Motion of nanodroplets near edges and wedges
纳米液滴驻留附近的固体基板的楔形或边缘表现出分离的压力诱导的动力学。我们的纳米级流体动力学计算显示,非挥发性液滴从边缘或楔形被吸引或排斥,这取决于所产生的相应横向变化的分离压力的细节,例如,通过可能的表面涂层。
2006-09-18 cond-mat.soft
Flow Driven Oil Recovery Enhanced with Structural Disjoining Pressure
本研究通过微流控多孔网络模型验证结构分离压强化驱油效果,发现Triton X-100胶束纳米流体驱油率随体积分数(0-30%)近似线性提升,同时指出表面能异质性是影响驱油性能的重要因素。
2023-10-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Disjoining Pressure and the Film-Height-Dependent Surface Tension of Thin Liquid Films: New Insight from Capillary Wave Fluctuations
在本文中,我们回顾了模拟和实验研究的热毛细波波动作为一种理想的手段,探测潜在的分离压力和表面张力,更一般地说,界面哈密顿模型的细节。我们讨论了最近的模拟结果,揭示了膜高度依赖的表面张力不占在经典的界面哈密顿模型。我们将展示如何从统计热力学的合理原理自下而上解释这一观察结果,并讨论其影响。
2014-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid nanofilms. A mechanical model for the disjoining pressure
与固体接触的液体受到分子间力的作用,使液体不均匀,在力学模型中,应力张量不再像均匀体那样是球形的。本文的目的是表明,考虑到与两个表面液体密度泛函校正的体积液体自由能的平方梯度泛函是一个平均场近似,允许研究平面固体壁附近的非常薄的液体纳米膜的结构。该模型确定解析的概念,分离的压力为液体膜的厚度为几个纳米,并产生良好的协议与Derjaguin和他的继任者进行的实验曲线的形状的行为。
2009-04-11 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.class-ph
Disjoining pressure oscillations causing height discretization in graphene nanobubbles
最近的实验和计算机模拟观察各种几何形状的纳米气泡在范德华异质结构。在研究得很好的圆顶和帐篷几何形状中,还有最不了解的煎饼石墨烯纳米气泡(GNB)。这种更奇特的形式表现出离散值的垂直大小周围的几个直径的分子被困在GNB。我们建立了一个基于膜理论和受限流体热力学的模型。我们的方法描述了这种平板GNBs的平衡性质。我们表明,离散饼形几何形状是由GNB内部的截留流体引起的分离压力的结果。计算的总能量定义了一个离散系列的亚稳态与煎饼高度,这是倍数的分子直径。我们观察到,总能量极小值的值和分布关键取决于温度。随着温度的升高,亚稳态之间的能垒降低。此外,我们表明,煎饼形式是有利的情况下,足够低的膜-基底粘附能和少量的被困分子。这些特性与已发表的模拟和实验结果一致。我们的结果与分子动力学的结果的数值比较另外表明,所提出的模型的适当性。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Equilibrium Contact Angle at the Wetted Substrate
我们建立了一个新的模型的稳态接触角的液滴在润湿基板。覆盖基底的不可移除的薄液体膜由液体和固体分子之间的分子间力控制,我们使用标准分离压力近似来描述该分子间力。平衡分离压力与表面张力,我们发现液体表面的光滑形状。我们表明,我们可以提取一个有效的接触角从该地区的薄膜和液滴满足。重要的是,我们发现对于大液滴,接触角与液滴尺寸无关。相反,接触角由表面张力和分离压力参数通过适用于小和大接触角的简单公式确定。我们建议,比较我们的模型预测实验测得的接触角将能够约束分离压力模型的参数。
2022-07-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Size dependent motion of nanodroplets on chemical steps
化学结构化基底上的纳米液滴在分离的压力诱导力的作用下移动。对它们的详细分析表明,即使在没有有效界面电势的长范围横向变化的情况下,由于它们的小尺寸纳米液滴在距衬底的所有距离处不采样分离压力的事实已经可以导致液滴朝向衬底的较小的部分(即,在与基于宏观润湿性考虑所预期的方向相反的方向上。
2008-05-05 cond-mat.soft
Fluid structure in the immediate vicinity of an equilibrium three-phase contact line and assessment of disjoining pressure models using density functional theory
我们采用流体统计力学的方法,即密度泛函理论(DFT)和基本测量理论(FMT),研究了在长程分子间力存在下平衡三相接触线的纳米尺度行为。这使我们能够评估有效的哈密顿模型在接触线附近的预测质量。特别是,我们比较的结果平均场有效的哈密顿与分离的压力定义通过(I)的平面液体膜的吸附等温线,和(II)的法向力平衡在接触线。我们发现,使用(I)获得的高度分布显示出良好的协议与DFT-FMT平衡密度分布的吸附膜厚度的最大曲率和行为在大的膜高度。与此相反,我们观察到,虽然通过使用(II)得到的高度分布满足基本的总和规则,它显示出与DFT结果的吸附膜厚度的协议。验证了20、40和60度的接触角的结果。
2014-08-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Combined Description of Pressure-Volume-Temperature and Dielectric Relaxation of Several Polymeric and Low-Molecular-Weight Organic Glass-Formers using 'SL-TS2' Mean-Field Approach
我们应用我们最近开发的平均场'SL-TS 2'(两态Sanchez-Lacombe)模型来同时描述介电α-弛豫时间和压力-体积-温度(PVT)数据在四种聚合物(聚苯乙烯,聚(甲基丙烯酸甲酯),聚(乙酸乙烯酯)和聚(环己烷丙烯酸甲酯))和四个有机分子玻璃形成剂(邻三联苯,甘油,PCB-62,和PDE)。以前,已经表明,对于所有八种材料,Casalini-Roland热力学标度f tau_{/alpha} = f(TV_{sp} ^{/gamma})(其中T是温度,V_{sp}是比容),(Casalini,R.;罗兰角M.物理修订版信函2014,113(8),85701),满意。先前也已经表明,在“SL-TS 2”框架内自然地出现相同的缩放(对于足够低的压力)(Ginzburg,V. V.软物质2021,17,9094)。在这里,我们拟合的环境压力曲线的弛豫时间和特定的体积作为温度的函数的八种材料,并观察到理论和实验之间的良好协议。然后,我们使用Casalini-Roland缩放将这些结果转换为“主曲线”,从而能够预测在高压下的弛豫时间和特定体积。所提出的方法可用于描述其他玻璃形成材料,包括低分子量和聚合物。
2022-08-18 cond-mat.soft
Repulsion Between Finite Charged Plates with Strongly Overlapped Electric Double Layers
均匀带电平板之间的屏蔽库仑相互作用被认为是在非常小的板间距的德拜层强烈重叠,在小电位的限制。如果板是无限长的,板间的分离压力衰减为板分离的反幂。如果板是有限长度的,我们表明,屏蔽德拜层电荷靠近板的边缘不再被限制留在板之间,而是溢出到周围的电解质。由此产生的分离压力的减少进行了分析计算。当相互作用的带电物体的尺寸变得足够小,接近德拜尺度时,由于德拜层电荷的横向限制的损失,分离压力也会发生类似的降低。我们调查的效果在这里的上下文中的一个二维模型的问题,是足够简单的分析结果。
2017-02-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Charge regulation: a generalized boundary condition?
带电胶体系统最常用的三个边界条件是恒定电荷(绝缘体)、恒定电位(导电电极)和电荷调节(表面的可电离基团)。通常认为,电荷调节是一种广义的边界条件,在某些特定的限制下,它可以简化为恒定电荷或恒定电势的边界条件。通过计算这三种边界条件下两个对称平面之间的分离压力,无论是数值(对于所有板间分离)还是解析(对于小的板间分离),我们表明,一般情况下,情况并非如此。事实上,充气调节的极限是一个单独的边界条件,产生具有不同特征分离缩放的分离压力。我们的研究结果支持的几个例子表明,在小的分离的电荷调节边界条件的分离压力取决于解离/缔合过程的细节。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gravitational Drainage of Thin Films of Trisiloxane-(Poly)ethoxylate Superspreaders
重力排水的垂直膜上的超级摊铺机SILWET L-77和它的表弟非超级摊铺机SILWET L-7607的金属丝框架支持显示了巨大的差异。超铺展膜显示出复杂的动态干涉图案,区别于普通表面活性剂的表亲非超铺展剂的有序色带。尽管如此,超铺展膜在低于50 nm的厚度下使其自身稳定,并且与表亲非超铺展膜相比,在破裂之前显示出更长的寿命。值得注意的是,超级涂布器在水溶液中显示出与非超级涂布器的显著差异,而不与任何固体特氟隆表面接触。工作的理论部分将超铺展膜的自稳定归因于与由悬挂在自由表面上的长超铺展双层形成的膜的蓬松表面的范德华排斥相关联的显著分离压力。非超铺展剂在厚度甚至在30-50 nm范围内的膜中不具有任何显著的分离压力。结果表明,垂直膜重力泄流是测量分离压力的一种简单有效的方法。
2013-07-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rounded Layering Transitions on the Surface of Ice
了解预熔膜的润湿特性需要了解膜的状态方程,这通常是不可用的。在这里,我们计算的分离压力曲线的预融膜,并进行了详细的热力学表征的预融行为的冰。对密度分布的分析揭示了弱分层现象的特征,从一个到两个,从两个到三个水分子层。然而,分离的压力曲线,这密切遵循预期的重整化平均场液态理论,表明没有分层相变在热力学意义上沿升华线。相反,我们发现,在平均场水平的过渡是圆的,由于毛细波波动。我们看到的签名,真正的一阶分层过渡可能会出现在低温下,水/蒸汽共存的亚稳线和升华线之间的压力。水蒸气饱和度以上分离压力曲线的外推显示了从薄膜到厚膜的真正一级相变,与实验观察一致。
2020-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
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
Dielectric mismatch effects on polyelectrolyte solutions in electrified nanopores: Insights from mean-field theory
本研究基于自洽场理论与诺特定理构建理论框架,探究介电失配对带电纳米孔内聚电解质溶液双电层分离压和微分电容的影响,为电化学相关应用提供理论参考。
2023-08-24 cond-mat.soft
Frictional dissipation of polymeric solids vs interfacial glass transition
我们提出了一个玻璃状聚合物和光滑的二氧化硅基板接枝与不同的覆盖密度和形态的烷基硅烷层之间的单接触摩擦实验。这允许我们调整聚合物/基底相互作用强度。我们发现,当从弱相互作用到强相互作用时,剪切局部化的界面连接处的响应从高粘性阈值流体的响应演变为塑性变形的玻璃态固体的响应。我们分析这是由于相互作用引起的“界面玻璃化转变”的压力帮助。
2006-07-19 cond-mat.soft
One-dimensional counterion gas between charged surfaces: Exact results compared with weak- and strong-coupling analysis
我们评估准确的统计积分的非均匀一维计数器之间的两个带电边界的库仑气体,并从这个计算的有效相互作用,或分离压力,边界表面之间。我们的精确结果进行了比较,弱耦合和强耦合的极限情况下,这是相同的一维和三维系统。对于大量的抗衡离子的系统,它被发现,弱耦合(平均场)近似的分离压力完美的作品,在1D中的平均场周围的波动比在3D中小得多。在反离子较少的情况下,强耦合近似由于适当地考虑了反离子电荷的离散性而表现得更好。
2009-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nanoscale fluid structure of liquid-solid-vapour contact lines for a wide range of contact angles
我们研究了一个简单的流体的密度在平衡接触线附近的一个广泛的杨氏接触角40和135度之间的纳米级行为。切割的密度分布在不同位置沿接触线,解开的密度等高线图中观察到的膜的高度分布的明显的逐步增加。密度分布被用来计算沿接触线作用在基底上的法向压力。我们观察到,对于全范围的接触角,最大法向压力不能仅由吸附膜高度的曲率来预测,而是被软化-可能由液体-蒸气界面的宽度。然而,有些令人惊讶的是,吸附膜高度分布可以通过从平面计算获得的Derjaguin-Frumkin分离压力以非常好的精度预测,如在[Nold等人,Phys. Fluids,26,072001,2014],在此我们证明该结果对于整个接触角范围都是有效的。这表明,虽然二维效应不能被忽略的正常压力分布沿基板的计算,一维平面计算的Derjaguin-Frumkin分离压力是足够的,以准确地预测吸附高度分布。
2017-08-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Description beyond the mean field approximation of an electrolyte confined between two planar metallic electrodes
我们研究了限制在由两个接地的金属平行电极组成的宽度为$W$的平板中的电解质。我们开发了一个描述这个系统在一个低耦合制度超出平均场(泊松-玻尔兹曼)近似。有两种方法来模拟金属边界:作为理想导体,其中电势为零,它不波动,或作为良好的导体,其中平均电势为零,但电势的热波动不为零。后一种模式更为现实。对于理想导体模型,我们发现,分离压力是积极的表现为$1/W^3$为大的分离与前因子是普遍的,即独立的系统的微观构成。对于良导体边界,分离压力是负的,并且对于大的$W$,分离压力具有指数衰减。我们还计算了电解质内部的密度和电势分布。这在两种模式中是相同的。如果电解质是电荷不对称的,我们发现系统不是局部中性的,并且在任何电极和系统内部之间建立非零的电势差,尽管两个电极都接地。
2004-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A test for the existence of isomorphs in glass-forming materials
我们描述了一种方法,以确定是否有一个材料在其热力学相图的同构。同构是状态点,其各种属性在约化单位中是不变的。这样的材料通常是从势能U和维里W的热涨落之间的强相关性来识别的,但是这种识别通常不适用于真实材料。我们表明,从分子动力学模拟的原子,分子和聚合物材料的系统具有较强的U-W相关性不能压力致密化,也就是说,在冷却到玻璃态和释放压力时获得的密度是独立的冷却过程中施加的压力。
2017-08-09 cond-mat.soft
The emergence of supramolecular forces from lattice kinetic models of non ideal fluids: applications to the rheology of soft glassy meterials
本文系统地研究了具有阻挫短程吸引和中长程排斥相互作用的单粒子格子Boltzmann模型。平衡分析是按照[X. Shan,Phys.Rev.E77,066702(2008)],并且允许我们确定当两个界面重叠时在薄膜中产生的表面张力密度和所得的分离压力。然后用多组分模型进行受限流的数值模拟,并成功地对Bocquet及其同事最近提出的关于高度受限的软玻璃材料的非局部流变学基础的合作长度的存在的建议进行了测试[Goyon等人,Nature 454,84-87(2008);软物质6,2668-2678(2010)]。
2014-02-24 cond-mat.soft
Equation of State and Entropy Theory Approach to Thermodynamic Scaling in Polymeric Glass-Forming Liquids
我们表明,热力学标度可以通过结合Murnaghan状态方程(EOS)与广义熵理论(GET)的玻璃形成。在我们的理论中,热力学标度在非阿耳忒修斯弛豫状态中作为流体构型熵密度$s_c$的标度性质而出现,该流体构型熵密度$s_c$由其在玻璃形成的起始温度$T_A$处的值$s_c^*$归一化,$s_c / s_c^*$,使得$TV^γ$的恒定值对应于\textit{reduced isoentropic}流体条件。利用粗颗粒聚合物熔体的分子动力学模拟,以确认预测的热力学缩放的$τ_α$的GET持有以上和以下$T_A$和测试是否程度$L$弦状集体运动,规范化其值$L_A$在$T_A$,也服从热力学缩放,如所需的热力学缩放的一致性。虽然预测的热力学缩放的$τ_α$和$L/ L_A$通过模拟得到证实,我们发现,等温压缩性$κ_T$和长波长限制$S(0)$的静态结构因子不表现出热力学缩放,观察,似乎消除了一些建议的模型,强调流体的“结构”的配置熵的玻璃形成。然而,它被发现,通过定义一个低温超均匀参考状态,我们可以定义一个压缩性相对于这个条件,$δκ_T$,一个转换的无量纲变量,表现出热力学标度,可以直接相关的$s_c / s_c^*$。此外,Murnaghan EOS允许我们将$γ$解释为分子间相互作用的内在非谐性的量度,其可以直接从材料体积模量的压力导数确定。
2021-03-17 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Results on the Pressure Tensor of Polymer Films
用分子动力学模拟研究了不同厚度的聚合物薄膜在两个排斥壁之间的运动。利用压力张量的垂直分量和平行分量的各向异性,计算了系统在宽温度范围和各种膜厚下的表面张力。比较了确定压力张量的三种方法:Irving和Kirkwood的方法(IK),其近似(IK1)和Harasima的方法(H)。IK-和H-方法在压力张量的平行分量的表达式上不同,但在法向分量上没有不同。这两种方法产生一个恒定的正常的组成部分,整个电影,所需的机械稳定性,而IK1方法导致强烈的振荡。然而,所有方法都给出了相同的表面张力表达式。
2000-11-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Pressure shifts in pulsatile shear: A microfluidic method to probe the normal stress response of complex fluids
University of Porto(波尔图大学)
本文通过微流体方法研究复杂流体在脉动剪切下的法向应力响应,揭示了压力偏移与流体分子量之间的标度关系。
2026-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Solvable model for electrolytic soap films: the two-dimensional two-component plasma
我们研究了电解质肥皂膜的一个玩具模型,二维二组分等离子体。对于库仑耦合常数$βq^2=2$的特殊值,该模型是精确可解的。这使我们能够计算薄膜的分离压力并研究其稳定性。我们发现库仑相互作用在这种稳定性中起着重要的作用。此外,测量皂阴离子对边界的吸引力的粘附性是非常重要的。对于大的粘附性,膜是稳定的,而对于小的粘附性,可能发生塌陷。我们还研究了薄膜中的密度和相关性。边界附近的电荷密度呈双层分布。我们表明,电荷相关性验证了一定数量的总和规则。
2001-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress Tensor in Fundamental Measure Theory of Hard-Sphere Fluids: A Thermomechanical Approach
G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院克列斯托夫溶液化学研究所);HSE University(高等经济大学)
本文从无穷小形变推导硬球流体基础测度理论的局部压力张量,得到含局部项和有限距离弦项的对称形式,并证明其满足接触定理及与巨势的一致性。
2026-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fast water flow through graphene nanocapillaries: a continuum model approach involving the microscopic structure of confined water
纳米毛细管内的水变得有序,导致非常规行为。已经观察到石墨烯制成的纳米薄毛细管内的水流动的显著增强[B. Radha等人,Nature(London)538,222(2016)]。在这里,我们解释这种增强是由于石墨烯纳米胶囊内的水的大密度和非凡的粘度。利用Hagen-Poiffille理论和滑移边界条件,结合分离压力项和分子动力学(MD)模拟结果,我们提出了一个解析理论,阐明了疏水纳米胶囊内部水流动增强的起源。我们的工作揭示了一个独特的依赖性的水流在纳米毛细管的结构性质的nanoinsulated水与实验一致,这开辟了一条新的途径,在nanofluidics。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effects of permeability and viscosity in linear polymeric gels
我们提出并分析了凝胶力学的数学模型,包括质量平衡定律和线性动量定律。我们认为凝胶是非线性弹性聚合物和流体的不可混溶和不可压缩的混合物。我们研究的问题是由人体植入式医疗设备的生命周期预测的动机。标度参数建议忽略惯性项,因此,我们考虑准静态近似的动态。我们主要研究线性化系统的平衡解,得到了该不定常问题可解的充分条件。这些原来是保证局部稳定的平衡解决方案的条件。一些感兴趣的平衡解不是无应力的,这一事实给分析带来了额外的挑战,特别是对系统能量定律的推导。并指出了旋转在分析中的特殊作用。从应用的角度出发,指出保证解的稳定性的条件也为器件材料参数的选择提供了依据。我们考虑的边界条件有两种类型,第一种是聚合物组分的控制方程的位移-牵引条件,第二种是流体方程的渗透率条件。我们提出了一个严格的研究,这些条件下的平衡定律的流体之间的凝胶和它的环境的界面。我们还考虑了粘性和非粘性溶剂的情况下,假设牛顿耗散的聚合物组分。我们建立了不同的边界渗透率条件和粘性假设的弱解的存在性。我们提出了数值模拟,研究压力集中的边缘(脱粘)。
2012-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math.AP
A new pressure sensor array for local normal stress measurement in complex fluids
本文提出一种置于扭转流变仪底板的5×5压电电容式聚合物泡沫压力传感器阵列,可局部映射复杂流体法向应力,并在聚合物溶液、负应力检测和玉米淀粉剪切增稠悬浮液中验证其高精度与表征能力。
2020-10-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Equation of state of surface-adsorbing colloids
我们已经开发了一个模拟模型来描述颗粒从液体界面的吸附和解吸。利用这个模型,我们制定了一个封闭的界面状态方程的排斥弹性球。通过微扰理论引入了长程吸引作用的影响,并利用直接模拟研究了短程吸引作用的影响。基于我们的模型预测,我们得出结论,聚合物颗粒的表面压力不能直接模拟惰性粒子,通过一些有效的潜力相互作用。凝胶颗粒内的内部自由度非常重要。因此,完全填充层的表面压力与kT/d^2不成比例,其中d是颗粒直径;但与kT/dm ^2成比例,其中dm是组成颗粒的分子单元的大小。这使表面压力和模量增加了大约四个数量级。对于短程相互作用,我们研究的动态行为,并发现在低浓度下的分形结构。在中等覆盖度下,形成类似于亚稳系统的不规则结构。这个系统冻结,这阻止了spinodal结构。在高表面覆盖率的模拟显示多晶域。对于稀体系,表面层的强度由模拟的压缩和膨胀确定。我们发现表面压力的幂律(Pi ~ γ ^10 +/-0.5)与吸附网络的(分形)结构有关。幂律与表面渗流一致。
2011-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft