Analytical solution to the Poisson-Nernst-Planck equations for the charging of a long electrolyte-filled slit pore
我们研究了一个长的电解质填充狭缝孔的充电动力学响应突然施加的电位。特别地，我们解析地求解了孔的泊松-能斯特-普朗克（PNP）方程，其中$λ_D\ll H\ll L$，其中$λ_D$为德拜长度，$H$和$L$为孔的宽度和长度。对于小的外加电位，我们发现随时间变化的电位降之间的孔隙的表面和它的中心是在与著名的传输线模型的预测完全一致。对于中等到高的施加电位，以前的数值工作表明，充电减慢在后期;我们的分析模型再现和解释这种双指数电荷积累。
2022-01-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Biaxial layering transition of hard rod-like particles in narrow slit-like pores
利用Parsons-Lee密度泛函理论研究了长为L、直径为D的硬矩形杆在狭缝状细孔中的相行为。利用限制取向近似，我们发现强吸附在壁面与平面有序，二级单轴-双轴有序过渡和一级分层过渡。分层过渡发生在具有n层和n+1层的两种流体之间，其中层间距为D的量级。在弱形状各向异性（L/D=3）的情况下，共存的流体可以是单轴或双轴的，而这两个阶段被发现是双轴的L/D=6和L/D=9。有趣的是，在给定的形状各向异性和孔隙宽度下，随着密度的增加，甚至可以观察到两个或更多个分层过渡。
2018-08-11 cond-mat.soft
Orientational ordering and layering of hard plates in narrow slit-like pores
利用Parsons-Lee密度泛函理论和限制取向近似研究了硬片状粒子在窄缝孔中的有序行为。我们观察到，该板是取向有序的，并在低密度下垂直（正面）的墙壁，一阶分层过渡之间发生单轴的n和n+1层在中等密度，甚至一个相变之间的单层与平行（边缘上）取向顺序和n层与垂直的一个可以检测到在高密度。除此之外，边缘单层通常是双轴向的，并且在非常高的密度下也可以看到单轴-双轴向的相变。
2019-09-20 cond-mat.soft
Demixing and confinement in slit pores
利用蒙特卡罗模拟，研究了几何约束对狭缝孔中一系列对称非加性硬球混合物分层的影响。我们考虑了广泛的正非加和性和一系列孔宽度，范围从纯二维极限到大孔宽度，其中结果接近大体积三维情况。通过有限尺寸分析提取关键参数。我们发现，对于这种特定的情况下，其中分层引起的体积效应，相分离是在大多数情况下有点阻碍空间限制。然而，一个非单调依赖的临界压力和密度与孔径被发现为小的非加和性。在后一种情况下，事实证明，当孔宽度减小到约一个半分子直径时，可以通过简单的几何约束迫使原本稳定的本体混合物分层。
2014-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pore-size dependence and characteristics of water diffusion in slit-like micropores
利用非相干弹性和准弹性中子散射技术研究了微孔活性炭纤维（ACF）中水的动力学行为与温度的关系。其目的是评估在这些主要是疏水狭缝形通道的水动力学上的孔径增加的效果。使用两种不同的尺寸（\sim 12和18 μ m，分别表示为ACF-10和ACF-20），随着孔间隙或温度降低，观察到水分子的迁移率的明显抑制。这种抑制伴随着平均平移扩散系数Dr和限制水的弛豫时间<τ_0>对孔径和温度的系统依赖性。根据提出的标度律测试观察到的Dr值，其中发现纳米多孔基质内的水的平移扩散系数Dr仅取决于两个单一参数，与结合到孔壁的水相关的温度无关的平移扩散系数Dc和该严格限制的水与孔内的总水的比率θ，产生在所研究的温度范围内在这些碳通道中的水传输的独特特征参数。
2015-04-10 cond-mat.soft
Solvent primitive model of an electric double layer in slit-like pores: microscopic structure, adsorption and capacitance from a density functional approach
本文研究了狭缝状孔壁带电时形成的双电层和电解质溶液的溶剂基元模型。最近开发的版本的加权密度泛函方法的静电粒子间相互作用的适用于研究的密度分布，吸附和选择性吸附的离子和溶剂物种。然而，我们的主要焦点是在微分电容对所施加的电压，对电极和对孔隙宽度的依赖性。我们讨论了模型的属性相对于原始模型的行为，即，在不存在硬球溶剂的情况下。我们观察到，SPM的微分电容在施加的静电势有骆驼状的形状，除非离子分数是高的。此外，它被证明是SPM的微分电容的依赖于孔隙宽度是振荡的，这是在密切相似的原始模型。
2014-07-11 cond-mat.soft
The Behavior of Cyclohexane Confined in Slit Carbon Nanopore
众所周知，将液体限制在孔隙中会强烈改变液体的行为。禁闭效应的研究对于许多科学和技术应用都是非常重要的。在这里，我们对限制在碳缝孔中的环己烷的行为进行了分子动力学研究。研究了环己烷分子的局域结构和取向有序。结果表明，随着孔宽的减小，体系发生冻结，纳米约束环烯的冻结温度高于体相环烯。
2015-08-17 cond-mat.soft
2D versus 3D Freezing of a Lennard-Jones Fluid in a Slit Pore
本文用计算机模拟研究了（6，12）-Lennard-Jones流体在由两个均匀平面构成的狭缝孔中的流动。它们通过（3，9）-Lennard-Jones势与流体粒子相互作用。当流体接近液体到固体的转变时，我们首先观察到平行于壁的分层。为了研究冻结转变的性质，我们进行了详细的分析层中的键取向序参量。改变狭缝壁之间的距离，我们研究了如何从一个准二维结晶没有滞后和一个中间六角相的标准三维成核行为的变化。
2011-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impedance response of ionic liquids in long slit pores
我们研究了离子液体在狭缝孔几何结构中的动力学。从经典的和动态的密度泛函理论的带电硬球的系统，渐近过程导致一个简化的模型，它结合了准确的分辨率的离子分层（垂直于狭缝孔壁）和离子传输的孔长度。这种降阶模型能够以较低的数值代价在不同的离子液体和电极孔径之间进行定性比较。我们推导出涉及数值计算灵敏度的降阶模型的阻抗响应的半解析表达式，并获得有效的有限空间Warburg元素有效的高，低频率限制。此外，我们进行时间相关的数值模拟，以恢复作为交叉验证步骤的阻抗响应。我们研究了阻抗响应对系统参数的依赖性和所用密度泛函理论的选择。列入静电效应超出平均场定性地改变了依赖于孔的宽度上的特征响应时间。我们观察到响应时间的峰值作为孔宽度的函数，其高度和位置取决于施加的电势差。我们讨论了如何计算出的动态特性可以与平衡结果一起使用，以优化离子液体超级电容器的给定应用。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Modelling diffusive transport of particles interacting with slit nanopore walls: The case of fullerenes in toluene filled alumina pores
纳米颗粒在纳米孔中扩散传输的精确建模是一个特别具有挑战性的问题。原因在于，对于这样的窄孔，大的表面积与体积比放大了纳米级细节和与孔壁的界面处的有效相互作用的相关性。在孔壁附近，与分子相互作用相关的长度尺度、在与孔的界面处的溶剂分层和粒度之间没有明确的分离。因此，标准的流体动力学参数可能不适用，需要开发确定平均输运系数的替代解决方案。在这里，我们解决这个问题，通过提供一个多尺度的分析，使用有效的潜力确定从分子动力学模拟参数化的四态随机模型的位置配置的颗粒在孔。这又与孔中心和孔壁处的扩散率相结合，以计算平均扩散常数。我们将此模型应用于富勒烯在甲苯填充的狭缝纳米孔中的扩散，并计算作为孔径的函数的平均扩散系数。我们发现，我们的模型的准确性是由甲苯的孔壁上的部分滑移的影响。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Multilayer approximation for a confined fluid in a slit pore
基于多层结构模型，研究了一种简单的Lennard-Jones流体在具有硬壁的狭缝纳米孔中的流动。每一层都是均匀的，并且平行于孔壁。该系统的亥姆霍兹能量是根据范德华近似构造的，其优点是模型的几何形状允许获得所涉及的积分的解析表达式。作为处于热力学平衡的多层体系，得到了各层密度和宽度的非线性方程组。方程的数值解给出了密度分布和纵向压力。结果与蒙特卡罗模拟和氮的实验数据进行了比较，显示出非常好的协议。
2010-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Water-methanol mixture confined in a graphene slit-pore
本研究通过分子动力学模拟探索了石墨烯狭缝孔对水-甲醇混合物动力学和结构的影响，发现水倾向于占据孔中心而甲醇聚集于疏水壁，且12.5Å孔径在机械稳定且高效，为水-甲醇分离提供了最优配置。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecular Dynamics simulation of evaporation processes of fluid bridges confined in slit-like pore
一个简单的流体，通过Lennard-Jones势相互作用的点状粒子所描述的，被认为是下限制在两个壁之间的狭缝几何形状在距离Lz的汽液共存曲线内的密度。平衡则需要两壁之间的液体“桥”和剩余孔隙体积中的蒸汽共存。我们研究这种平衡的几个选择的壁-流体相互作用（对应于整个范围从完全润湿到完全干燥，宏观厚膜），并考虑在这样的系统中的状态变化的动力学。特别是，我们研究如何建立这种平衡的扩散过程中，当液体被插入到一个最初空的毛细管（部分或完全蒸发到真空），或当可用的气相体积增加。我们比较了描述这些过程的速率在这样的非均匀系统中的扩散常数在相应的散装液体和蒸汽相的扩散常数。
2009-01-23 cond-mat.soft
Surfactant solutions confined in homogeneous and Janus-like slits
Department of Theoretical Chemistry, Institute of Chemical Sciences, Faculty of Chemistry, Maria Curie-Sk odowska University in Lublin, Poland
研究水相表面活性剂溶液在 bulk 相和缝隙状孔隙中的行为，通过分子动力学模拟探讨非离子型表面活性剂 C₇E₃ 在不同缝隙中的吸附与自组装行为，揭示缝隙类型和宽度对表面活性剂聚集吸附的影响。
2026-03-30 cond-mat.soft
Effect of applied magnetic fields on the morphology of nematic nanobridges in slit pores
本研究通过分子动力学模拟发现，垂直磁场可使狭缝孔内向列型纳米桥在不同构象间切换，但仅在存在多个局部稳定构象时有效，且强磁场可导致纳米桥分解为纳米液滴。
2024-11-06 cond-mat.soft
Theory of electrolyte solutions in a slit charged pore: effects of structural interactions and specific adsorption of ions
本文基于Blossey模型研究带电狭缝孔中电解质，纳入离子结构、位阻及孔壁吸引作用，推导分离压表达式并揭示小孔宽下双电层导致的极小值及其增强与偏移。
2023-06-27 cond-mat.soft
Polymer nano-doplets forming liquid bridges in chemically structured slit pores: A computer simulation
采用柔性高分子链的粗粒珠-弹簧模型，利用分子动力学模拟研究了吸附在化学修饰平板表面的高分子纳米液滴的结构.我们考虑固着液滴在半径为R_D的圆形亲液（吸引单体）区域上，而基底的其余部分是疏液的。研究了液滴形状及其接触角随R_D的变化规律，并得到了液滴的密度分布。此外，液滴吸附在两个壁形成一个狭缝孔与两个亲液的圆形区域正好相反的相互作用进行了研究，注意两个壁之间的液体桥的形成。我们的研究的一个中心结果是在不同的壁分离以及液滴合并的动力学的两个基板壁之间的力的测量。我们的研究结果相比，各种唯象理论开发的液滴的介观，而不是纳米尺寸。
2004-11-25 cond-mat.soft
Homogeneous Alignment of Liquid Crystalline Dendrimers Confined in a Slit-Pore: Computational Simulation Study
在这项工作中，我们提出的结果从NPT（等压等温）蒙特卡罗模拟研究液晶树枝状大分子（LCDr）系统限制在一个狭缝孔由两个平行的平面壁。我们研究了在均匀（单向）锚定条件下，不同热力学状态点的体系的衬底诱导构象和排列性质。从我们以前的工作中已经使用了易处理的粗粒度力场来模拟单体-单体和单体-基底相互作用势。在这种锚定条件下，在较低的压力下，几乎所有的单体都锚定到基底上，并且介晶与取向方向完美地取向。随着压力的增加，这种对准并不均匀地传递到体区域，相反，它随着从表面到体区域的距离而衰减。由于这个原因，整体的取向序参量随压力（密度）的增加而减小。在上下壁附近（2-3介晶直径），介晶单元形成近晶A型结构，其层被球形珠层隔开。在该区域中，单个LCD具有杆状形状。
2015-11-05 cond-mat.soft
Orientational orders of small anisotropic molecules confined in slit pores
本文研究了小各向异性参数的硬高斯重叠分子在两个平面平行的无结构硬壁中的相行为。我们的调查的基础上，标准的常数NPT蒙特卡罗分子模拟导致我们一些有趣的发现。对于小的各向异性分子，α相在本体中是不稳定的，而如果壁之间的距离足够小，则可以形成取向有序相。该结果表明，形成液晶相所需的分子伸长在限制中比在体相中小。考虑到分子伸长的大小，计算结果表明小分子液晶可能存在禁闭状态。
2003-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
2D versus 3D Freezing of a Lennard-Jones Fluid in a Slit Pore: A Molecular Dynamics Study
本文用计算机模拟研究了（6，12）-Lennard-Jones流体在由两个均匀平面构成的狭缝孔中的流动。它们通过（3，9）-Lennard-Jones势与流体粒子相互作用。当流体接近液体到固体的转变时，我们首先观察到平行于壁的分层。为了研究冻结转变的性质，我们进行了详细的分析层中的键取向序参量。我们没有发现任何迹象表明，这将表明一个熔化的情况下，Kosterlitz-bronchless类型的六角序列。均方位移的分析表明，颗粒可以很容易地在层间移动，使结晶成为一个类似3d的过程。这是一致的事实，我们观察到一个相当大的滞后的加热-冷冻曲线，表明结晶转变作为一个激活的过程进行。
2009-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure Driven Flow of Polymer Solutions in Nanoscale Slit Pores
采用耗散粒子动力学方法，系统地研究了纳米尺度狭缝孔中聚合物溶液的压力驱动流动。我们研究了分子量、聚合物浓度和流速对流体和聚合物速度、聚合物密度和聚合物回转半径的三个组成部分的跨通道分布的影响。我们发现，随着聚合物分子量或/和聚合物浓度的增加，平均流动流体速度降低，并且随着聚合物分子量或浓度的增加，速度分布从抛物线分布的偏差加重。我们还发现，聚合物构象的分布是高度各向异性和不均匀的整个通道。聚合物的密度分布也被发现是不均匀的，表现出在中心平面的局部最小值，然后是两个对称的峰。我们发现了聚合物链的迁移，无论是从或向墙壁。对于相对长的链，与狭缝的厚度相比，观察到朝向壁的迁移。然而，对于相对短的链，观察到远离壁的迁移。
2006-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nanoconfined fluids: Uniqueness of water compared to other liquids
纳米限制可以极大地改变液体的行为，这让我们对违反直觉的性质感到困惑。此外，它在包括去污和结晶控制的应用中是相关的。它仍然缺乏对具有不同整体性质的流体的系统分析。我们在这里填补这个空白。我们比较，通过分子动力学模拟，三种不同的液体在石墨烯狭缝孔：（A）一个简单的流体，如氩，描述的Lennard-Jones势;（B）一个异常的流体，如液体金属，建模与各向同性核心软化势;（C）水，原型异常液体，与方向氢键。我们研究了缝孔宽度如何影响流体的结构、热力学和动力学。我们检查所有的流体，如预期的那样，通过改变孔径显示出相似的振荡特性。然而，三种流体自由能极小值的性质却有很大的不同：（1）仅对于简单流体，所有极小值都是能量驱动的，但它们的结构有序度随缝孔宽度的减小而增大：（2）仅对于各向同性核软化势，所有极小值都是熵驱动的，但极小值中的能量随缝孔宽度的减小而增大; iii）只有水具有最小值的变化性质：单层最小值是熵驱动的，与简单液体不同，而双层最小值是能量驱动的，与其他异常液体不同。此外，水扩散有一个大的增加亚纳米狭缝孔，变得比散装快。相反，其他两种流体的扩散振荡比水慢得多，减少缝孔宽度。我们的研究结果表明，与类似限制下的其他（简单或异常）流体相比，纳米承压水是独特的，并且可能与纳米孔应用相关，例如，净化水的污染物。
2021-08-25 cond-mat.soft
Electrolytes confined between polarizable surfaces in slit pores with anisotropic permittivity tensor
Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）
研究狭缝孔中极化表面间受限电解质，用二维周期性格林函数等方法求解静电方程并用于蒙特卡罗模拟，发现介电各向异性重塑双层结构，强各向异性下横向相关性主导热力学，使不同边界结构轮廓趋同。
2026-07-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Orientational transition in nanobridges of nematic liquid crystals in slit pores
本研究利用Monte Carlo模拟表征了狭缝孔中向列相液晶纳米桥的形态，发现随着狭缝间距D增大，纳米桥内发生从单轴到双轴的取向相转变。
2023-04-10 cond-mat.soft
Ion size effects at ionic exclusion from dielectric interfaces and slit nanopores
先前开发的场论模型[R. D. Coalson等人，J.Chem.Phys.102，4584（1995）]，其在相同的基础上处理核碰撞和库仑相互作用，以理解离子尺寸对中性和带电粒子在平面界面处的分配的影响以及狭缝纳米孔的离子选择性。我们引入了一个变分方案，可以超越平均场（MF）制度，并以一致的方式耦合孔改性的核心相互作用，空间位阻效应，静电溶剂化和图像电荷力，和表面电荷诱导的静电势。我们表明，在稀释的限制，MF和变分理论符合MC模拟结果，在最近的RPA方法相比。研究了带电汤川粒子在中性介质界面（如空气-水或蛋白质-水界面）的分配。它示出，作为一个结果的核心碰撞之间的竞争，推动离子的表面，排斥溶剂化和图像的力量，排除他们从接口，浓度峰值的有限大小的离子集在接近的电介质界面。我们还表征了中性狭缝纳米孔的离子选择性的离子尺寸所发挥的作用。我们发现，复杂的相互作用之间的静电力，排除体积效应引起的核心碰撞和空间效应导致一个意想不到的逆转，在不同孔径的孔的离子选择性：而大孔表现出更高的电导率为大离子，窄孔排除大离子比小的更有效。
2011-06-02 cond-mat.soft
Phase transitions in nanoconfined binary mixtures of highly oriented colloidal rods
我们分析了一个二元混合物的胶体平行硬圆柱形颗粒具有相同的直径，但不同的长度$L_1$和$L_2$，与$s=L_2/L_1=3$，局限于两个平行的硬壁在一个平面的狭缝孔的几何形状，使用一个基本的-测量密度泛函理论。该模型提出了一阶和二阶N-S体转变和S-S分层的近晶（N）相和两种类型的近晶（S）相，以及在单个硬壁处的表面行为，该表面行为包括由无限数量的表面诱导分层（SIL）转变介导（或不介导）的S相的完全润湿。本文研究了约束对该模型胶体流体混合物的影响。由于三个相关长度尺度之间的竞争，限制导致相图中的深刻变化：孔宽度$h$、近晶周期$d$和长度比$s$。四个主要影响被确定：（i）二阶体N-S跃迁被抑制。(ii)分层转变受到微弱的影响，在$μ_1-μ_2$（化学势）平面上有小的位移。(iii)在某些情况下，发生在两个封闭的单组分流体中的封闭诱导分层（CIL）转变与分层转变合并。(iv)表面诱导分层（SIL）过渡发生在一个单一的表面作为共存条件的做法也转移在封闭的流体。通过完整的$μ_1-μ_2$和$p-\bar{x}$（压力-平均孔隙组成）相图，对特定孔径值的孔径趋势进行了分析。这项工作，这是第一个解决约束下的液晶混合物的行为，可能是相关的第一步，以了解自组装性能的金属纳米粒子的混合物在外部领域的限制几何形状。
2010-05-03 cond-mat.soft
From n-layer planar ordering to the monolayer homeotropic structure of confined hard rods: The effect of shape anisotropy and wall-to-wall separation
本文用Parsons Lee理论研究了在这种只能形成一层垂面层的窄缝状孔中，形状各向异性和壁间分离对尺寸为L、D和D（L>D）的硬平行六面体棒相行为的影响。研究了在2.5D<H<10.0D（H-D<L<H）范围内的一些分离物的相结构，包括双轴性、平面层状过渡以及平面向垂面的转变。
2021-02-15 cond-mat.soft
Donnan equilibrium in charged slit-pores from a hybrid nonequilibrium Molecular Dynamics / Monte Carlo method with ions and solvent exchange
Korea Institute of Energy Technology (KENTECH)（韩国能源技术研究院）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Physico-chimie des Électrolytes et Nanosystemès Interfaciaux, PHENIX（界面电解质与纳米系统物理化学实验室）；Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie (RS2E), FR CNRS 3459（电化学储能网络）
本文通过混合非平衡分子动力学/蒙特卡罗方法研究带电狭缝孔中的Donnan平衡，展示了重新规范化的表面电荷密度如何扩展线性化PB理论的适用范围。
2024-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Static Dielectric Permittivity Profiles and Coarse-graining Approaches for Water in Graphene Slit Pores
Stuttgart Center for Simulation Science (SC SimTech), University of Stuttgart（斯图加特大学模拟科学中心 (SC SimTech)）；Institute for Computational Physics, University of Stuttgart（斯图加特大学计算物理研究所）；Institute for Physics of Functional Materials, Hamburg University of Technology（汉堡工业大学功能材料物理研究所）；Laboratory of Computational Science and Modeling, IMX, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院 IMX 计算科学与建模实验室）；Institute of Theoretical and Computational Physics, Graz University of Technology（格拉茨工业大学理论与计算物理研究所）
研究通过推导格林-库波关系，揭示了石墨烯狭缝孔中水的介电响应特性，展示了介电界面位置对电容的影响，并验证了水在纳米尺度下的本征介电行为。
2025-12-08 cond-mat.soft
Superionic liquids in conducting nanoslits: A variety of phase transitions and ensuing charging behavior
提出了纳米结构电极超窄缝孔中电荷存储的理论。我们的分析是基于Blume-Capel模型在外场，我们解决了解析的Bethe格。所得到的解决方案，使我们能够探索完整的相图的限制离子液体的关键参数表征系统，如孔隙亲离子性，离子相互作用能和电压。相图包括一阶和二阶、直接和重入、相变的线，其通过相应的电容-电压图中的奇异性来表现。为了测试我们的预测实验需要单分散，导电，超窄的狭缝孔，只允许一层离子，和厚的孔壁，防止跨孔壁的电子相互作用。然而，一些定性的功能，区分亲离子和疏离子孔的行为，其基本的物理，可能会出现在未来的实验研究更复杂的电极结构。
2019-09-28 cond-mat.soft
Phase separation of an asymmetric binary fluid mixture confined in a nanoscopic slit pore: Molecular-dynamics simulations
作为一个通用的模型系统的不对称的二元流体混合物，溶解在二氧化碳中的十六烷被认为是，使用粗粒珠弹簧模型的短聚合物，和一个简单的球形粒子与Lennard-Jones相互作用的二氧化碳分子。在以前的工作中，它已被证明，这个模型再现真实的相图合理，也可以研究的初始阶段的spinodal分解在散装突然膨胀的系统。在一台多处理器超级计算机上使用并行化模拟软件包ESPResSo，在一个相当大的系统（1356 × 1356 × 67.8 A^3，相当于大约320万个原子）中模拟了限制在两种类型分子排斥的平行壁之间的薄流体膜的相分离。随着系统的突然膨胀，垂直于壁面和平行于壁面的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用：在初始阶段，十六烷分子主要聚集在狭缝孔的中心，但随着平行方向上结构的粗化，垂直方向上的不均匀性大大降低。然后研究距壁固定距离处的结构因子和关联函数，密度在这些距离处本质上不守恒，因此其行为与本体中的旋节分解有很大不同。一些的特征长度随时间表现出非单调变化，和简单的粗化描述的幂律增长，只有观察到，如果域的尺寸远大于膜的厚度。
2008-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational ordering of confined hard rods: the effect of shape anisotropy on surface ordering and capillary nematization
利用第二维里密度泛函理论研究了长为L、直径为D的矩形硬杆在单壁平面上和两平行硬壁之间的有序性质.该理论是在三态Zwanzig近似，其中只有三个相互垂直的方向是允许的硬棒的取向。在L/D=10，15和20时，检查不同形状各向异性的影响。在与单个硬壁接触时，密度分布显示出平面有序、阻尼振荡行为和壁诱导的表面有序转变，低于共存的各向同性密度的体各向同性-互变（I-N）相变。在接近共存的各向同性密度时，薄膜的厚度在几何上发散，即对于任何形状的各向异性，薄膜的润湿都是完全的。在两个平行硬壁之间的约束情况下，发现当H<L时，连续表面有序转变强烈地依赖于约束壁之间的距离（H），而当H>L时，连续表面有序转变弱地依赖于H。由于两个硬壁之间的强干涉效应，对于所有研究的形状各向异性，可以实现表面有序转变的最小密度位于H~2D附近。体相体系的一级I-N相变在狭缝孔中转变为表面有序的各向同性（IB）-毛细相变（NB）相变。这种一阶IB-NB过渡减弱与孔宽度减小，并终止于所有研究的形状各向异性的临界点。
2016-02-10 cond-mat.soft
Molecular simulation of methane hydrate growth confined into a silica pore
CINBIO, Dpto. de Física Aplicada, Univ. de Vigo（维戈大学应用物理系CINBIO）；Dpto. de Ingeniería Química Industrial y Medio Ambiente, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学高等工业工程学院工业与环境化学工程系）；Departamento de Química, CICECO, Universidade de Aveiro（阿威罗大学化学系CICECO）
本研究通过分子模拟探讨了甲烷水合物在硅孔中的生长过程，揭示了受限空间中水合物结晶的结构特征与形成机制。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Edge contact angle and modified Kelvin equation for condensation in open pores
我们考虑毛细凝结转变发生在宽度$L$和有限高度$H$的开放狭缝浸没在一个水库的蒸汽。在这种情况下，由于在开口端附近钉扎的两个微缝的存在，与在无限缝（$H=\infty$）中发生的压力相比，发生冷凝的压力更接近饱和。使用宏观参数，我们推导出一个修改后的开尔文方程的压力，$p_{cc}(L;H)$，在冷凝发生，并表明，两个双折射的特点是边缘接触角$θ_e$总是大于平衡接触角$θ$，只有等于它在宏观的极限$H$。对于完全润湿的壁（$θ=0$），边缘接触角仅取决于毛细管的纵横比，并且对于大的$H$，由$θ_e\approx \sqrt{πL/2H}$很好地描述。类似的结果适用于有限长圆柱形孔中的冷凝。我们已经测试了这些预测对使用微观密度泛函模型获得的数值结果，其中存在的边缘接触角的形状特征的的dielci是清楚可见的密度分布。低于润湿温度$T_w$，我们发现非常好的协议，狭缝孔的宽度只有几十个分子直径，而以上$T_w$的修正开尔文方程只变得更大的系统准确。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A polymer-tethered particle confined in a slit
利用分子动力学模拟研究了受限条件下毛状纳米粒子的形状变化。我们讨论了这些粒子在具有惰性壁或吸引壁的狭缝中的行为。我们假设只有链壁相互作用是吸引的。示出了与壁的相互作用的强度和狭缝的宽度对颗粒配置的影响。在有吸引力的表面的情况下，我们发现了新的结构，其中链连接到两个墙壁，并在它们之间形成桥梁：支柱，对称和不对称的线轴，沙漏。在具有强烈吸引力的壁的宽孔中，毛状颗粒吸附在其中一个表面上并形成“丘”或海星状结构。
2022-10-03 cond-mat.soft
Fluid flow inside slit-shaped nanopores: the role of surface morphology at the molecular scale
本文通过非平衡分子动力学模拟研究狭缝纳米孔中表面形貌对流体滑移的调控作用，发现孔壁与流体分子结构匹配可实现无滑移，并揭示受限流体的有效黏度降低及黏性耗散引起的温升现象。
2025-02-10 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Thermodynamic properties of quasi-one-dimensional fluids
本文用微扰法将准一维孔道中的硬球流体映射为带软端部的有效一维杆流体，计算其自由能、压强、表面张力和密度分布，并揭示堵塞转变点处的奇异性。
2024-07-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting in a two-dimensional capped capillary. Part I: Wetting temperature and capillary prewetting
在这两部分的研究中，我们调查的相行为的流体空间局限在一个半无限的矩形孔形成的三个正交的墙壁和连接到一个水库保持恒定的压力和温度值的流体。远离盖壁，这种典型的二维系统简化为一维狭缝孔隙。然而，破缺的平移对称性导致润湿行为显着不同的狭缝孔。使用具有长期Lennard-Jones流体-流体和流体-基底相互作用的原子流体的现实模型，我们首次详细计算了二维带帽毛细管的完整相图。我们的分析是基于流体的统计力学，特别是密度泛函理论。我们表明，毛细润湿温度的存在，这是一个属性的孔，相对于流体温度决定是否毛细凝聚是一个一阶或连续的相变。我们还首次报告了一阶毛细润湿转变，这可以通过一阶毛细预湿。一个完整的参数研究进行，我们支持我们的研究结果与详尽的例子，密度分布，吸附和自由能等温线，以及完整的相图。
2013-09-20 cond-mat.soft
Critical exponents of colloid particles in bulk and confinement
利用巨正则蒙特卡罗模拟方法，研究了具有超短吸引力的方阱流体在三维受限几何条件下的渗流行为。后者是通过两个平行的和无结构的壁（狭缝孔）。我们专注于以上的温度（亚稳）的3D系统的冷凝过渡的临界温度。研究了广泛的系统尺寸，我们首先确定的逾渗阈值，即。例如，渗流的临界填充分数为$η_{c}$。对于缝孔系统，$η_{c}$被发现以连续但非单调的方式随壁分离$L_{z}$变化，$η_{c}(L_{z}\rightarrow\infty)=η_{c}^{\text{3D}}$。我们还报告结果的临界指数的渗滤过渡，具体地说，指数$ν$的相关长度$ξ$和两个费舍尔指数$τ$和$σ$的簇大小分布。这些指数是从有限大小的分析，涉及的群集大小分布和在逾渗阈值的回转分布的半径。在我们的模拟的准确性，我们的3D系统的临界指数的值是可比的3D随机渗流理论。对于窄缝孔，估计的指数被发现是接近那些从随机渗流理论在两个维度。
2012-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact anisotropic properties of hard spheres in narrow cylindrical confinement
该研究将窄圆柱形约束下的硬球准一维系统映射为非加和硬棒的一维多分散混合物，获得了精确的热力学与结构性质，揭示了高密度下各向异性压力分量的交叉现象及约束系统中的有序性涌现。
2025-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Towards the description of water adsorption in slit-like nanochannels with grafted molecular brushes. Density functional theory
我们已经探索了一个模型，用于将水吸附到狭缝状纳米通道中，该通道具有通过接枝聚合物层形成刷而化学改性的两个壁。一个版本的密度泛函方法被用作理论工具。从Clark等人的工作[Mol.物理、2006，104，3561]充分地再现了本体汽-液共存包络。聚合物层由珍珠项链模型框架内的链状分子组成。每个链分子通过单个终止链段化学键合到孔壁。我们的主要重点是在接枝密度的聚合物层高度的依赖性和吸附流体和刷子之间的界面的微观结构的研究。详细研究了这些性质在吸附时的热响应。这一结果对于理解纳米通道中分子刷的收缩和膨胀具有重要意义。
2020-05-25 cond-mat.soft
Wetting and capillary nematization of binary hard-platelet and hard-rod fluids
采用密度泛函理论研究了单壁和狭缝孔中硬片和硬棒二元胶体流体的相行为。通过数值极小化巨势泛函，分析了矩形粒子的取向被限制在三个正交取向的Zwanzig模型。的密度和取向的配置文件，以及表面的贡献，巨势确定。计算结果表明，硬杆流体存在壁诱导的从单轴对称到双轴对称的连续表面过渡。对于由两个平行硬壁限制的流体，我们确定了大狭缝宽度下的一级毛细线化转变，当狭缝宽度减小时，该转变终止于毛细临界点。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Capillary-driven biaxial planar and homeotropic nematization of hard cylinders
本文用Parsons Lee修正的Onsagers第二维里理论，在限制取向近似下，分析了窄孔中硬圆柱形杆的相行为。根据壁与壁的分离，我们预测了许多不同的表面生成的双相，包括具有可变层数的双轴平面双相、单层垂面双相和混合T型结构。对于窄孔，我们发现两种类型的二阶单轴双轴转变的证据取决于颗粒的纵横比更具体地，我们观察到从n到层的连续交叉，每个层具有不同的平面锚定对称性以及从平面到垂面表面锚定的一阶转变。发生在低得多的总体杆填充分数
2022-07-03 cond-mat.soft
First-order phase transitions in lattice bilayers of Janus-like particles: Monte Carlo simulations
研究了狭缝孔中Janus粒子的晶格模型中的一级相变。我们假设一个立方晶格的分子可以自由地改变他们的方向上的晶格网站。此外，分子可以与孔壁相互作用的取向依赖的力。所进行的计算仅限于双层的情况。我们的重点是在流体之间的竞争壁和流体与流体的相互作用。在流体-壁面相互作用与流体-流体相互作用相反的系统中形成的定向结构不同于在具有中性壁面或具有吸引流体分子的排斥部分的壁面的系统中出现的定向结构。
2016-09-15 cond-mat.soft
Effects of confinement between attractive and repulsive walls on the thermodynamics of an anomalous fluid
本文用分子动力学模拟研究了一种受限于狭缝孔中的反常流体的热力学性质。我们发现，封闭流体的均匀部分的相图移动到更高的温度，密度和压力相对于散装，但它可以重新标度的散装情况下。我们计算了一个温和的增加流动性的均匀封闭的流体，我们解释为分层的结果，由于限制和集体模式，由于远程相关性。我们发现，在散装，封闭流体的结构，扩散和密度异常，该命令在水一样的层次结构，和液-液临界点（LLCP）。整体异常区域移动到更高的温度、密度和压力，并且LLCP与体相比较移位到更高的温度。受实验的启发，我们还计算了相图，不仅限于均匀的部分，但对于整个流体在孔隙中，并表明它是转向更高的压力，但保留了热力学，包括LLCP。由于我们的模型具有类似水的性质，我们认为，在实验中，过冷水被限制在狭缝孔中，如果亲水，宽度> 3 nm，如果疏水，宽度> 1.5 nm，LLCP的存在可能比在散装中更容易测试，在散装中它是不可直接访问的。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics study of nanoconfined TIP4P/2005 water: how confinement and temperature affect diffusion and viscosity
在过去的几十年中，大量的努力已经致力于研究限制在纳米级的疏水几何形状（管，狭缝孔）中的水，因为这种系统的多种技术应用，从药物输送到水脱盐设备。据我们所知，无论是数值/理论还是实验方法到目前为止都没有达成一致的理解，在这些条件下的水的结构和传输特性。在这项工作中，我们提出了分子动力学模拟的TIP 4P/2005水在不同的疏水纳米约束（狭缝孔或纳米管，两个疏水度）在很宽的温度范围内。一方面，水在疏水壁附近更加结构化，独立于限制的几何形状。在另一方面，我们表明，限制和曲率的组合效应导致水在疏水纳米管中的扩散系数增强。最后，我们提出了一个封闭的斯托克斯-爱因斯坦关系提取粘度从扩散率，其结果强烈不同于绿色久保已在以前的工作中使用的表达式。我们讨论了这两种方法的缺点，这可以解释这种差异。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Derjaguin-corrected Kelvin equation for finite open slits
The Czech Academy of Sciences, Institute of Chemical Process Fundamentals（捷克科学院化学工艺基础研究所）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）
针对有限开口狭缝的相变，研究人员推导了德亚金修正开尔文方程，引入标度近似处理边缘接触角条件，结合介观润湿层贡献，所得方程可退化为无限长狭缝的标准德亚金-开尔文方程，能更准确预测有限狭缝的毛细相变行为。
2026-10-14 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microstructure of the near-wall layer of filtration-induced colloidal assembly
本文介绍了一种实验研究的胶体悬浮液过滤微流控装置。微米级胶体的悬浮液在固定的压降下流过平行的狭缝状孔隙。在孔隙入口处系统地观察到堵塞物和饼状物，用于可变的施加压降和离子强度。基于对靠近器件壁的胶体层的图像分析，进行了全局和局部研究以详细分析近壁层的微观结构。而这一层的全球孔隙度似乎不受离子强度和施加的压降的影响，当地的研究表明，一些异质性：堵塞物在孔隙附近比远处更多孔。使用径向分布函数的中程秩序的分析表明，在高离子强度稍微更有组织的状态。这是通过使用二维连续小波分解的局部分析证实的：对于低离子强度，胶体晶体的典型尺寸较大，并且随着与孔的距离而增加。我们把这些结果放在一起，在相图中涉及胶体胶体排斥相互作用和流体速度。
2020-09-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase behaviour of fluids in undulated nanopores
形成窄孔的壁的几何形状可以定性地影响受限流体的相行为。具体地，由正弦形壁（具有振幅$A$和周期$P$）形成的纳米孔中的冷凝的性质由壁平均分离$L$控制，如下所述。对于$L>L_t$，其中$L_t$随$A$增加，孔表现出类似于平面狭缝的标准毛细管冷凝。相比之下，对于$L<L_t$，冷凝分两步发生，使得流体首先经由连接壁的相邻峰的桥接过渡部局部冷凝，然后其整体冷凝。对于$L=L_t$的临界值，三种相（类气相、桥相和类液相）可能共存。我们表明，相变的位置可以描述使用几何参数导致修改开尔文方程。然而，对于完全湿的墙壁，我们专注于，相边界移动显着由于润湿层的存在。为了考虑到这一点，介观修正的宏观理论提出。所得到的预测表明是在一个非常好的协议与密度泛函理论，即使是分子窄孔。桥相的稳定性的限制，由孔的几何形状控制，也进行了一些详细的讨论。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The effect of confinement on the solid-liquid transition in a core-softened potential system
本文对二维（$2D$）和准二维（$q2D$）经典粒子通过各向同性核软化势相互作用的相图和反常行为进行了计算机模拟比较研究。我们已经表明，在低密度部分的相图中的限制狭缝孔的宽度的增加导致相当大的降低熔化温度，而在高密度的熔化温度几乎不变。
2019-06-13 cond-mat.soft
Water under extreme confinement in graphene: Oscillatory dynamics, structure, and hydration pressure explained as a function of the confinement width
石墨烯纳米通道与其可能的应用有关，例如在水净化中，以及理解它们如何改变受限液体的性质的挑战。在这里，我们使用全原子分子动力学模拟调查水限制在一个开放的石墨烯狭缝孔作为其宽度的函数$w$，下降到亚纳米尺度。我们发现，水的平移和旋转动力学表现出振荡依赖于$w$，由于水分层。动力学中的振荡与水合压力中的振荡相关，水合压力可以是负的（疏水吸引力），或高达$\sim 1$ GPa，如实验中所见。在孔隙宽度与全层一致时（一层和两层分别在$7.0$ λ和$9.5$ λ附近），体系的自由能最小，水化压力为零。在这些分离处，承压水的动力学减慢。然而，在自由能具有最大值的地方，即，对于那些与良好分离层的形成不相容的孔宽度，如$w\simeq 8.0$。在这些$w$值附近，动力学比本体更快，水从孔隙中挤出。对于受限的简单液体，或者对于封闭的纳米孔中的水，都没有观察到这种行为。自由能的分解阐明了动力学加速和减速的起源。特别是，我们发现，减速的性质取决于水层的数量：对于两层，这是由于内能的贡献，在简单的液体，而对于一层，它有一个熵的起源可能是由于存在的氢键网络在水中。我们的研究结果揭示了承压水的动力学和热力学机制，并为今后的实验提供了指导。
2021-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Domain walls in two-dimensional nematics confined in a small circular cavity
利用蒙特卡罗模拟，我们研究了一个由硬壁包围的小圆形空腔内的二维硬杆流体，从稀态到高密度、分层态。平面和垂面锚定的双折射指向矢可以通过自由能惩罚诱导在墙壁上。圆形的几何形状产生的挫折，在第二阶段和一个极对称的配置与扭曲的方向场加上两个$+1/2$向错创建。在较高的密度，观察到一个准均匀的结构与（最小）的导演失真，这是通过形成取向畴壁放松。这种新的结构是没有预测的弹性理论，是类似于在三维混合狭缝孔观察到的阶梯状结构。我们推测，畴壁的形成是一个一般的机制，以放松弹性应力的条件下，强表面锚定和严重的空间限制。
2014-02-03 cond-mat.soft
Re-entrant phase transitions and dynamics of a nanoconfined ionic liquid
离子液体被限制在界面处或被限制在亚纳米孔中，越来越多地用于现代技术，包括能源应用。因此，了解它们在这些条件下的行为细节至关重要。通过分子动力学模拟，我们从理论和数值上阐明了纳米尺度的限制对离子液体静态和动态性质的影响。特别是，我们专注于离子的大小之间的相互作用，狭缝孔的宽度，和长度尺度与长程组织的极性和非极性域存在于散装材料。通过调节温度和限制的程度，我们证明了存在一个复杂的重入相行为，包括各向同性的液体和具有不同对称性的液晶相。我们展示了这些变化如何影响离子的相对组织，库仑有序的实质性修改，以及它们的动力学状态。在这方面，我们揭示了一个显着的反离子的动力学解耦，指出这些在约束下的电荷传输中发挥了非常不同的作用。最后，我们讨论我们的研究结果与最近的实验和理论工作。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
How Close to Two Dimensions Does a Lennard-Jones System Need to Be to Produce a Hexatic Phase?
我们报告的计算机模拟研究的Lennard-Jones液体限制在一个狭窄的狭缝孔与可调的吸引力的墙壁。为了研究该系统中的冻结是如何发生的，我们使用不同的序参量进行分析。虽然一些参数表明系统经历六角相，但其他参数则不然。这表明，要确定一个体系是否有六角相，不仅需要研究一个大体系，而且需要研究几个序参量来检查所有必要的性质。我们发现Binder累积量是证明六角相存在的最可靠的累积量。我们观察到一个中间六角相，只有在一个单层的颗粒限制，使波动的位置垂直于壁小于0.15个颗粒直径，即。e.如果系统实际上是完美的2D。
2011-04-04 cond-mat.soft
