Phase separation in a binary mixture of sticky spheres
本研究通过数值模拟发现，二维粘性球二元混合物在吸引作用范围趋近粘性球极限时会出现一级混合-去混合-混合相变，相分离时一组分呈晶态、另一组分呈无序态，该现象在作用范围更大的体系中不存在。
2024-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Calculating the symmetry number of flexible sphere clusters
我们提出了一个理论和计算框架来计算一个灵活的球体集群的对称数在$\mathbb{R}^3$，使用对称性的定义，自然产生的平衡概率计算时，一个集群的领域在粘性球的限制。我们定义的粘性对称群的集群作为一组的排列和反转的领域，保持相邻性，可以实现连续变形的集群，不改变设置的接触或导致粒子重叠。对称数是粘性对称群的大小。我们介绍了一个数值算法来计算粘性对称群和对称数，并显示它的工作以及几个测试用例。此外，我们表明，一旦粘性对称群已计算出不可区分的领域，对称群的部分可区分的领域（那些与非相同的相互作用）可以有效地获得，而无需重复计算的费力部分。我们使用我们的算法来计算6个相同粘性球体的每个可能的连接簇的配分函数，生成可用于设计球体之间的相互作用的数据，以便它们自组装成所需的结构。
2019-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Patchy sticky hard spheres: analytical study and Monte Carlo simulations
我们考虑一个硬球轴承一个或两个均匀的圆形粘性补丁，分布，以便不重叠的流体。如果两个球的中心连线与每个球上的一个补丁相交，则两个球通过“粘性”巴克斯特势相互作用，否则通过硬球势相互作用。我们分析的位置的流体-流体的过渡和渗流线的大小的补丁（分数覆盖的球体的表面）和补丁的数量内的维里扩展到第三阶和内的前两个条款（C 0和C1）的一类封闭Cn铰链上的直接关联函数的密度扩展的函数。我们发现，这两条线的位置敏感地依赖于总的粘合剂覆盖率及其分布。在所选择的近似理论中，处理几乎完全是解析的。我们测试我们的研究结果，通过专门的蒙特卡罗（MC）模拟，并发现的关键行为的主要定性特征，以及捕捉尽管低密度微扰性质的封闭。引入各向异性吸引力到模型悬浮液的球形颗粒是第一步更现实的描述球形蛋白质在溶液中。
2007-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Gregory-Newton Problem for Kissing Sticky Spheres
所有可能的非同构安排的12个球亲吻一个中心球（格雷戈里-牛顿问题）得到的粘性硬球（SHS）模型，并随后投影到一组结构的几何优化来自一个有吸引力的Lennard-Jones（LJ）型的潜力。结果表明，所有737个导出的SHS接触图对应的12个外球是（边诱导）的二十面体图的子图。最广泛使用的LJ（6，12）势只有一个最小结构，对应于理想的二十面体，其中12个外层球体彼此不接触。对于指数为$a,b\in \mathbb{R}_+$的一般LJ（$a,b$）势，得到了从二十面体对称性向SHS极限的对称性破缺点。只有当势在由LJ硬球半径$σ$决定的短程内变得非常排斥时，才能观察到对称破缺解。
2018-08-09 cond-mat.soft physics.atm-clus
The nature of the glass and gel transitions in sticky spheres
玻璃和凝胶是物质的两种动态停滞的无序状态。尽管它们很重要，但它们的相似性和差异性仍然难以捉摸，特别是在高密度下。我们确定的动力学和结构的签名，区分凝胶和玻璃化转变的胶体模型系统的硬和“粘”球。通过越过气-液相分离线诱导GH 3，由此产生的富胶体相的快速致密化导致动力学和局部结构的急剧变化。因此，我们发现，凝胶化是一级的，可以发生在比以前认为的高得多的密度：远离低密度网络，凝胶有一个明确的“热力学”的定义，但导致一个非平衡态与快速淬火玻璃的独特的局部结构特征。相反，接近玻璃化转变时，动力学持续减慢，并伴随着局部五重对称结构的出现。我们的研究结果提供了一个一般的热力学，动力学和结构的基础上，以区分凝胶化玻璃化。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling between criticality and gelation in "sticky" spheres: A structural analysis
我们结合实验和模拟来研究粘性球体中临界性和凝胶化之间的联系。我们采用共聚焦显微镜成像的胶体聚合物的混合物，和蒙特卡罗模拟的方阱（SW）作为参考模型的潜力。为此，我们将实验样本映射到SW模型上。我们发现实验和模拟之间的良好的结构一致性，无论是在单粒子水平的局部有利的结构和大规模的波动临界。我们详细跟踪的临界流体的快速结构变化时，接近气液双结点，并强调临界密度波动的作用，这种结构的交叉。我们的研究结果链接逮捕的旋节分解长寿命的积极有利的结构，增长甚至远离双节点由于临界缩放的体积相关长度和静态磁化率。
2018-02-26 cond-mat.soft
Density functional theory for Baxter's sticky hard spheres in confinement
最近已经表明，Baxter粘性硬球流体的自由能在非均匀硬球流体的基本测量理论（FMT）的框架内被唯一地定义，只要它服从标度粒子理论和直接关联函数的Percus-Yevick（PY）结果[Hansen-Goos和Wettlaufer，J. Chem. Phys. { \bf 134}，014506（2011）]。在这里，结合一个新的矢量加权密度的FMT的常见版本的加权密度，我们得到了相关的强限制极限的分歧的正则化。此外，出现的简单自由能在零维极限下是精确的，不影响基本的状态方程，并产生不同于PY表达式的直接关联函数。与体对关联函数和约束密度分布的模拟数据的比较表明，新的理论是显着更准确的比基于PY的结果。最后，所得的自由能适用于玻璃的粘合剂硬球。
2011-12-15 cond-mat.soft
Sticky Surfaces: Sphere-Sphere Adhesion Dynamics
我们提出了一个多尺度模型来研究附着的球形颗粒的刚性核心，涂层与结合配体和平衡与周围的，静止的流体介质。这类流体浸没粘附在许多自然和工程环境中广泛存在。我们的理论强调了这些配体的微观结合动力学，以及在离子介质中的吸引/排斥表面电位如何影响最终的宏观尺度的颗粒聚集体（絮凝物）的尺寸分布。结果表明，颗粒表面上弹性配体的存在通过诱导有效的絮凝物间碰撞（即，大的、非零的碰撞因子）。周围流体的强电解质成分也有利于大絮凝物的形成。
2013-09-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Phase behavior of weakly polydisperse sticky hard spheres: Perturbation theory for the Percus-Yevick solution
我们研究了尺寸多分散性对粘性硬球混合物气液相行为的影响。为了实现这一点，Percus-Yevick解的部分腔函数的接触值的耦合二次方程系统在多分散性的扰动展开内求解，即尺寸分布的归一化宽度。这使我们能够对各种热力学量进行预测，这些热力学量可以通过数值模拟和实验进行测试。特别是，我们确定的云曲线划定的区域的两相共存和相关的阴影曲线上的尺寸多分散性的领先顺序的影响，我们还研究了共存相之间的尺寸分馏的程度。仔细检查的粘附强度的大小依赖性的不同的选择; Asakura-Oosawa模型的多分散胶体和小聚合物的混合物作为一个具体的例子进行了研究。
2006-08-31 cond-mat.soft
Phase behavior of polydisperse sticky hard spheres: analytical solutions and perturbation theory
讨论了多分散胶体悬浮液在粘附力作用下的相共存问题。多分散性和巴克斯特的粘性硬球（SHS）的潜力，描述硬球通过强大的和非常短的吸引力相互作用的综合效果，引起内的打击乐-Yevick（PY）近似，耦合二次方程，在一般情况下，不能解决无论是解析或数值。我们审查和比较两个最近的替代方案，我们试图绕过这个困难。在第一种方法中，截断直接关联函数的密度展开，我们考虑了比PY方法简单的近似。这些$C_{n}$近似可以被系统地改进。我们已经能够提供一个完整的分析描述的多分散SHS流体通过使用最简单的两个订单$C_{0}$和$C_{1}$，分别。这样的简化是以相图中较低的准确度为代价的，但是具有提供与相平衡中的多分散性的开始（例如分馏）相关联的各种新现象的分析描述的优点。第二种方法是基于多分散PY解决方案周围的单分散对应的微扰扩展。这种方法提供了一个合理的近似真实的相行为，在成本只考虑弱的多分散性。虽然最后seattlement上的健全的后一种方法将需要多分散巴克斯特模型的数值模拟，我们认为，这种方法预计将保持正确考虑到多分散性的影响，至少定性。
2006-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From canyons to valleys: Numerically continuing sticky hard sphere clusters to the landscapes of smoother potentials
我们研究了具有短程吸引相互作用的粒子的能量景观，随着相互作用范围的增加。从一组局部极小值的$6\leq N\leq12$硬球是“粘性”，即他们只有当他们的表面是完全接触时，他们相互作用，我们使用数值延拓演变的局部极小值（集群）的范围内的潜在的增加，使用两个Lennard-Jones和莫尔斯家族的相互作用势。随着距离的增加，集群合并，直到在长距离上只剩下一个或两个集群。我们比较了不同的潜力，通过延续得到的集群，并发现，对于短期和中期的范围内，高达约30\%的颗粒直径，连续的集群几乎是相同的，无论是内部和跨家庭的潜力。对于更长的范围内的集群变化显着，与家庭之间的变化比家庭内的潜力。我们分析了合并事件背后的机制，发现大多数重排发生在一对非键合粒子进入势的范围内。一个例外发生在非调和的集群，那些有一个零本征值在他们的海森，这经历了一个更全面的重排。
2020-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atm-clus
Mechanical disorder of sticky-sphere glasses. I. Effect of attractive interactions
最近的文献表明，稠密液体颗粒之间的吸引力相互作用在确定其整体力学性能方面起次要作用。在这里，我们表明，在其明显的不重要性的致密液体的散装力学相比，吸引力的相互作用可以有重大影响的宏观和微观弹性性质的玻璃固体。我们研究了几个广泛适用的无量纲措施的稳定性和机械无序在简单的计算机眼镜，其中吸引力的相互作用的相对强度-被称为“玻璃粘性”-可以很容易地调整。我们发现，增加玻璃的粘性可以导致减少各种量化的机械无序，在宏观和微观尺度上，与一对有趣的例外，这条规则。有趣的是，在某些情况下，强大的吸引力可以导致软，准本地化模式的数量密度减少，由高达一个数量级，并大幅减少其核心的大小，类似于热退火对弹性的影响，在最近的作品中观察到。与规范玻璃模型的行为相反，我们提供了令人信服的证据表明，在我们的粘性球玻璃的稳定机制主要源于自组织消耗的相互作用具有大，\emph{negative}刚度。最后，我们建立了一个基本的联系宏观和微观量词的机械无序，我们通过尺度参数激励。最后讨论了今后的研究方向。
2021-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A fundamental measure theory for the sticky hard sphere fluid
我们构造了一个适用于粘性硬球（SHS）流体的密度泛函理论（DFT），它类似于Rosenfeld的硬球流体的基本测度理论（FMT）[Phys.Rev.Lett.1999]。{ \bf 63}，980（1989）]基于一组加权密度和来自标度粒子理论（SPT）的精确结果。证明了非均匀SHS流体$Φ_{\text{SHS}}$的过剩自由能量密度是唯一定义的，当（a）它仅仅是Kierlik和Rosinberg版本FMT [Phys.Rev.A { \bf 42}，3382（1990）]的加权密度的函数，（b）它满足SPT微分方程，以及（c）它从Gazzillo和Giacometti [J. Chem. Phys. { \bf 120}，4742（2004）]引入的广义Percus-Yevick闭包类中产生任何给定的直接关联函数（DCF）。所得到的DFT被证明是在非常好的协议与模拟数据。特别是，该FMT产生正确的接触值的密度分布，没有可调的参数。而不是需要更高阶的DCF，如微扰DFT，我们的SHS FMT产生它们。有趣的是，虽然等价于Kierlik和Rosinberg的FMT在硬球的情况下，Rosenfeld的原始FMT使用的加权密度集是不足以构建一个DFT产生SHS DCF。
2011-01-07 cond-mat.soft
Mechanical disorder of sticky-sphere glasses. II. Thermo-mechanical inannealability
许多结构玻璃的特征在于静态和动态机械性质，其可强烈地取决于玻璃形成历史。这种历史依赖性的普遍性程度，以及它可能受到什么影响，在很大程度上是未被探索的。在这里，我们表明，在热退火下的简单的计算机玻璃的弹性性能的变化强烈依赖于吸引力之间的相互作用的强度的玻璃的组成颗粒-这里称为玻璃的粘性。我们发现，在粘性玻璃的硬化的剪切模量与热退火强烈抑制，而热退火引起的软化的体积模量增强。我们的关键发现是，软准定域模式的特征频率和密度每频率变得有效不变退火非常粘玻璃，后者因此被认为是“热机械不可退火”。我们的研究结果和未来的研究方向的影响进行了讨论。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluctuations, structure factor and polytetrahedra in random packings of sticky hard spheres
在填充分数区间$0.329 < γ< 0.586$内对有序随机球填充进行了数值研究。为此，设计了快速运行的几何算法，以构建约300个聚集体，每个聚集体包含$10^6$球，这允许仔细研究局部波动并提高聚集体的对分布$P(r)$和结构因子$S(Q)$的计算精度。在各种参数（Voronoi曲面细分、接触协调数分布等）中，通过直接评估局部球数密度的波动来定量评估波动，其似乎遵循幂律。Voronoi盒体积的半高宽在整个填充率范围内呈现出规律性的变化。狄拉克峰出现在对关联函数的聚集体的包装分数的减少，表明越来越大的多面体的增长，这体现在两种方式上的结构因子，在低和大$Q$值。这些低PF聚集体具有由嵌入更无序基质中的规则多面体制成的复合结构。顺便说一句，建筑四面体的不规则性指数似乎是一个更好的参数比包装分数来描述骨料结构的各种功能。
2014-09-08 cond-mat.soft
Minimal energy packings and collapse of sticky tangent hard-sphere polymers
我们列举了所有的最小能量包装（MEP）的小单线性和环状聚合物组成的球形单体与接触吸引力和硬核排斥，并比较它们相应的结果为单体包装。我们定义并确定了聚合物填料中的“分割面”，它减少了满足硬球和共价键约束的排列数量。与单体MEP相比，聚合物MEP更倾向于中间结构对称性而不是高对称性和低对称性。我们还研究了包装制备依赖于较长的单链使用分子动力学模拟。对于缓慢的温度淬火，链形成具有紧密堆积的核心的微晶。随着淬火速率的增加，芯尺寸减小，并且外部变得更加无序。通过研究接触数，我们连接到无序包装的等静压开始抑制结晶。这些研究代表了我们预测致密聚合物的结构和机械性能如何取决于塌陷动力学的能力向前迈出了重要的一步。
2010-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure of sticky-hard-spheres random-aggregates: the viewpoint of contact coordination and tetrahedra
我们研究了多个$10^4$随机聚集体的$10^6$单分散粘性硬球，由各种静态算法产生。它们的堆积分数从0.370到0.593不等。这些聚集体被证明是基于两种类型的无序结构：随机规则的多面体和随机聚集体，前者引起对分布函数上的$δ$峰。用两个参数研究了结构（Delaunay）四面体的畸变，这两个参数在总体趋势上既有相似之处，又有不同之处。聚集体的各向同性可用有序序参量来表征。然后通过区分球体的接触配位数（CCN）来研究整体结构。给定CCN值的球体周围的平均CCN分布显示出取决于填充分数和构建算法的趋势。平均CCN的径向依赖性原来是依赖于CCN的中心球，并显示类似的对分布函数的不连续性。此外，当CCN被用作赝化学参数时，还可以得到结构细节，如键角的角分布、部分对分布函数、Ashcroft-Langreth和Bhatia-Thornton部分结构因子等.这些允许区分聚集体具有相同的值的包装分数或平均四面体扭曲，甚至类似的全球对分布函数，表示关注的巨大兴趣接触配位数，以更精确地研究随机聚集体的结构。
2019-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A Unified Rational-Function Approximation for Square-Well, Square-Shoulder, and Nonadditive Hard-Sphere Mixtures
Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；Instituto de Computación Científica Avanzada (ICCAEx), Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学先进科学计算研究所）；Instituto de Energías Renovables, U.N.A.M.（墨西哥国立自治大学可再生能源研究所）
本文提出统一有理函数近似，用于方阱、方肩及弱非加性硬球混合物的结构性质，通过重述粘性硬球Percus-Yevick解，满足低密度极限并保持连续性，经蒙特卡洛验证准确。
2026-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Bridging and depletion mechanisms in colloid-colloid effective interactions: A reentrant phase diagram
介绍了一类非加性粘性硬球二元混合物，其中小球体和大球体分别代表溶剂和溶质。溶质-溶质和溶剂-溶剂的相互作用是硬球型的，而溶质-溶剂的相互作用是粘性硬球型的尺寸非加和性和粘性程度可调。两个特殊的和互补的限制研究使用分析和半分析工具。第一种情况的特点是零的非加性，贷款本身的打击乐-Yevick近似解的影响，粘性的旋节曲线和有效的溶质-溶质的潜力进行了分析。在相反的非添加剂的情况下，溶剂-溶剂的直径为零，然后该模型可以被认为是著名的Asakura-Oosawa模型与额外的粘性溶质-溶剂相互作用的扩展。后一种模型具有这样的性质，即其精确有效的单组分问题仅涉及溶质-溶质对的尺寸比的电势，使得溶剂颗粒适合于三个接触溶质的间隙区域内。特别是，我们明确地确定了三个竞争的物理机制（耗尽，拉动和桥接）产生的有效的相互作用。这两个互补模型的相图上的一些意见也通过使用Noro-Frenkel准则和一阶微扰分析。我们的研究结果表明，重新进入的流体-流体的不稳定性作为溶剂密度（在第一个模型）或粘附力（在第二个模型）是不同的。一些观点在解释最近的实验研究的微凝胶吸附到大的聚苯乙烯颗粒进行了讨论。
2015-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
On the equivalence between the energy and virial routes to the equation of state of hard-sphere fluids
由于硬球流体的内能仅为理想气体的内能，因而它与密度无关，因此硬球流体状态方程的能量路径是不明确的。结果表明，这种模糊性可以避免考虑一个正方形的肩膀相互作用，并采取消失肩宽的限制。所得的硬球状态方程与维里途径得到的状态方程完全一致。因此，硬球流体状态方程的能量和维里路径可以被认为是等价的。
2005-05-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Microscopic Theory of the Elastic Shear Modulus and Length-Scale-Dependent Dynamic Re-Entrancy Phenomena in Very Dense Sticky Particle Fluids
本研究用混合无投影动力学理论（hybrid PDT）的ECNLE方法，预测了极稠密粘性球体流体的弹性模量再入现象，并揭示了与MCT等理论的定性差异，为理解吸引玻璃动力学提供了微观基础。
2024-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An investigation of the SCOZA for narrow square-well potentials and in the sticky limit
本文研究了窄宽度三角形方阱势的自洽Ornstein-Zernike近似（SCOZA）。本研究的主要目的是阐明在极限δ-> 0时，SCOZA理论是否预言了临界温度B2（Tc）处第二维里系数的有限值，以及该理论是否能改进Baxter [R. J. Baxter，J.Chem.Phys.49，2770（1968）]。对于非零三角洲的SW，由于高密度边界条件的影响，在早期的研究中已经遇到了困难[E。Schoell-Paschinger，A. L. Benavides和R. Castaneda-Priego，J.Chem.Phys.123，234513（2005）]阻止我们获得δ < 0.1的可靠结果。在粘性极限中，这个困难可以被绕过，但是SCOZA不能预测液-汽相变。从这项研究中出现的图片是，对于delta -> 0，SCOZA不满足常数B2（Tc）的预期预测[M]。G. Noro和D. Frenkel，J.Chem.Phys.113，2941（2000）]，并且为了在该体系中有效地利用热力学一致性，人们可能应该超越Ornstein-Zernike近似。
2011-01-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chemical-Potential Route: A Hidden Percus-Yevick Equation of State for Hard Spheres
硬球流体的化学势可以用溶质粒子的径向分布函数的接触值来表示，溶质粒子的直径从零到溶剂粒子的直径不等。利用明确的知识，这样的接触值内的Percus-Yevick（PY）理论，并使用标准的热力学关系，迄今未知的PY状态方程，$p/ρk_BT=-(9/η)\ln(1-η)-(16-31η)/2(1-η)^2$，被揭开。结果表明，该状态方程优于传统维里方法。插值之间的化学势和压缩性路线被证明是更准确的比广泛使用的Carnahan-Starling状态方程。还提出了对多分散硬球系统的扩展。
2012-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Alternative Approaches to the Equilibrium Properties of Hard-Sphere Liquids
本文综述了单组分和多组分硬球流体结构和热力学性质计算的一些分析方法。对于结构性质，它们产生了一个物理上一致的配方，从而改进和扩展了已知的分析结果的打击乐Yevick理论。讨论了径向分布函数接触值的近似表达式和相应的解析状态方程。这种方法的相关系统，如粘性硬球和方井流体，以及它的使用与流体的微扰理论的扩展进行了简要说明。
2007-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fourth virial coefficient of additive hard-sphere mixtures in the Percus-Yevick and hypernetted-chain approximations
第四维里系数的添加剂硬球混合物，作为预测的Percus-Yevick（PY）和超网链（HNC）理论，推导出通过压缩性，维里，和化学势的路线，与精确的结果进行比较的结果。除了在HNC压缩性路线的情况下，其他五个表达式表现出一个共同的结构，涉及的前三个时刻的尺寸分布。在这两种理论中，化学势路线略优于维里路线，最佳行为通常由压缩性路线表示。此外，三条路线中任何一条的PY结果都比HNC结果更准确。
2014-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Sticky Matter: Jamming and rigid cluster statistics with attractive particle interactions
虽然绝大多数的理论和数值研究的堵塞过渡考虑无热包装的纯排斥球，真正的复杂流体和软固体一般显示颗粒之间的吸引力。通过研究刚性集群的统计模拟软粒子有吸引力的外壳，我们提出了两个不同的干扰方案的证据。强吸引力系统经历了一个连续的过渡，其中刚性集群的增长，并最终在一个关键的包装分数的大小发散。排斥和弱吸引系统通过一级跃迁堵塞，没有增长的集群大小。我们进一步表明，弱吸引力的情况下是一个有限的尺寸效应，因此，对于任何非零的吸引力强度，一个足够大的系统将属于强吸引力的普适类。因此，我们预计有吸引力的干扰在实验室和自然界中是普遍的。
2018-06-29 cond-mat.soft
How `sticky' are short-range square-well fluids?
这项工作的目的是调查在何种程度上的短程方阱（SW）流体的范围$λ$在给定的填充分数和降低的温度下的结构特性可以表示的粘性硬球（SHS）流体在相同的填充分数和有效的粘性参数$τ$。这种等价性不能适用于径向分布函数，因为该函数在SHS情况下在接触处具有δ奇异性，而在SW情况下在$r=λ$处具有跳跃不连续性。因此，与腔函数$y(r)$的等价性进行了探讨。将$y_{\sw}$和$y_{\shs}$之间的一致性优化至密度的一阶，表明选择$τ$。我们已经进行了Monte Carlo（MC）模拟的SW流体$λ=1.05$，1.02和1.01在几个密度和温度$T^*$，使$τ=0.13$，0.2和0.5。所得的腔函数已与Miller和Frenkel [J. Phys：Cond. Matter 16，S4901（2004）]。尽管在给定的$η$和$τ$值下，$y_{\sw}$和$y_{\shs}$之间存在一些局部差异（特别是对于$λ=1.05$），但随着$λ-1$减小，SW数据平滑地向SHS值收敛。利用近似映射$y_{\sw}\to y_{\shs}$从SHS流体的内能和结构因子估计SW流体的内能和结构因子。以Percus-Yevick方程的解为$y_{\shs}$，采用有理函数近似，对SW流体的径向分布函数$g(r)$进行了理论估算，与MC模拟结果吻合较好，最后对短射程SW流体混合物进行了类似的研…
2006-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Are the energy and virial routes to thermodynamics equivalent for hard spheres?
硬球（HS）的内能与理想气体的内能相同，因此热力学的能量途径变得无用。这个问题可以避免采取的相互作用势，减少到HS在一定范围内。本文考虑了由硬核直径$σ'$、软核直径$σ>σ'$和肩高$ε$表征的方肩势。如果（i）$ε\to 0$，或（ii）$ε\to\infty$，或（iii）$σ'\toσ$或（iv）$σ'\to 0$和$ε\to\infty$，则SS电位变为HS电位。HS流体的能量-路径状态方程是根据SS流体的径向分布函数通过取极限（i）和（ii）得到的。该状态方程显示出，在一般情况下，人工依赖于直径比$σ'/σ$。如果进一步取极限$σ'/σ\to 1$，则所得HS状态方程与通过维里途径获得的状态方程一致。给出了任意$σ'/σ$情形下两条路线热力学一致的充要条件。
2006-08-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Geometric and Topological Entropies of Sphere Packing
我们提出了一个统计力学描述随机包装的球形颗粒，其中的平均配位数被视为一个宏观热力学变量。整体包装熵有两个贡献：几何，反映统计权重的个别配置，和拓扑，这对应于拓扑不同的状态的数量。在二维和三维等静压填料的热力学极限下计算了它们，并将计算结果进一步推广到“松软”颗粒团簇的情况。该理论是直接适用于粘性胶体，此外，概括的概念，颗粒和玻璃状的配置熵的情况下，非堵塞系统。
2021-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chemical-potential route for multicomponent fluids
多组分流体的化学势是根据任意组分数、相互作用势和维数的成对关联函数导出的。形式上的精确结果是特殊的硬球混合物为零或积极的非加性。作为一个简单的应用，本文从Percus-Yevick理论出发，导出了三维加性硬球混合物的化学势，并得到了相应的状态方程。这种Percus-Yevick化学路线状态方程比维里状态方程更精确。在化学势和压缩性路线之间的插值表现出比著名的Boublík-Mansoori-Carnahan-Starling-Leland状态方程更好的性能。
2013-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A square-well model for the structural and thermodynamic properties of simple colloidal systems
本文提出了变宽度方势阱流体径向分布函数$g(r)$的模型[S。B. Yuste和A. Santos，J. Chem. Phys. { \bf 101}，2355（1994）]的方法进行了重新研究和简化。该模型提供了一个明确的表达式为拉普拉斯变换的$rg(r)$，系数被给定的密度，温度和相互作用范围的显式函数。在对应于硬球和粘性硬球的限制下，模型简化为这些势的Percus-Yevick方程的解析解。结果可以是有用的描述在一个完整的分析方式的结构和热力学行为的胶体悬浮液建模为硬核颗粒与短程吸引力。与计算机模拟数据的比较表明，即使是相对较宽的井，一般也有很好的一致性。
2001-05-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Equilibrium route to colloidal gellation: mixtures of hard sphere-like colloids
为了研究耗尽驱动胶体混合物中动力学停滞和相分离之间的相互作用，计算了大尺寸比硬球混合物的双结点线和非遍历线.类似于硬核加短程有效吸引的情况，在这种混合物中可以发生物理凝胶化而不与流体相分离竞争。这种行为，由于在耗尽电位的振荡应涉及所有简单的混合物与非理想的耗尽剂，证明其动力学性质的进一步研究。
2008-11-17 cond-mat.soft
Multicomponent adhesive hard sphere models and short-ranged attractive interactions in colloidal or micellar solutions
我们调查的粘性参数$t_{ij}=1/(12τ_{ij})$的依赖性-其中$τ_{ij}$是传统的巴克斯特参数-溶质直径$σ_{i}$和$σ_{j}$在多组分粘性硬球（SHS）模型的介观中性粒子的流体混合物。各种简单但现实的相互作用势，在文献中使用的模型\textit{short-ranged attractions}存在于真正的解决方案的胶体或反胶束，进行了审查。我们认为：i）范德华吸引力，ii）硬球损耗力，iii）聚合物包覆的胶体，iv）溶剂化效应（特别是油包水微乳液的反胶束之间的疏水键合和吸引力）。我们映射到一个等效的SHS模型，通过要求第二维里系数的平等，这些潜力。主要的发现是，对于大多数考虑的潜力，大小依赖的$t_{ij}(T,σ_{i},σ_{j})$可以近似由基本上相同的表达式，即一个简单的多项式变量$σ_{i}σ_{j}/σ_{ij}^{2}$，系数取决于温度$T$，或-耗尽相互作用-上的填充分数$η_{0}$的耗尽粒子。
2006-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming transition in a homogeneous one-dimensional system: the Bus Route Model
我们提出了一个驱动的扩散模型，我们称之为巴士路线模型。该模型定义在一维格上，每个格点有两个二元变量，其中一个是保守的（“总线”），另一个是非保守的（“总线”）。公共汽车在首选方向上行驶，并且由于以速率λ到达的乘客的存在而减速。我们通过模拟、启发式论证和平均场论对模型进行了研究.所有这些方法都提供了强有力的证据，证明随着总线密度的增加，在非均匀“阻塞”阶段（总线聚在一起）和均匀阶段之间存在过渡。然而，我们认为，严格的相变只存在于极限λ-> 0。对于小的lambda，我们认为，过渡是由一个突然的交叉，这是指数尖锐的1/lambda。我们还研究了在拥挤的制度巴士之间的差距粗化。另一种解释的模型中，“巴士”和巴士本身之间的空间互换。这描述了一个质点系，其流动性随着静止时间的延长而降低，并且可以为凝胶或粘性材料沿管道的流动提供模型。
1997-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Communication: Inferring the equation of state of a metastable hard-sphere fluid from the equation of state of a hard-sphere mixture at high densities
本文讨论了从高密度硬球混合物状态方程出发，得到亚稳流体区单分散硬球系统状态方程的一种可能的近似途径。该建议是说明使用最近的蒙特卡罗模拟数据的压力的二元混合物。它还显示出高的内部一致性。
2011-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Two-Dimensional Clusters of Colloidal Spheres: Ground States, Excited States, and Structural Rearrangements
我们实验研究什么可以说是最简单的，但不平凡的胶体系统：二维集群的6个球形粒子约束的耗尽相互作用。这些团簇具有多个简并的基态，其平衡分布由熵因素决定，主要是对称性。我们观察到的平衡重排之间的基态，以及所有的低位激发态。与基态相比，激发态具有软模和低对称性，并且它们的占据概率取决于通过内部自由度达到的配置空间的大小，以及封装电势的深度和曲率的单个“粘性参数”。使用一个几何模型，占软模式的熵和沿它们的扩散率，我们准确地再现测量重排率。这个模型的成功，它不需要拟合参数或测量的潜力，表明胶体系统的自由能景观和动力学，它管理可以理解几何。
2015-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluids of spherical molecules with dipolar-like nonuniform adhesion. An analytically solvable anisotropic model
我们认为巴克斯特的模型的各向异性版本的“粘性硬球”，其中一个不均匀的粘附力是通过添加，各向同性的表面吸引力，适当的“偶极粘性”校正（正或负，取决于分子的相互取向）。由此产生的不均匀的粘附力不断变化，在这样一种方式中，在每个分子中，一个半球比另一个半球更“粘”。我们通过扩展形式主义[M. S. Wertheim，J. Chem. Phys. \textbf{55}，4281（1971）]设计用于偶极硬球。不同于Wertheim的解决方案，它是指“平均球近似”，我们采用了\textit{Percus-Yevick closure with orientational linearization}，这是预期更可靠。我们得到了取向依赖的对关联函数$g(1,2) $的解析表达式。参数$K$只有一个方程需要数值求解。我们还提供了非常精确的表达式，再现$K$以及所需的Baxter因子关联函数的一些参数，$Λ_{1}$和$Λ_{2}$，相对误差小于1%。我们给出了一个物理解释的各向异性的粘附力对$g(1,2) $的影响。该模型可能是有用的理解在一个统一的图片复杂的流体结构有序。
2008-07-02 cond-mat.soft
Radial distribution function of penetrable sphere fluids to second order in density
最简单的有界势是可穿透球的有界势，如果两个球重叠，它取正的有限值$ε$，否则为0。本文推导出可穿透球体流体的二阶密度腔函数和第四维里系数作为$T^*\equiv k_BT/ε$（其中$k_B$是玻尔兹曼常数，$T$是温度）的函数。表达式是准确的，除了由核心内的基本图表示的功能，这是近似的多项式形式与Monte Carlo积分获得的准确结果非常一致。通过与超网链（HNC）和Percus-Yevick（PY）理论的比较，发现后者仅对$T^*\lesssim 1$有较好的性能。然而，即使在零温度（硬球极限），PY解决方案是不准确的重叠区域内，没有实际取消被忽略的图表发生。精确的第四维里系数对于$T^*\lesssim 0.73$是正的，在$T^*\approx 1.1$处达到最小负值，然后对于高温从下面变为零作为$1/{T^*}^4$。这些特征被HNC和PY预测定性捕获，但不是定量捕获。此外，在这两种理论中，压缩性路径是$T^*\lesssim 0.7$的最佳路径，而维里路径是优选的，如果$T^*\gtrsim 0.7$。
2006-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Janus fluid with fixed patch orientations: theory and simulations
利用解析方法和数值模拟方法研究了具有约束方向的Janus流体的热物理性质。用Kern-Frenkel势来模拟Janus特征，其中每个球有一个半球是方阱，另一个半球是硬球特征。通过假设每个半球只能以相等的概率指向北方或南方来强制执行方向约束。的分析方法取决于映射到一个二元混合物通过一个“准”各向同性的潜力相互作用的上述Janus流体。原始Kern-Frenkel势的各向异性性质由混合物的不同组分之间发生的相互作用的不对称性反映。一个有理函数近似扩展相应的对称情况下得到的粘性极限，方井变得无限窄和深，并允许一个完全解析的方法。尽管相当激烈的近似分析理论，这表明提供了一个相当精确的估计的结构和几何性质的原始Janus流体。
2013-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Monte Carlo methods for estimating depletion potentials in highly size-asymmetrical hard sphere mixtures
我们调查蒙特卡罗模拟策略，用于确定有效的（“耗尽”）之间的潜力一对硬球浸没在一个密集的海洋小得多的硬球。两条路线的耗尽潜力被认为是。第一个是基于一个大的领域中存在的其他插入概率的估计，我们描述和比较三个这样的方法。第二条路线利用集体（集群）更新采样的耗尽潜力作为分离的大粒子的函数，我们描述了两种这样的方法。对于这两条路线，我们发现，在高密度的小颗粒的采样效率可以大大提高利用“几何捷径”，集中在一个子集的小颗粒的计算工作。我们描述的所有方法都可以很容易地扩展到通过任意势相互作用的粒子。
2013-06-24 cond-mat.soft
Depletion potential in hard sphere fluids
本文提出了一种计算硬球混合物中耗尽势的通用新方法。这对任意数量的组件和任意密度都有效。我们描述了两种不同的路线耗尽潜力的限制，其中一个组件的密度为零。这两条路线都可以在密度泛函理论和模拟中实现。我们说明的方法，通过计算一个大的硬球在流体中的小球体附近的平面硬壁的耗尽电位。密度泛函的结果与模拟结果非常吻合。
1999-02-12 cond-mat.soft
Playing with Marbles: Structural and Thermodynamic Properties of Hard-Sphere Systems
这些课堂讲稿概述了经典流体的平衡统计力学，并特别应用于由粒子通过硬球势或密切相关的模型势相互作用而形成的系统的结构和热力学性质。一维系统的精确的热力学-力学性质，在几种近似理论的背景下不同路线之间的热力学（不）一致性问题，以及结构性质的分析或半分析近似的构造也得到了解决。
2013-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
First-order patterning transitions on a sphere as a route to cell morphology
我们提出了一个在许多不同的生物系统，包括螨和昆虫表皮，花粉粒，真菌孢子，昆虫卵表面图案的一般理论。感兴趣的模式往往是复杂和多样的，但一个单独的模式是强大的复制由一个单一的物种和一组类似的发展阶段产生各种模式。我们认为，图案的多样性和可重复性可以解释解释为一阶相变的空间调制相位的图案发展。布拉佐夫斯基指出，在一个平坦的、无限大的薄片上，这种过渡的模式是均匀的条纹或六边形。然而，生物对象具有有限的范围，并提供不同的拓扑结构，例如花粉粒的球形表面。我们认为Brazovskii过渡领域，并表明，模式有一个更丰富的现象比简单的条纹或六边形。我们计算的自由能之间的差异的未图案化的状态和许多可能的图案化的阶段，考虑到波动和系统的有限大小。球体上多样性的扩散可以理解为拓扑学的结果，拓扑学迫使缺陷进入完美有序的阶段。然后以不同的方式适应这些缺陷。我们还认为，一阶字符的过渡是负责的斑图形成的可重复性和鲁棒性。
2016-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Simple relationship between the virial-route hypernetted-chain and the compressibility-route Percus--Yevick values of the fourth virial coefficient
众所周知，液体的近似积分方程，如超网链（HNC）和Percus-Yevick（PY）理论，在从空间关联函数获得的宏观性质依赖于所遵循的路线的意义上，在一般的物理上是不一致的。特别地，通过维里途径由HNC和PY近似预测的第四维里系数$B_4$的值不同于通过可压缩性途径获得的值。尽管如此，它是在本文中示出的$B_4$的值从维里路线在HNC理论中获得的值正好是从压缩性路线在PY理论中获得的值的三分之一，无论相互作用势（是否各向同性），组件的数量，和系统的维数。这种简单的关系证实了在单组分系统的一维穿透方井模型和三维穿透球模型的分析结果，以及一维Lennard-Jones模型，一维高斯核模型，和三维方井模型的数值结果。
2010-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
How to model the interaction of charged Janus particles
我们分析了带电Janus粒子的相互作用，包括屏蔽效应。显式相互作用映射通过一个可变的数量$n$的系统生成的张量，反映了潜在的角度依赖性通过最小二乘法。对于$n = 2$，我们表明，相互作用是等价的，以前所描述的模型Erdmann，Kröger和赫斯（EKH）。有趣的是，这种映射无法捕捉到小筛选长度的相互作用的微妙之处。相反，必须使用更大数量的张量。我们发现，Janus型相互作用的特点起着重要的作用的聚集行为。通过蒙特卡罗模拟，我们获得了$n = 2$和$36$的$13$颗粒大小以及屏蔽长度$κ^{-1} = 0.1$和$1.0$的簇结构。的屏蔽长度的影响进行了分析和结构进行比较的结果为静电型电位和多极扩展Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论。我们发现，一个偶极类势（EKH或偶极DLVO近似）是不能够充分再现的潜力的各向异性效应。相反，必须使用更高阶的展开来获得与高达$N = 8$颗粒的实验结果相同的簇结构。由此产生的最小能量集群相比，那些粘性硬球系统。Janus粒子与短程屏蔽相互作用类似于粘性硬球集群的所有考虑的粒子数，而对于远程屏蔽，即使是非常小的集群结构不同。
2016-07-20 cond-mat.soft
Equation of state of a seven-dimensional hard-sphere fluid. Percus-Yevick theory and molecular dynamics simulations
继Leutheusser [Physica A 127，667（1984）]的工作之后，我们明确地找到了七维硬球流体的Percus-Yevick方程的解，这使得我们可以同时采用维里和压缩性途径导出流体的状态方程。对维里系数进行了分析，确定了维里级数的收敛半径。还对同一系统进行了分子动力学模拟，并将压缩因子的模拟结果与相同数量的理论表达式进行了比较。
2015-06-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Theoretical and numerical study of the phase diagram of patchy colloids: ordered and disordered patch arrangements
我们报告的理论和数值评估的模型斑片状颗粒的相图。具体来说，我们研究硬球的表面是由一个小数目的相同的网站（“粘点”）通过一个短距离的方井吸引相互作用的装饰。我们从理论上评估，解决Wertheim理论，临界点的位置和气液共存线的几个值的f和比较吉布斯和大正则蒙特卡罗模拟的结果。我们研究了硬球表面上的有序和无序排列的网站，并确认补丁有很强的影响的相图：在温度-密度平面的气液共存区域显着减少，f降低。我们还从理论上计算了比热最大值的位置和渗流线。
2008-02-18 cond-mat.soft
Density functional for ternary non-additive hard sphere mixtures
基于基本测度理论，构造了具有一般非加性相互作用距离的三组分硬球混合物的Helmholtz自由能量密度泛函.的功能构成了一个推广的二元非添加剂混合物的先前给出的理论。这两个泛函中的空间积分的图解结构是星形（或树形）拓扑。三元图比二元图具有更高的复杂性。通过Ornstein-Zernike途径从过量自由能泛函的二阶导数得到的部分对关联函数的结果与蒙特卡罗模拟数据吻合得很好。
2011-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simple analysis of scattering data with Ornstein-Zernike equation
本文提出并探索了一种分析均匀类液体散射实验数据的方法。在我们的实用方法中，我们并不试图手工引入一个人为的小参数来计算相对于已知结果的微扰理论，例如，对于硬球或粘硬球（更重要的是，在与臭名昭著的朗道声明一致的情况下，没有任何物理小参数）。而不是它的实验数据的指导下，我们正在解决的Ornstein-Zernike方程与试验（变分）形式的粒子间相互作用势。为了找到所有需要的关联函数，对该变分输入进行数值迭代以满足补充有闭合关系的Ornstein-Zernike方程。我们说明了一些模型和真实的实验例子的X射线和中子散射数据的方法是如何工作的。
2017-09-25 cond-mat.soft
Patterns without patches: Hierarchical assembly of complex structures from simple building blocks
具有“粘性补丁”的纳米颗粒长期以来一直被提议作为复杂结构自组装的构建块。然而，这种片状粒子的合成可实现性大大落后于对它们可能形成的模式的预测。使用计算机模拟，我们表明，同一流派的结构可以从简单的各向同性领域的解决方案，只提供控制它们的大小和少量的结合亲和力。在第一步中，从自然动力学中以高产率产生具有明确结构和组成的有限簇。这些团簇实际上是一种片状颗粒，可以进一步组装成各种复杂的超结构，包括丝状网络，有序片和高度多孔的晶体。
2013-10-02 cond-mat.soft
Contact values of the particle-particle and wall-particle correlation functions in a hard-sphere polydisperse fluid
考虑了具有给定尺寸分布$f(σ)$的（添加剂）硬球流体的径向分布函数的接触值$g(σ,σ')$。引入了一个"普适性“假设，根据该假设，在给定的填充分数$η$，$g(σ,σ')=G(z(σ,σ'))$，其中$G$是一个公共函数，独立于组分的数量（有限或无限），$z(σ,σ')=[2 σσ'/(σ+σ')]μ_2/μ_3$是一个无量纲参数，$μ_n$是直径分布的$n$阶矩。的$z$ -依赖的$G$的立方形式的建议和已知的精确一致性条件的点粒子和相等的尺寸限制，以及两个不同的路线之间计算的系统中存在的压力的硬壁，被用来表示$G(z)$在接触的单组分系统的径向分布。对于多分散系统，我们比较接触值的壁粒子的相关函数和压缩因子与最近的Monte Carlo模拟得到的。
2005-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Different thermodynamic pathways to the solvation free energy of a spherical cavity in a hard sphere fluid
本文确定了与硬球流体中球形空穴形成有关的过剩自由能。溶剂化自由能可以通过使用许多不同的精确的热力学途径，通过插入腔引起的结构变化的积分来计算。我们考虑三个这样的途径，包括一个新的密度路线在这里得出。最近发展起来的流体静力学线性响应积分方程给出了一般外场作用下非均匀硬球流体的结构信息。在不同的路径中使用的结果给出了一个普遍准确的测定溶剂化自由能的空腔在很宽的尺寸范围内，从零到无穷大。一个相关的方法，高斯场模型的结果，也进行了讨论。
2003-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics in the presence of attractive patchy interactions
我们报告了广泛的蒙特卡罗和事件驱动的分子动力学模拟的液体组成的粒子相互作用通过硬球相互作用补充的四个四面体协调的短程吸引（“粘”）点，一个模型介绍了几年前由Kolafa和Neidenda [J. Kolafa和I.内格罗尔达山161，87（1987）]。要访问的模型的动力学特性，我们引入并实现了一个新的事件驱动的分子动力学算法，适合于研究的演变的刚体相互作用，旁边的排斥硬核，与短程间补丁方势阱。我们评估的热力学性质的模型在深过冷状态下，键网络是充分发展，密度异常的证据。我们表明，不同于球对称相互作用粒子的模型，在一个很宽的区域内的包装分数的液体可以过冷，而不会遇到气液旋节线。特别是，我们建议，有一个最佳的包装分数（不是很不同的六角形冰包装分数），在该键四面体网络充分发展。我们发现的动态异常网络形成液体的特点的证据。事实上，在最佳网络填充周围，动态都取决于增加和减少填充分数。最后，我们确定了等扩散系数线在填充分数-温度平面上的形状，并建立了模型相图中动态停滞线的形状。结果进行了讨论，在连接到胶态分散体的粘性颗粒和凝胶形成蛋白质和它们的能力，形成动态逮捕状态。
2005-11-04 cond-mat.soft
Chemical potential of a test hard sphere of variable size in hard-sphere fluid mixtures
用分子动力学（MD）方法对硬球混合物的Boublík-Mansoori-Carnahan-Starling-Leland（BMCSL）状态方程进行了模拟，并对模拟结果进行了比较。Labik和Smith模拟技术[S. Labik和W. R.史密斯，Mol。Simul \textbf{12}，23-31（1994）]用于实施Widom粒子插入法以计算浸入具有不同组成和填充分数$η$值的硬球流体混合物中的可变直径测试粒子$σ_0$的过量化学势$βμ_0^\text{ex}$。利用的事实是，与极限$σ_0\to 0$和$σ_0\to\infty$一致的$βμ_0^\text{ex}$的唯一多项式表示必须是三次形式，即，$c_0(η)+\overline{c}_1(η)σ_0/M_{1}+\overline{c}_2(η)(σ_0/M_{1})^2+\overline{c}_3(η)(σ_0/M_{1})^3$，其中$M_{1}$是分布的一阶矩。前两个系数$c_0(η)$和$\overline{c}_1(η)$是解析已知的，而$\overline{c}_2(η)$和$\overline{c}_3(η)$是通过将MD数据拟合到该表达式获得的。这又提供了一种方法来确定每个颗粒的过量自由能$βa^\text{ex}$，以$\overline{c}_2$、$\overline{c}_3$和压缩因子$…
2018-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
