A symmetric polymer blend confined into a film with antisymmetric surfaces: interplay between wetting behavior and phase diagram
本文研究了对称二元聚合物共混物在薄膜中的相行为。膜表面通过短程电位与单体相互作用。我们在高斯链的自洽场论中计算了相位行为。在很宽的参数范围内,我们发现强的一阶润湿过渡的半无限系统,和润湿/预湿行为和相图在受限的几何形状之间的相互作用进行了研究。应用反对称边界,其中一个表面以与相对表面吸引B分量相同的强度吸引A分量。相变不会发生在接近体相临界温度的地方,而是发生在润湿转变附近。对于非常薄的薄膜或弱的表面场,人们发现在$ϕ_c=1/2$处有一个单一的临界点。对于较厚的薄膜或较强的表面场,相图显示出两个临界点和两个相伴的共存区域。只有在三相点以下才有一个两相共存区。随着膜厚的增加,两个共存区变为半无限系统的预湿线,而三重温度则由上而下向湿化转变温度方向收敛。在Ginzburg-Landau模型的框架下,研究了接近三临界点的行为,三临界点将相图与一个和两个临界点分开。计算了横向共存相界面的二维轮廓,分析了界面张力和线张力。讨论了涨落和修正对自洽场论的影响。
2000-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting in mixtures of colloids and excluded-volume polymers from density functional theory
本文采用基于Wertheim一阶热力学微扰理论的微观密度泛函理论研究了胶体和排斥体积聚合物非热混合物的润湿行为。在反对Asakura-Oosawa-Vrij模型的润湿行为,我们发现富含聚合物的相润湿硬壁。润湿转变是一级的,并伴随着预润湿转变。我们没有发现任何线索的分层过渡的部分润湿制度。我们的结果类似于无热聚合物溶液中的润湿行为。我们指出,一个准确的,单体解析的胶体-聚合物混合物的理论应该包括正确的缩放行为在稀聚合物制度和准确的描述的参考系。
2005-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer Simulations of the Wetting Properties of Neon on Heterogeneous Surfaces
我们使用巨正则蒙特卡罗方法来研究各种异质表面上的润湿转变的性质。我们探索的模型系统,氖吸附在镁,是一个预湿过渡已被发现在我们以前的模拟。我们发现,一级转变存在于平坦表面上是缺席的粗糙表面。然而,在某些情况下,所得的等温线非常接近于不连续,以至于在大多数实验中很难区分。
1998-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Wetting transitions of Ne
我们报告的润湿行为的Ne非常弱的吸引力的表面上,进行了研究与大正则Monte Carlo方法。Ne-Ne相互作用被认为是Lennard-Jones形式,而Ne-表面相互作用来自Chizmeshya等人的从头计算。在所探索的温度范围内发现Li、Rb和Cs的非润湿行为(即,T < 42 K)。干燥行为表现在Cs表面附近的耗尽流体密度。与此相反,对于Mg(一个更有吸引力的潜力)的情况下,预润湿转变被发现附近T= 28 K。当使用波纹电位而不是均匀电位时,发现该温度略有变化。等温线的形状和密度分布没有定性的不同,这些情况下。
1998-08-17 cond-mat.stat-mech
Nucleation and wetting transitions in three-component Bose-Einstein condensates in Gross-Pitaevskii theory: exact results
University of Copenhagen(哥本哈根大学);Hanoi Pedagogical University 2(河内第二师范大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学)
本文通过格罗斯-皮塔耶夫斯基理论研究三组分玻色-爱因斯坦凝聚体的成核与润湿转变,推导了精确的相边界并对比了不同近似方法的结果。
2025-11-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometry-induced interface pinning at completely wet walls
我们研究完全润湿的固体壁图案化的平行纳米凹槽的深度$D$和宽度$L$与周期性的$2L$。壁由通过长程势与流体相互作用的材料形成,并且如果壁是平面的,则在温度$T_w$下呈现一级润湿转变。使用非局域密度泛函理论,我们表明,在一个固定的温度$T>T_w$的过程中完全润湿敏感地依赖于两个微观尺度$L_c^+$和$L_c^-$。如果润湿参数$L$大于$L_c^+$,则该过程是连续的,类似于平面壁上的完全润湿。对于$L_c^-<L<L_c^+$,完全润湿表现出一阶\emph{depinning transition},对应于液-气界面与壁的突然解粘。最后,对于$L<L_c^-$,即使在体相液-气共存时,界面仍然钉扎在壁上。这意味着基底表面的纳米改性总是可以将其润湿特性从亲水性改变为疏水性,与宏观Wenzel定律直接相反。所得的表面相图揭示了脱钉和预湿过渡,包括其临界点的性质之间的密切相似。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Static interfacial properties of Bose-Einstein condensate mixtures
从理论上研究了玻色-爱因斯坦凝聚体二元分相混合体系的界面轮廓和界面张力。这两种凝聚物的特征在于它们各自的愈合长度$ξ_1$和$ξ_2$以及种间排斥相互作用$K$。对于特殊情形$ξ_2/ξ_1 = 1/2$和$K = 3/2$,得到了Gross-Pitaevskii(GP)方程的精确解.此外,将双抛物线近似(DPA)应用于GP理论中的能量密度,使我们能够定义一个DPA模型,它比GP理论更容易处理,但仍然捕获了主要的物理学。特别是,一个紧凑的界面张力的解析表达式推导出,是有用的所有$ξ_1, ξ_2$和$K$。应用润湿现象的冷凝物吸附在光学壁。在DPA模型中得到的润湿相边界与GP理论中的精确边界几乎一致。
2015-02-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Electroprewetting near a flat charged surface
我们研究纯流体与带电平面接触时的润湿。在本体中,流体是包含解离离子的经典范德华流体。壁和离子的存在导致强介电泳力和电泳力,其增加了壁处的流体密度。我们计算流体的轮廓解析和数值,并获得能量积分。得到了预湿的临界表面势。在相图中,一级相变线与二级相变线在一个临界点相交,该临界点的温度可以高于或低于体相临界温度。这些结果与大气中带电粒子周围的液滴成核有关,并可能解释与预期成核率的偏差。
2021-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions of fluids in heterogeneous pores
我们研究相行为的模型流体限制在两个不同的平行壁之间的存在下,远程(色散)力。从宏观(几何)和介观参数的预测进行了比较与非局部密度泛函理论的数值解。两个毛细管模型被认为是。对于一个毛细管包括两个(不同的)吸附壁,我们表明,简单的几何参数导致广义开尔文方程定位毛细管冷凝非常准确,提供两个墙壁只有部分湿。如果至少有一个壁处于完全润湿状态,则应通过包括Derjaguin校正来捕获厚润湿膜的效果来修改开尔文方程。在第二个模型中,我们考虑由两个竞争壁形成的毛细管,使得一个倾向于湿而另一个倾向于干。在这种情况下,在本体两相共存和取决于孔宽度$L$的温度$T^*(L)$下发生界面局部-离域转变。平均场分析表明,对于表现出一阶润湿转变的壁在温度$T_{w}$,$T_{s}>T^*(L)>T_{w}$,其中的旋节温度$T_{s}$可以与预润湿临界点,这也决定了临界孔宽度低于该界面的局部化-离域过渡不发生。如果壁表现出临界润湿性,则过渡移动到$T_{w}$以下,并且对于具有结合势$W(\ell)=A(T)\ell^{-2}+B(T)\ell^{-3}+\cdots$的模型,其中$\ell$是液-气界面的位置,过渡可以由无量纲参数$κ=B/(AL)$表征,使得具有离域界面的流体配置在$κ=-2/3$和$κ\approx-0.23$之间的间隔中是稳定的。
2016-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Finite size effects on the phase diagram of a binary mixture confined between competing walls
一个对称的二元混合物AB,表现出一个临界温度T_{cb}的相分离成一个富A相和一个富B相的散装被认为是在一个几何限制在两个平行板之间的距离D。假设一个壁优先吸引A,而另一个壁优先吸引具有相同强度的B(“竞争壁”)。在极限$D\to \infty$中,则可以在温度T_{w}下具有一级润湿转变,预润湿线从该温度延伸到富A相和富B相的单相区域中。讨论了该相图如何由于D%的有限性而失真:由于有限尺寸的舍入,当D< \infty时,T_{cb}处的相变立即消失,而该相图在温度范围T_{trip} <T< T_{c1} = T_{c2}内显示出两个两相共存区域。在极限D \to \infty T_{c1}中,T_{c2}成为预湿临界点,而T_{trip} \to T_{w}。对于足够小的D,可能发生在三临界值D_{t}处,温度T_{c1} = T_{c2}和T_{trip}合并,然后对于D< D_{t},存在单个解混临界点,如在本体中一样,但是T_{c}(D)接近T_{w}。作为一个例子,对于实验相关的情况下的聚合物混合物的相图与两个不混合的临界点明确计算自洽场方法。
2000-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of polymer blends in confined geometry
在自洽场论中,我们研究了一个对称的二元AB聚合物共混物被限制在一个薄膜中的相行为。膜表面通过短程电位与单体相互作用。一个表面吸引A组分,相应的半无限系统表现出一级润湿转变。相反的表面的表面相互作用是不同的,以研究交叉从毛细凝聚对称表面场的界面本地化/非定域过渡反对称表面场。在前一种情况下,相图具有接近本体临界点的单一临界点。在后一种情况下,相图显示出两个临界点,对应于半无限系统的预润湿临界点。只有在三相点以下才有一个两相共存区。这些性质不同的极限行为之间的交叉逐渐发生,然而,临界温度和临界成分表现出非单调依赖于表面场。反对称边界的相行为的依赖性作为膜厚度和表面相互作用的强度的函数进行了研究。在减小膜厚度或减小表面相互作用的强度时,我们可以将界面局域化/离域化转变的顺序从第一改变为第二。波动的作用,探讨通过蒙特卡罗模拟的粗粒度晶格模型。接近(预湿)临界点,我们观察到二维伊辛临界行为。在较低的温度下,毛细管波的AB接口导致一个显着的依赖性的有效界面上的横向系统的大小的潜力。
2000-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-monotonous crossover between capillary condensation and interface localisation/delocalisation transition in binary polymer blends
在自洽的场论中,我们研究了一个对称的二元AB聚合物共混物被限制在一个薄膜中的相行为。膜表面通过短程电位与单体相互作用。一个表面吸引A组分,相应的半无限系统表现出一级润湿转变。相反的表面的表面相互作用是不同的,以研究交叉从毛细凝聚对称表面场的接口本地化/离域过渡反对称表面场。在前一种情况下,相图具有接近本体临界点的单一临界点。在后一种情况下,相图显示出两个临界点,对应于半无限系统的预润湿临界点。这些性质不同的限制行为之间的交叉逐渐发生,然而,临界温度和临界成分表现出非单调依赖于表面场。
2000-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Precipitation in aqueous mixtures with addition of strongly hydrophilic or hydrophobic solute
我们研究相分离的水溶液中的混合物,由于优先溶剂化与低密度溶质(亲水性离子或疏水性颗粒)。对于亲水性离子,优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种沉淀发生在温度和平均组成的宽范围内,高于临界溶质密度$n_p$,其中混合物溶剂将处于没有溶质的单相状态。当平均溶质密度$\bar n$降低到$n_p$或当相互作用参数$χ$降低到临界值$χ_p$时,析出畴的体积分数趋于零。如果我们从具有${\bar n}>n_p$或$χ>χ_p$的单相状态开始,沉淀通过均匀成核或通过非均匀成核进行,例如,在悬浮的胶体周围。在后一种情况下,胶体颗粒被厚的润湿层包裹。我们还预测了一个一阶预湿转变为$\bar n$或$χ$略低于$n_p$或$χ_p$。
2010-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallisation of soft matter under confinement at interfaces and in wedges
研究了一个二维软物质模型系统的表面冻结和表面熔化相变。也被认为是被限制在一个楔的行为。该系统由通过软纯排斥对势相互作用的粒子组成。密度泛函理论(DFT)用于计算密度分布和热力学量。由于限制壁的外部潜力是通过一个硬壁与一个额外的排斥汤川势建模。表面相行为取决于这种排斥的范围和强度:当排斥强度较弱时,壁促进壁表面的冻结。当接近体相液-固相共存时,该冻结层的厚度以几何学方式增长。我们的平均场密度泛函理论预测,这个结晶层在墙上必须成核(即有一个自由能垒),它的形成必然是一个一阶过渡,称为“预冻结”,通过类比与预湿过渡。然而,与后者相反,预冻不能在临界点终止,因为相变涉及对称性的改变。如果壁面-流体相互作用的距离足够长,并且排斥力足够强,则可以发生表面熔化。然后,壁和块状结晶固体之间的界面变得由液相润湿,因为化学势朝向液-固共存时的值减小。据观察,有限厚度的流体膜的壁具有破缺的平移对称性,由于其接近散装晶体,所以润湿膜的成核可以是一阶或连续的。我们的平均场论预测,对于某些壁势有一个预熔临界点类似的表面临界点的预湿转变。在一个楔子里...
2016-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interface localisation-delocalisation transition in a symmetric polymer blend: a finite-size scaling Monte Carlo study
利用广泛的蒙特卡罗模拟,我们研究了一个对称的二元(AB)聚合物共混物被限制在一个薄膜作为膜厚度D的函数的相图。单体-壁面相互作用是短程反对称的,即左壁面对A组分的吸引力与右壁面对B组分的吸引力相同,并在半无限几何中产生一级润湿转变。探讨了相图和不同临界行为之间的交叉。对于大的膜厚度,我们发现一个一阶界面本地化/离域过渡和相图包括两个临界点,这是有限的膜宽度的预湿临界点的类比。使用有限尺寸标度技术,我们找到这些临界点,并提出证据的二维伊辛临界行为。当我们减小膜宽度时,两个临界点接近相图的对称轴$ϕ=1/2$,并且对于$D \approx 2 R_g$,我们遇到三临界点。对于更小的膜厚度的接口本地化/离域过渡是二阶,我们发现一个单一的临界点在$ϕ=1/2$。测量界面位置的概率分布,我们确定壁和界面之间的有效相互作用。即使远离临界点,这种有效界面势也取决于横向系统的尺寸。其系统尺寸依赖性源于毛细管波的大但有限的相关长度。这一发现提供了直接的证据的重整化的界面势的毛细波的框架内的微观模型。
2000-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech