Random sequential adsorption model of damage and crack accumulation: Exact one-dimensional results
对随机序贯吸附模型进行了修正,使之能描述损伤和裂纹的累积。物体沉积的排除(对于受损区域形成)不是针对整个物体,如在标准RSA中,而是仅针对受损区域或裂纹起始的初始点(或更高维度的缺陷)。该模型的一维变量被精确求解。
2008-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random Sequential Adsorption: From Continuum to Lattice and Pre-Patterned Substrates
随机顺序吸附(RSA)模型已成为物理化学中各种现象的范例,以及在其他领域,如生物学,生态学和社会学。在目前的工作中,我们调查方面的RSA模型的方法和性能的堵塞状态获得了大量的时间在连续沉积与晶格基板上,并在预图案化的表面上。后一种模型最近一直在努力使用预图案化作为一种工具,以提高自组装在微米和纳米级表面结构工程的背景下的兴趣。
2007-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random Sequential Adsorption on Fractals
研究了球形粒子在尺寸为$d<2$的平板集热器上的不可逆吸附。分子吸附在Sierpinski三角形和地毯状分形($1<d<2$)和一般Cantor集($d<1$)上。吸附过程采用随机顺序吸附(RSA)算法进行数值模拟。本文主要研究覆盖率的基本性质,即最大随机覆盖率和密度自相关函数,以及RSA动力学。所得到的结果可以改善最大随机覆盖率和收集器尺寸之间的唯象关系。此外,模拟表明,在一般情况下,大多数已知的吸附单分子膜的尺寸属性是有效的非整数维。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of random sequential adsorption of nearly spherically symmetric particles
球在平面二维表面上的随机顺序吸附(RSA)动力学受指数为$-1/2$的幂律控制。该研究表明,对于近球对称粒子的RSA,该指数为$-1/3$,而在RSA模拟中通常测量的其他特性随着粒子对称性的增加而接近球的已知值。
2013-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Random sequential adsorption of unoriented cuboids with a square base and a comparison of cuboid-cuboid intersection tests
本文研究了由随机顺序吸附所形成的正方形底的全同长方体所构成的堆积。研究结果表明,边边长比为$0.7$和$1.4$的扁长方体和长长方体的堆积密度最高。对于这两种情况,填充分数为$0.400 \pm 0.002$,比立方体报告的值高约8%。另外,由于长方体与长方体的相交检测是装箱生成算法的关键部分,因此对几种方法进行了测试。看来最快的一个是基于分离轴定理。
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Sequential Design of Adsorption Simulations in Metal-Organic Frameworks
金属有机框架(MOFs)的大量可能结构及其无限的潜在应用促使分子建模者和研究人员开发有效评估MOFs性能的方法和模型。其中一些技术包括大规模高通量分子模拟和机器学习模型。尽管取得了这些进展,但可能使用的材料数量和潜在条件仍然对需要大量数据集的模型开发构成了巨大挑战。因此,显然需要一种算法,可以有效地探索空间,同时平衡模拟的数量与预测精度。在这里,我们介绍了如何主动学习可以顺序选择模拟条件的气体吸附,最终导致准确的吸附预测与数量级较少的模拟。我们模型吸附纯组分甲烷和二氧化碳在Cu-BTC。我们采用高斯过程回归(GPR),并使用由此产生的不确定性的预测,以指导下一个采样点的分子模拟。我们概述了该程序,并演示了该模型可以模拟吸附等温线在300 K从$10^{-6}$到300巴(甲烷)/100巴(二氧化碳)。我们还展示了这个程序如何可以用于预测吸附的温度-压力相空间的温度范围为100至300 K,和压力范围为$10^{-6}$至300巴(甲烷)/100巴(二氧化碳)
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
In a search for a shape maximizing packing fraction for two-dimensional random sequential adsorption
随机顺序吸附(RSA)的各种二维对象进行了研究,以找到一个形状,最大限度地饱和填充分数。这项调查是在我们以前的论文中开始的[Cievila et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.17,24376(2015)],其中研究了平滑二聚体的密排堆积。在这里,这种形状与平滑的$n$ -聚体,spherocylinders和椭圆形进行比较。发现所研究形状中最高的填充分数是$0.58405 \pm 0.0001$,并且是针对长轴与短轴比为$1.85$的椭圆获得的,这也是所研究形状中最大的各向异性。
2016-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Saturated random packing built of arbitrary polygons under random sequential adsorption protocol
无规填料及其性质是一个热门和活跃的研究领域。数值算法可以有效地产生他们是有用的工具,在他们的研究。本文重点研究了随机顺序吸附(RSA)协议产生的随机填料。发展了[G. Zhang,Phys. Rev. E { \bf 97},043311(2018)],其中研究了由正多边形构建的饱和随机填充,我们创建了一种生成由任何多边形构建的严格饱和填充的算法。然后,利用该算法确定任意三角形的填充率。对于边长为$0.63:1:1$的三角形,观察到最高的平均堆积密度$0.552814 \pm 0.000063$。此外,这种填料的微观结构特性,它们的增长动力学以及饱和填充分数的分布和RSA迭代达到饱和所需的数量进行了分析。
2019-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Random sequential adsorption of particles with tetrahedral symmetry
我们研究随机顺序吸附(RSA)的一类固体,可以从一个立方体通过特定的切割其顶点,以找出如何从四面体到八面体对称的过渡影响的密度产生堵塞填料。我们发现,在一般情况下,八面体对称的固体形成不太密集的包装,然而,最低的密度是获得的包装建设的四面体。密排堆积是由一个近似于四面体的固体形成的,但其顶点和边被略微切割。它的密度为$θ_{max} = 0.41278 \pm 0.00059$,比球形或长方体的平均填充分数高,但比椭球体或球柱体的密度低。密度自相关函数的研究包装是典型的随机介质和消失的速度非常快的距离。
2019-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nonstandard Convergence to Jamming in Random Sequential Adsorption: The Case of Patterned One-Dimensional Substrates
研究了随机顺序吸附模型中沉积颗粒大时间堵塞状态的处理方法。收敛定律通常来自Pomeau的论点,其中包括在足够大的时间内,小着陆区域占主导地位的假设,每个小着陆区域中只有一个粒子可以沉积而不会重叠先前沉积的粒子,并且在一定时间后不再由较大间隙中的沉积产生。第二个假设是,在这种大时间小间隙状态下,为粒子中心着陆而打开的间隙的尺寸分布在零间隙尺寸的极限下是有限的。我们报告的数值蒙特卡罗研究最近推出的随机顺序吸附图案化的一维基板上的模型,这表明第二个假设必须推广。我们认为,一个区域存在于所研究的模型的参数空间中,在Pomeau大时间制度的间隙大小分布实际上线性消失在零间隙大小。在另一个区域中,分布发展出阈值性质,即,没有低于特定间隙尺寸的小间隙。我们讨论了新的渐近幂律和指数修改幂律收敛干扰不可逆的一维沉积这些发现的影响。
2017-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
First principles study of adsorbed Cu_n (n=1-4) microclusters on MgO(100): structural and electronic properties
采用密度泛函方法研究了无缺陷MgO(100)表面Cu_n(n= 1,4)小聚集体的结构和电子性质.计算采用板几何周期性边界条件,超细胞与多达76个原子,并包括充分放松的表面层和所有吸附的原子。单个Cu吸附原子的优选吸附位点在氧原子的顶部。用Perdew-Wang梯度修正的交换相关函数计算了吸附能和Cu-O距离,分别为E_S-A = 0.99 eV和d_S-A = 2.04 Angstroems。表面扩散的鞍点位于“中空”位置,扩散势垒约为0.45 eV。对于吸附的铜二聚体,两种几何形状,一个平行的和一个垂直于表面,是非常接近的能量。对于吸附的Cu_3,线性构型优于三角形构型。对于四聚体,Cu_4最稳定的吸附几何构型为菱形。每个铜原子的吸附能随团簇尺寸的增加而减小,而Cu-Cu结合能增加,迅速变得比吸附能更重要。
1998-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Gap-Size Distribution Functions of a Random Sequential Adsorption Model of Segments on the Line
我们进行了广泛的模拟伴随着一个两段大小的随机序列模型的详细研究。我们遵循对干扰状态的动力学,但我们特别注意干扰状态结构的表征。特别地,我们研究了在干扰状态下,尺寸比对平均间隙尺寸、间隙尺寸离散度、间隙尺寸偏度和间隙尺寸峰度的影响。我们还分析了四种可能的片段间间隙类型的上述量。我们把尺寸比的值从1到20排列。在尺寸比为1的限制下,人们恢复了经典的停车问题。我们观察到,在低尺寸比的干扰状态是由小的和大的段的短条纹,而在高值的尺寸比的干扰状态的结构是由一个单一的大段分离的小段的长条纹。堵塞状态结构作为尺寸比的函数的这种观点得到了各种测量量的支持。目前的工作可以帮助提供洞察力,例如,如何最大限度地减少粒子间距离或最大限度地减少平均粒子间距离的波动。
2006-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure, stability, and mobility of small Pd clusters on the stoichiometric and defective TiO$_2$ (110) surfaces
本文报道了负载在金红石型TiO $_2$(110)表面的Pd $_n$($n=1-4$)团簇的结构和吸附性能,表面可能存在氧空位或亚表面Ti间隙原子.正如密度泛函理论所预测的那样,小的Pd团簇更喜欢结合到化学计量的二氧化钛表面或在表面下的Ti间隙原子附近的网站。Pd团簇的吸附改变了基底表面的电子结构。对于具有氧空位的表面,由于Pd团簇的吸附,电荷局域化和铁磁自旋态被大大衰减。还报道了Pd单体在不同类型表面上的势能面。然后通过Metropolis Monte Carlo方法模拟烧结过程。氧空位的存在可能导致Pd团簇的解离。在化学计量表面或含Ti间隙原子的表面上,Pd单体倾向于烧结成较大的团簇,而Pd二聚体、三聚体和四聚体在600 K以下相对稳定。这一结果与过渡金属团簇的标准烧结模型和实验结果一致。
2011-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Irreversible Particle Adsorption to Fluid Interfaces
针对颗粒在流体界面的不可逆吸附,本文耦合扩散与 RSA 边界条件建立统一模型,揭示扩散限制向动力学限制的转变并给出预测框架。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modelling of interacting dimer adsorption
二聚体的吸附采用随机顺序吸附算法模拟。分子间的相互作用由屏蔽静电势给出。本文着重于吸附单分子膜的性质以及吸附动力学对相互作用范围的依赖性。我们指定随机最大覆盖率,密度自相关和层内的取向有序。此外,详细的吸附动力学分析,包括费德定律的有效性和新的数值模拟扩散驱动的吸附方法的讨论。数值模拟的结果进行了比较与实验数据先前获得的胰岛素二聚体。
2013-05-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ordering in a fibrinogen layer
有序蛋白质层由于其通常有趣的物理化学性质(例如渗透性、刚度和倾倒结构)而成为活跃的生物医学研究的主题。在所提出的工作中,我们专注于纤维蛋白原分子的层构建,其特征在于强形状各向异性。采用随机序贯吸附(RSA)方法,模拟了吸附过程中吸附质的取向分布为非均匀概率分布。由此得到的覆盖层具有不同程度的全局取向有序性。这使我们能够找到层的主要属性之间的依赖关系,如最大随机覆盖率,和序参量。为了更好地描述和更深入地理解所获得的结构,确定了自相关函数以及未覆盖空间的分布。此外,我们还计算了有效表面函数(ASF),这对于确定吸附动力学至关重要。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Random sequential adsorption of aligned rectangles with two discrete orientations: Finite-size scaling effects
本文研究具有两种离散取向的对齐矩形随机顺序吸附,发现堆积性质强烈依赖矩形纵横比,并在矩形长度达到基底尺寸一半以上时表现出显著有限尺寸标度效应,同时分析了堆积增长动力学、取向有序性和畴逾渗行为。
2023-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Morphology of Fine-Particle Monolayers Deposited on Nanopatterned Substrates
我们研究了规则基底图案的存在对纳米颗粒和胶体颗粒不可逆吸附的影响。沉积的半径$r_0$的磁盘被认为是,与允许的区域,其中心连接在平面上的正方形细胞排列在一个正方形的晶格图案。我们研究了一个广义版本的随机顺序吸附模型的堵塞状态的性质为不同的值的细胞大小,$a$,和细胞-细胞分离,$b$。该模型在两个无量纲参数$α=a/2r_0$和$β=b/2r_0$的空间中显示出令人惊讶的丰富行为。利用一种有效的算法对$500\times500$正方形晶格晶胞的系统尺寸进行了广泛的蒙特卡罗模拟,以表征堵塞状态的形态。
2008-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Graphane as polyhydride of graphene. Computational synthesis applied to two-side membrane
最近,作者在研究碳纳米管和石墨烯之间的特殊复合材料的形成以及考虑在机械化学反应的适当过程中石墨烯片的拉伸变形和断裂时,证明了分子量子化学应用于基本石墨烯问题的巨大功效。在研究中获得的乐观的结果使得有可能将注意力从固态问题转移,并将石墨烷的形成视为原始分子的多步氢化。为了继续进行,我们必须回答以下问题:1)哪种氢吸附,即分子或原子,是最可能的; 2)什么是氢原子附着到衬底上的特征图像; 3)哪个碳原子(或原子)是经受氢连接的第一目标以及如何选择碳原子用于吸附的下一步骤; 4)环己烷的连续吸附模式与环己烷构象之间是否存在联系。在这种方式获得的第一个结果在当前的文件。计算是在非限制性对称破缺Hartree-Fock方法的框架内采用半经验AM 1方法进行的。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci