个很好的替代这些类型的系统。
2012-11-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Temperature-Gradient Effects on Electric Double Layer Screening in Electrolytes
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（先进产业科学技术研究所）
温度梯度通过热扩散效应导致离子分布不对称，偏离经典德拜-休克尔势。引入Eastman转移熵分析非等温电双层，发现当α_+=α_-时，电势由修正贝塞尔函数描述，温度梯度影响屏蔽长度和电容特性。
2026-03-22 cond-mat.soft
Screening properties of four mesoscale smoothed charge models, with application to dissipative particle dynamics
我们扩展了我们以前的研究[J. Chem. Phys. 138，204907（2013）]，以量化耗散粒子动力学中使用的四种介观平滑电荷模型的屏蔽特性。使用超网链积分方程封闭和随机相位近似的组合，我们确定的区域模型表现出一个实值的屏蔽长度，并在何种程度上这同意在物理系统中的德拜长度。我们发现，二阶矩的平滑电荷分布是一个很好的预测这种行为。因此，我们能够为模型推荐一组一致的参数。
2014-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Underscreening in concentrated electrolytes
电解质对表面电荷的屏蔽以及由此产生的带电物体之间的相互作用能在从生物分子相互作用到能量存储的场景中具有根本的重要性。传统观点认为，相互作用能随着物体分离呈指数衰减，衰减长度是离子浓度的递减函数;因此，在浓电解质中，相互作用可以忽略不计。与此传统的智慧，我们已经表明，通过表面力测量的衰减长度是一个增加的函数的离子浓度和Bjerrum长度的浓缩电解质。在本文中，我们报告的表面力测量直接测试的Bjerrum长度的屏蔽长度的缩放。此外，我们确定的浓度依赖性的屏蔽长度和经验测量的活度系数和微分电容之间的关系。屏蔽长度对离子浓度和Bjerrum长度的依赖性可以通过基于物理直觉的简单标度推测来解释，即溶剂分子而不是离子是浓电解质中的载流子。
2017-01-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
A molecular perspective on coordination, screening, and emergent length scales in lithium electrolytes
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；IRIG-MEM-LSim；Univ. Savoie Mont Blanc（萨瓦蒙布朗大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；LEPMI；CEA, LITEN（CEA-LITEN）；Laboratory of Physical Chemistry, Department of Chemistry, University of Ioannina（约阿尼纳大学化学系物理化学实验室）
本文通过分子视角提出统一的多尺度框架，揭示高浓度下锂电解质中配位、离子成对、聚集及集体动力学的耦合机制，强调需同时调控短程配位、介观组织和集体静电响应。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scaling Perspectives of Underscreening in Concentrated Electrolyte Solutions
针对浓盐溶液中屏蔽长度随浓度升高而增大的欠屏蔽现象，本文基于水合离子团簇与单个未配对离子模型提出自相似标度解释，所得浓度标度律与实验观测一致。
2023-08-20 cond-mat.soft
Discontinuous transition in electrolyte flow through charge-patterned nanochannels
本文通过格子玻尔兹曼、耗散粒子动力学及解析理论，研究了电荷图案化纳米通道中的电解质流动，发现电流体力学耦合可引发缓慢离子流与快速 Poiseuille 流之间的不连续转变，为设计具有数字式开/关通量响应的纳米通道提供了新途径。
2024-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The First Direct Detection of Kirkwood Transitions in Concentrated Aqueous Electrolytes using Small Angle X-ray Scattering
该研究结合SAXS实验、理论与分子模拟，首次在NaCl、CaCl$_2$、SrCl$_2$和ErCl$_3$浓水溶液中直接估计Kirkwood转变的$a_0$与$Q_0$，揭示Debye–Hückel理论之外的短程离子关联。
2023-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact expressions for the mobility and electrophoretic mobility of a weakly charged sphere in a simple electrolyte
我们提出了（渐近）的精确表达式的迁移率和电泳迁移率的弱电荷的球形粒子在$1:1$电解质溶液。这是通过解析求解关于电场和非电力的控制电势和流体流动的电和流体动力学方程来完成的。由此产生的公式是繁琐的，但完全明确和琐碎的计算。在粒子非常小的情况下，与德拜屏蔽长度相比，（$R \ll r_D$）我们的结果再现了经典Debye和Onsager理论的适当极限，而在非常大的粒子情况下（$R \gg r_D$）我们恢复了Levich（1958）发现的非单调电荷依赖性以及Long，Viovy和Ajdari（1996）给出的标度估计，同时添加之前未知的系数和校正。我们的解决方案的主要适用性条件是在这个意义上，筛选保持线性的电荷小。
2014-01-21 cond-mat.soft
Dielectric properties of aqueous electrolytes at the nanoscale
本文提出非局域非线性场论，从理论上推导盐浓度对电解质介电响应的影响，并通过分子动力学模拟验证：盐浓度升高降低介电常数并产生德拜屏蔽，但水结构基本不变。
2025-04-24 cond-mat.soft
Inflation of the screening length induced by Bjerrum pairs
在一个修改后的泊松-玻尔兹曼理论，我们研究了典型的长度尺度$1/\barκ$上的Bjerrum对的效果，其中电场被屏蔽在电解质溶液中，考虑到一个简单的自由离子和Bjerrum对之间的缔合-解离平衡。在低密度的Bjerrum对，这个长度尺度是很好的近似德拜长度$1/κ\propto 1/\sqrt{ρ_\mathrm{s}}$，与$ρ_\mathrm{s}$的自由离子密度。然而，在高密度的Bjerrum对，我们发现$1/\barκ\propto \sqrt{ρ_\mathrm{s}}$，这是显着大于$1/κ$由于增强的有效介电常数的电解质，引起的极化的Bjerrum对。我们认为，这种机制可以解释最近观察到的巨大的无胶体区之间的油分散的胶体晶体和胶体单层在油-水界面。
2009-05-12 cond-mat.soft
Anomalous Diffusion in Driven Electrolytes due to Hydrodynamic Fluctuations
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）
研究发现驱动电解质中流体动力学波动导致异常扩散，揭示了长程相互作用在非平衡稳态中的主导作用。
2026-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Anisotropic electrostatic screening of charged colloids in nematic solvents
各向异性带电胶体的物理行为由其材料介电各向异性决定，影响胶体自组装，生物功能甚至失衡行为。然而，人们对各向异性静电屏蔽知之甚少，而静电屏蔽是这种软材料或生物材料中所有静电有效相互作用的基础。在这项工作中，我们证明了各向异性的静电屏蔽带电胶体粒子在电解质中。我们表明，材料的各向异性行为显着不同的粒子各向异性：静电势和对相互作用衰减与各向异性德拜屏蔽长度，对比各向同性电解质的恒定屏蔽长度。在一个实验模型系统中，电荷的饺子形近球形胶体粒子在介质中被用来探索各向异性屏蔽的影响，展示竞争的各向异性弹性和静电有效对相互作用的胶体表面电荷可调从中性到高，产生粒子分离的亚稳态。总的来说，我们的工作有助于理解各向异性介质中的静电屏蔽。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Disjoining Pressure of an Electrolyte Film Confined between Semipermeable Membranes
我们考虑一种电解质溶液，该溶液由与无盐溶剂接触的半透膜限制。膜是不带电的，但由于小的反离子泄漏到无限的无盐水库，我们观察到一个距离依赖的膜电位，产生排斥静电分离压力。我们得到的电位和离子的分布，并推导出明确的公式的分离压力，这是通过计算机模拟验证。我们预测一个强大的短期幂律排斥，和一个较弱的长期指数衰减。我们的研究结果还表明，膜之间的相互作用强烈依赖于筛选长度，电解质溶液的化合价，和膜间膜厚度。最后，我们的分析可以直接扩展到更复杂的情况和一些生物学问题的研究。
2014-07-29 cond-mat.soft
Casimir force in dense confined electrolytes
了解浸入电解质溶液中的带电表面之间的力是软物质和液态理论中的经典问题。最近的实验表明，该力呈指数衰减，但在浓电解质的特征衰减长度是显着大于液态理论预测的基础上分析的关联函数在散装电解质。受经典Casimir效应的启发，我们考虑了另一种力产生机制，即由壁限制电解质中的密度波动。我们分析内的随机相位近似，假设离子是点电荷，这种波动引起的力是有吸引力的，也呈指数衰减，尽管衰减长度是一半的散装相关长度。当在平均球近似中考虑排除体积效应时，这些预测会发生显着变化。在高离子浓度的Casimir力被发现是指数阻尼振荡的限制表面之间的距离的函数。我们的分析并没有解决在实验中观察到的过长的屏蔽长度之谜，但表明，由于密度波动的模式限制的卡西米尔力可能是迄今为止未被充分认识的表面-表面相互作用的来源。
2018-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Charge Renormalization and Charge Oscillation in Asymmetric Primitive Model
本文将德拜充电法推广到研究电解质非对称原始模型的线性响应性质。得到了电解质中各组分离子有效电荷分布的解析结果，并由此导出了系统的所有静态线性响应特性。研究发现，随着离子密度的增加，屏蔽长度和介电常数都由于离子相关性而得到实质性的重整化。此外，较大离子的化合价通过离子相关性基本上向上重整化，而较小离子的化合价保持大致相同。对于足够高的密度，系统表现出电荷振荡。电荷振荡的阈值离子密度远低于对称电解质的相应值。我们的结果与大规模蒙特卡罗模拟吻合得很好。
2016-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The interplay between screening properties and colloid anisotropy: towards a reliable pair potential for disc-like charged particles
本文详细研究了高电荷圆盘（粘土片）在电解质中的静电势。相应的非线性Poisson-Boltzmann（PB）方程数值求解，我们表明，远场的行为（相关的胶体在稀悬浮液中的相互作用）正是线性PB理论内获得的，与表面边界条件的均匀电位。后者的线性问题是解决了一个新的半解析方法和潜在的振幅（量化的有效电荷）和潜在的各向异性密切符合PB和线性PB内，提供光盘裸电荷是足够高的。这种各向异性在所有尺度上都保持不变;它被编码成一个函数，这个函数可能会根据圆盘所处的方位角而在几个数量级上变化。结果允许构建一个对潜在的磁盘相互作用，这是强烈的取向依赖。
2004-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polar Liquids at Charged Interfaces: A Dipolar Shell Theory
极性液体和电解质溶液（如水和含水电解质）在界面处的结构是物理学、化学、生物学和工程学中许多现象的基础。在这项工作中，我们开发了一个连续介质理论，捕捉极性液体在带电界面，包括电荷和质量的振荡，从溶剂的分子性质开始的介电屏蔽的基本特征。该理论预测了以前在分子动力学模拟中研究的界面极性液体的各向异性介电张量。我们探讨了电极/电解质界面的电容和两个平面平行的极化表面之间的水合力的界面极性液体的性质的影响。在线性响应近似下，我们得到了界面处分子和离子分布的特征衰减长度的简单公式。
2022-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuum theory of electrostatic correlations at charged surfaces
在胶体科学、电动力学和生物学中，扩散电荷现象的标准模型是泊松-玻尔兹曼平均场论，由于静电相关性，该模型在多价离子和大表面电荷密度时失效。在本文中，我们基于Bazant-Storey-Kornyshev（BSK）框架的两个扩展制定了相关电解质的预测连续理论：（i）在带电界面处强制麦克斯韦应力连续性的物理边界条件，其支持稀连续模型电解质的接触定理，以及（ii）相关长度的标度关系，对于在带电平面和圆柱体周围的单组分等离子体，以及屏蔽平面表面的稀z：1电解质。在这些情况下，该理论准确地再现了从弱耦合到强耦合的蒙特卡罗模拟结果，并且对于更复杂的电解质和离子液体模型，扩展是可能的。
2020-02-13 cond-mat.soft
Charge storage in nanotubes: the case of a 2-1 electrolyte
我们考虑与窄纳米管接触的2-1电解质，其仅允许沿轴的一维存储。不对称性不允许零电荷电位的先验定义;相反，自然参考是两种离子具有相同电化学电位的电极电位;后者的值可以作为亲离子性的量度。在这个电位附近，疏离子管充满稀释气体，亲离子管充满一维固体，其中含有大约相同数量的二价离子和单价反离子，这种结构通过管壁上的感应反电荷对库仑相互作用的强烈屏蔽而稳定。通过施加电极电势来填充管表现出两种离子之间的复杂的相互作用模式。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Wertheim association theory for ion pairing in electrolytes: effect of neutral clusters
本研究采用Wertheim缔合理论，通过抑制离子配对的参考系统及允许中性团簇形成，改进受限原始模型的汽液相变描述，并与蒙特卡洛及欠屏蔽实验结果吻合。
2025-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of charge regulation on the screening properties of zwitterionic macroion solutions
本文提出一种广义计算方案，通过压力对化学势的导数确定两性离子大分子溶液中的屏蔽长度，发现屏蔽长度由德拜长度和表面解离平衡两部分组成，且pH响应电荷调节显著影响屏蔽行为。
2025-06-23 cond-mat.soft
Self-consistent electrostatic formalism of bulk electrolytes based on the asymmetric treatment of the short- and long-range ion interactions
本文提出一种非对称处理短程硬核与长程静电相互作用的体相电解质自洽理论，通过维里与累积量方法结合变分方程和施温格-戴森方程求解，显著扩展了德拜-休克尔理论的有效范围，并能准确预测单价及多价电解质的热力学性质、离子分布及过屏蔽与欠屏蔽效应。
2024-11-05 cond-mat.soft
Coupled concentration-charge dynamics in asymmetric 1:1 electrolytes, local transient response and fluctuations
Princeton University（普林斯顿大学）
本研究通过理论与模拟分析，揭示了不对称电解质中浓度与电荷动力学的耦合机制，探讨了电场对电荷传输和波动的影响，为电解质应用提供了新的理论框架。
2026-01-20 cond-mat.soft
Dielectric Response of Nanoscopic Spherical Colloids in Alternating Electric Fields: A Dissipative Particle Dynamics Simulation
通过计算机模拟研究了电解质溶液中单个纳米球形胶体对交变电场的响应。我们使用粗粒度的介观模拟方法，充分考虑流体动力学和静电相互作用以及热波动。溶剂被建模为单个耗散粒子动力学（DPD）珠的流体，并且胶体粒子被建模为由DPD珠制成的刚体。我们计算了单个胶体的迁移率和极化率，并系统地研究了交流场的振幅和频率对迁移率和极化率的影响。尽管德拜层的厚度与胶体的半径相比并不“薄”，并且热涨落很显著，但结果与Maxwell-Wagner-O 'Konski理论的理论预测非常一致，特别是对于不带电的胶体。
2012-07-05 cond-mat.soft
Interaction between like-charged polyelectrolyte-colloid complexes in electrolyte solutions: a Monte Carlo simulation study in the Debye-Hückel approximation
我们通过蒙特卡罗模拟研究了不同电荷的聚电解质-胶体复合物在电解质溶液中的有效相互作用。当短而灵活的双链吸附到分散在电解质溶液中的带相反电荷的胶体球上时，形成这些复合物。在我们的模拟中，与静电能相比，相邻单体之间的弯曲能很小，并且链一旦被吸附，就不与溶液交换，尽管它们在颗粒表面上重新排列以容纳进一步吸附的链或由于与相邻复合物的静电相互作用。相当出乎意料的是，当两个相互作用的粒子彼此接近时，表面电荷分布的重新排列总是产生反平行的偶极双峰，在等电点处反转它们的取向。这些发现清楚地排除了偶极-偶极相互作用对所观察到的复合物之间的吸引力相互作用的贡献，指出这种悬浮液不能被认为是偶极流体。在改变电解质的离子强度时，我们发现，为了观察由于电荷在其表面上的不均匀分布而引起的类似带电复合物之间的吸引力（“补丁吸引”），需要与胶体颗粒的尺寸相比短的屏蔽长度。另一方面，通过改变电荷/粒子的电荷比，在短的间隔，带电荷的聚电解质装饰（PD）粒子之间的相互作用，从纯粹的排斥性发展到强烈的吸引力。因此，复合物之间的有效相互作用的特征在于势垒，其高度取决于净电荷和其表面电荷分布的不均匀性。
2010-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Implementation of non-uniform FFT based Ewald summation in Dissipative Particle Dynamic method
ENUF方法，即，基于非均匀快速傅立叶变换（NFFT）的Ewald求和方法，在耗散粒子动力学（DPD）模拟方案中实现了介观水平上静电相互作用的快速准确计算。在一个简单的模型电解质系统中，适当的ENUF-DPD参数，包括收敛参数$α$，NFFT近似参数$p$，和截止的实和倒数空间的贡献，仔细确定。在这些优化参数下，ENUF-DPD方法表现出优异的效率和规模为$\mathcal{O}(N\log N)$。通过考察体系的电荷分数、离子强度和外加盐的反价对体系构象的影响，进一步验证了ENUF-DPD方法的有效性。本文中的模拟，以及单独发表的工作树枝状分子膜复合物，表明ENUF-DPD方法是非常强大的，可以用来研究带电复杂系统在介观水平。
2013-03-19 cond-mat.soft physics.comp-ph
Voltage distribution in a non-locally but globally electroneutral confined electrolyte medium: applications for nanophysiology
亚微米细胞域中的电压分布仍然知之甚少。在神经元中，电压是由泵和交换器持续维持的离子浓度的差异引起的。然而，尚不清楚如何通过过量的快速移动的正离子来维持电中性，这些正离子应该通过缓慢扩散的带负电荷的蛋白质来平衡。本文利用电扩散理论，研究了由两个同心圆（分别为100 μ m和100 μ m）组成的一般畴内的电压分布。球）在两个（resp.三维），其中负电荷固定在内域中。当全球而不是本地的电中性被保持，我们解决泊松-能斯特-普朗克方程的解析和数值在1维（平面）和2（圆柱形），并发现，电压变化相当大的空间尺度上，这是远远大于德拜屏蔽长度，假设电中性。目前的结果表明，远程电压降的变化，预计在神经元微区室，可能相关的解释激活遥远的电压门控通道位于表面上。
2020-03-24 cond-mat.soft math.AP q-bio.NC
Length scales in electrolytes
本文通过大规模 Molecular Dynamics 模拟研究宽浓度范围内的 lithium tetrafluoroborate/ethylene-carbonate 电解质，关联宏观性质与纳米离子组织，为异常增大的屏蔽长度提出可信起源。
2025-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Many interacting particles in solution. I. Screening-ranged expansions of electrostatic potential and energy
本文提出了一种分析性多体形式化方法，用于描述带电粒子在电解质溶液中的相互作用，并通过屏幕范围展开提供统一的静电学描述。
2025-12-11 cond-mat.soft math-ph math.MP
Theory of dipolaron solutions
统计物理学的一个基本任务是预测系统的统计特性，并将它们与可观测数据进行比较。我们制定的偶极子解决方案的理论和分析屏蔽效应的永久和场致偶极子。讨论了偶极子溶液集体行为和微观形态的数学处理。计算结果表明，介电纳米溶液中偶极子的电场屏蔽与Debye-Hückel电解质理论中的反离子纳米复合物的电场屏蔽有很大的不同。在偶极子解中屏蔽长度$λ=0$的极限情况对应于均匀带电球的势和场的库仑定律。
2014-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Screening in Ionic Systems: Simulations for the Lebowitz Length
本文报道了密度为$ρ\lesssim 4ρ_c$和$T_c \lesssim T \lesssim 40T_c$的限制性原始模型硬核（直径$a$）1：1电解质的Lebowitz长度$ξ_{\text{L}}(T,ρ)$的模拟。阐明了用于评估$ξ_{\text{L}}$的各个子域中的电荷波动的电荷大小效应。外推到$T\gtrsim 10T_c$的体积极限时，当$ρ> {1/10}ρ_c$（含$ρ_c a^3 \simeq 0.08$）时，低密度膨胀（Bekiranov和Fisher，1998）严重失效。在高密度下，$ξ_{\text{L}}$比德拜长度$ξ_{\text{D}} \prop to \sqrt{T/ρ}$高10-30%（最高达$ρ\simeq 1.3ρ_c$）;广义德拜-休克尔理论（Lee and Fisher，19 - 96）很好地描述了这种变化。当接近临界时，$ξ_{\text{L}}(T, ρ)$与$ξ_{\text{L}}^c \simeq 0.30 a \simeq 1.3 ξ_{\text {D}}^c$保持有限，但表现出弱的类熵奇异性。
2005-07-14 cond-mat.soft
Simulation of Polyelectrolytes in Solution Using Dissipative Particle Dynamics in the Grand Canonical Ensemble: Interaction Strength and Salt Effects
我们已经研究了散装电解质，并与表面活性剂或多价盐与明确存在的抗衡离子和溶剂分子的介观耗散粒子动力学（DPD）的巨正则系综方法的解决方案。采用Ewald和方法计算了静电相互作用，并通过带电粒子间的径向分布函数分析了流体的结构。计算结果与文献报道的用不同方法计算静电力的结果以及用DPD方法计算正则系综的结果吻合得很好。我们还研究了盐依赖性构象的溶剂质量的函数，并分析了在溶液中的稀释的柔性聚电解质的静电相互作用强度的依赖性。对于上述复杂系统，静电相互作用和溶剂性质在理解不带电系统中不发生的现象中起着关键作用。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electrostatic Screening in Nanotubes: A Tubular Response Function Framework
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出了一种管状响应函数框架，用于评估纳米管 confinement 中的静电相互作用，通过精确计算金属碳纳米管的长程电子性质，展示了金属臂chair 碳纳米管的屏蔽特性与理想金属几乎相同，无论电子密度如何，并追溯了这种强屏蔽到电子量子限制和Friedel振荡抑制。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Applying a potential across a biomembrane: electrostatic contribution to the bending rigidity and membrane instability
我们研究了由不同电解质包围的非导电不可压缩膜由于外部电势的存在对生物膜力学性能的影响。通过求解静电势的Debye-Huckel方程和Laplace方程，并使用相关的应力张量，我们发现：在（1）中。小屏蔽长度限制，其中德拜屏蔽长度小于电极之间的距离，屏蔽证明所有静电相互作用是短程的，并且施加电势的主要影响是减小膜张力并增加抗弯刚度;导出了静电对张力和弯曲刚度的贡献的显式表达式作为施加电势的函数，德拜屏蔽长度以及膜和溶剂的介电常数。对于足够大的电压，预期对张力的负贡献会引起膜拉伸不稳定性。对于（2.）介电极限，即无盐（以及与电极之间的距离相比小的波矢），当两侧上的介电常数不同时，所施加的电势引起有效（未屏蔽的）膜电荷密度，其长程相互作用预期导致膜波动不稳定性。
2007-03-27 cond-mat.soft
Bridging Electrostatic Screening and Ion Transport in Lithium Salt-Doped Ionic Liquids
Sogang University（西江大学）；Pusan National University（釜山国立大学）
研究通过分子动力学模拟揭示了锂盐掺杂离子液体中静电屏蔽与离子传输的关系，发现屏蔽长度与Li+掺杂浓度相关，为理解离子传输机制提供新视角。
2025-08-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Polyelectrolyte Electrophoresis in Nanochannels: A Dissipative Particle Dynamics Simulation
我们提出了介观的DPD模拟的限制纳米几何结构中，不同的盐浓度和表面滑移条件下的电泳。特别注意的是，电渗流（电渗流）的迁移的电渗流的影响。有效的电子迁移率被发现强烈地依赖于边界性质，即，滑移长度和双电层的宽度。导出了电渗迁移率和总迁移率的解析表达式，与数值计算结果吻合较好。表征滑移效应的相关量被发现是无量纲量$κ\: δ_B$，其中$δ_B$是滑移长度，并且$κ^{-1}$是沟道边界处的有效静电屏蔽长度。
2010-01-06 cond-mat.other cond-mat.soft
Dielectric Enhancement from Non-Insulating Particles with Ideally Polarized Interfaces and Zero $ζ$-Potential I: Exact Solution
我们精确地解决了半径$a$的非绝缘球悬浮在对称的，单价电解质溶液中的介电响应，理想的极化界面，但没有显着的$ζ$ -电位。然后，我们使用这个解决方案，推导出这样的球体，体积分数$f\ll1$，在麦克斯韦-加内特有效介质近似的稀释随机悬浮液的介电响应。令人惊讶的是，我们发现了一个巨大的介电增强在这个裸的基本模型的固体在电解质溶液中的介电响应：在低频$ωτ_D \ll (λ/a) / (σ_w / σ_s+1/2)$，混合物的有效介电常数的实部是$1-(3f/2)+(9f/4)(a/λ)$。这里，$σ_{w/s}$是电解质溶液/固体的电导率，$λ$是溶液中的德拜屏蔽长度，$τ_D=λ^2/D$是扩散的标准时标，$D$是离子扩散系数。由于即使对于稀电解质溶液，甚至对于亚毫米球体和低体积分数$f=0.05$，$λ$也是纳米级的，因此巨大的几何因子$a/λ$意味着超过$f=0.05$-倍的增强。此外，我们表明，这种增强产生了显着的低频（$ωτ_D\ll1$）相移$\tanθ= \mathrm{Re}~ ε(ω) / \mathrm{Im} ~ε(ω)$在一个简单的阻抗测量的混合物，这通常是可以忽略不计的纯电解质溶液。相移在$ω_{\mathrm{max}}=(2D/λa)/(2σ_w/σ_s+1)$处具有尺度不变的最大值$\tanθ_{\mathrm{max}}=(9/4)f/(2σ_w/σ…
2016-10-23 cond-mat.other cond-mat.soft physics.class-ph
Surface Charge--Potential Relation for Spherical Particles in Electrolyte Solutions
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所）
本文提出双渐近框架，为球形颗粒表面电荷-电势关系提供闭式解，严格证明弱曲率下Ohshima-Healy-White公式和强曲率下球形德拜-休克尔理论的渐近精确性，并揭示非线性屏蔽随半径增大的重现机制。
2026-10-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Nanoscale Electroviscous Lift Force
State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）；Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine, CNRS/University of Bordeaux（波尔多大学）；School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学）
本研究通过原子力显微镜直接测量并量化了纳米尺度电粘性升力力，揭示了其与距离、速度和粒子大小的关系，并首次发现升力力随速度增加而饱和。
2026-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
The Hydrodynamic Interaction in Polymer Solutions Simulated with Dissipative Particle Dynamics
我们广泛地分析了耗散粒子动力学（DPD）模拟的解决方案中的聚合物链的动力学，特别关注的是一个典型的DPD流体的低施密特数对模拟的聚合物动力学的潜在影响。有人认为，DPD流体中的低施密特数可能导致聚合物溶液中的流体动力学相互作用不充分。我们的分析表明，在稀溶液中的平衡聚合物动力学，在一个典型的DPD模拟条件下，遵守Zimm模型非常好。随着Schmidt数的进一步减小，观察到从Zimm模型到Rouse模型的偏差。这意味着单体之间的流体动力学相互作用在DPD模拟的典型条件下合理地发展。只有当施密特数进一步减小时，链内的流体动力学相互作用才变得不充分。随着聚合物体积分数的增加，流体动力学相互作用和排除的体积相互作用的筛选很好地再现了DPD模拟。聚合物珠之间的软相互作用和低施密特数的使用不产生显着的问题，在高浓度下的模拟动力学，除了在模拟中没有捕获的缠结效应。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
