Roles of repulsive and attractive forces in determining the structure of nonuniform liquids: generalized mean field theory
用具有分子间力的参考流体在一个自洽确定的外部平均场中的结构来近似硬壁附近的非均匀Lennard-Jones（LJ）液体的结构，该参考流体具有包含吸引力的影响的排斥力.我们计算的参考流体结构，首先确定单独的字段的缓慢变化的部分的响应，然后由严厉的排斥部分的响应。这两个步骤可以进行得非常准确，MC模拟证实，和良好的协议与结构的全部LJ流体被发现。
1998-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The ion activated attractive patchy particles model and its application to the liquid-vapour phase transitions
本研究扩展了离子激活吸引型斑块粒子模型，引入结合位点间的排斥效应，并利用数值方法分析了模型参数对相图中液-汽共存区域的影响。
2024-09-27 cond-mat.soft
Role of attractive forces in the relaxation dynamics of supercooled liquids
分子间相互作用的吸引尾对液体的结构性质影响很小，而对动力学性质影响很大。通过在三维和二维空间中对不易于结晶的模型系统进行数值模拟，我们证明了吸引力的非微扰动力学效应相当于通过玻璃化转变温度$T_g$重新调整活化能：如果在相同的$T/T_g$值下进行比较，仅在吸引相互作用方面不同的系统具有相同的结构和动力学性质.
2020-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The role of the attractive forces in a supercooled liquid
分子动力学模拟了Lennard-Jones粒子在不同吸引力范围的过冷液体中的结晶过程，结果表明，来自第一、第二和第三配位壳层的吸引力的引入增加了系统结晶的趋势。在过冷液体中的键序$Q_6$是不均匀分布的，对于过冷液体，具有相对高键序的颗粒簇，并且随着吸引力范围的增加，不均匀性的程度系统地增加。结晶开始出现在这样的集群，这共同解释了吸引力对结晶的影响。的均方位移和自扩散常数表现出相同的依赖性的吸引力的范围内的动态和显示，吸引力和力的范围起着重要的作用，键序，扩散和结晶。
2021-02-04 cond-mat.other cond-mat.soft
Microscopic Theory for the Role of Attractive Forces in the Dynamics of Supercooled Liquids
我们制定了一个微观的，没有可调的参数，理论的激活弛豫过冷液体直接在排斥力和吸引力的框架内对相关。在等容条件下，吸引力可以非微扰地改变慢动力学，但在足够高的密度下，它们的影响消失了。在等压条件下，引力起次要作用。预测了高温下的表观Arrhenius行为和密度-温度标度。我们的结果与最近的等容模拟和等压实验上的深过冷分子液体是一致的。该方法可推广到胶体凝胶化和玻璃熔化等软物质慢动力学问题。
2015-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-Liquid Phase Transitions for Soft-Core Attractive Potentials
利用事件驱动的分子动力学模拟，研究了三维单组分球形粒子通过排斥方软核和吸引方势阱的不连续势相互作用系统.在窄吸引势阱的情况下，已经表明该势具有两个亚稳态气液临界点。在这里，我们系统地研究如何改变的参数，这个潜在的影响系统的相图。我们发现了一个广泛的潜在的参数，该系统既有气-液临界点和液-液临界点。对于液-气临界点，我们发现临界温度和临界压力对势参数的导数符号相同：它们随吸引势阱宽度的增加而为正，随软核宽度和排斥能的增加而为负。这个结果类似于标准液体的液-气临界点的行为。相反，对于液-液临界点，临界压力随着临界温度的增加而减小。因此，液-液临界点仅在有限的参数范围内存在于正压下。我们提出了一个修改后的范德瓦尔斯方程，定性地再现了在一定范围内的参数的临界点的行为，并给我们洞察的机制统治的两个临界点的潜在的参数的依赖。这里研究的软核势类似于用于胶体、蛋白质的模型势，以及与液态金属相关的势，提出了一种有趣的可能性，即液-液相变可能存在于一些尚未观察到的系统中。
2004-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Do the repulsive and attractive pair forces play separate roles for the physics of liquids?
根据标准的液体状态理论，排斥力和吸引力对液体物理起着不同的作用。通过展示一系列具有几乎相同结构和动力学的连续的对势，尽管其中只有一些具有重要的吸引力，这种范式在这里得到了透视。我们的研究结果反映了这样一个事实，即一个给定的粒子的运动是由它的合力决定的，而通常在液态理论中讨论的量是单独的对力。
2012-11-28 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-Liquid Phase Transition for an Attractive Isotropic Potential with Wide Repulsive Range
最近的实验和理论研究表明，在生物溶液和胶体等各向同性体系中存在液-液相变，它们之间的相互作用可以用一个有效势来表示，该势具有一个排斥的软核和一个吸引的部分。我们研究了一个示意性的一般各向同性系统的相图，通过软核平方吸引势相互作用，通过改变潜在的参数的变化。它已被证明，这种潜力有一个相图与液-液相变除了标准的气-液相变和，对于一个短程软核，从分子动力学模拟得到的相图可以通过一个修改的范德华方程解释。在这里，我们考虑的情况下，软芯范围可比或大于硬芯直径。由于分析使用分子动力学模拟这样的系统或潜力是太费时，我们采用积分方程的方法在超网链近似。因此，我们可以估计两个临界点的温度和密度如何依赖于大的软核范围的潜力的参数。目前的结果证实和扩展我们以前的分析，表明这种潜力有两个流体流体的临界点，以及分离的温度和密度只有当有一个平衡之间的吸引力和排斥力的潜力的一部分。我们发现，对于大的软核范围，我们的结果满足一个简单的潜在的参数之间的关系。
2004-12-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour of attractive and repulsive ramp fluids: integral equation and computer simulation studies
利用计算机模拟和一个自洽的积分方程，我们调查的相行为和热力学异常的球形粒子通过两个尺度的斜坡势（硬核加上排斥和吸引斜坡）和相应的纯排斥模型相互作用的流体。模拟和积分方程的结果预测的液-液分层时，吸引力的存在，除了气-液过渡。此外，在液-液过渡区附近出现流-固过渡，导致相图具有稍微复杂的拓扑结构。这种在中等密度下的固化也存在于排斥性斜坡流体中，从而防止流体-流体分离。
2007-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard-core attractive Yukawa fluid global isomorphism with the lattice gas model
本文研究了硬核吸引Yukawa流体（HCAYF）与类Ising型格子气（LG）模型的液汽平衡之间的整体同构。讨论了整体同构变换的适用性及其参数对汤川势屏蔽长度的依赖性。这些参数决定了液-汽双结点直线直径的斜率和流体-格子气同构的核心成分Zeno元。我们比较了Zeno元参数和文献中常用的位力Zeno线参数，它们用于制定广义对应态定律。它表明，Zeno元素参数似乎是敏感的液体状态的不稳定性时，相互作用势变得太短的范围，而维里的没有显示出任何特殊性与此特定的HCAYF。
2022-06-02 cond-mat.soft
Differences between discontinuous and continuous soft-core attractive potentials: the appearance of density anomaly
软核吸引势可以产生具有不同密度（气体、低密度液体和高密度液体）的三种流体相的相图，所述三种流体相由终止于临界点的一阶相变线分开。实验显示了磷和亚磷酸三苯酯具有这些特征的相图。液-液相变可能与水、二氧化硅、液态金属、胶体和蛋白质溶液等有关。在这里，我们比较了两个潜在的短程软核排斥和窄吸引力。其中之一是平方势，已知它具有液-液相变，在临界点结束，并且密度没有异常。正常的，单调的，等压冷却的密度行为是令人惊讶的，如果与分子液体，如水，其中一个假设的临界点被提出作为密度的异常行为的理由相比。第二个势是第一个势的连续形式。结果表明，与这种新势相对应的相图不仅存在液-液相变，而且存在密度异常。因此，我们的结果表明，密度的行为是强烈依赖于潜在的衍生物。
2007-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modeling the phase behavior of polydisperse rigid rods with attractive interactions, with applications to SWNTs in super acids
通过对刚性杆的Onsager理论的推广，描述了具有多分散长度和溶剂介导的吸引和排斥作用的棒状分子的相行为。一个唯象的方阱势是用来模拟这些长程相互作用，和该模型是用来计算相分离和长度分馏作为一个函数的井深和棒浓度。该模型密切捕捉各向同性/液晶相共存的单壁碳纳米管（SWNTs）在超强酸的实验数据点。该模型还预测，各向同性的两相边界接近零，酸强度的减少，在非常低的浓度下，各向同性和液晶相共存的可能性，这种违反直觉的预测实验证实。棒状液晶的实验偏离经典理论解释的多分散性和短程排斥和长程吸引力之间的平衡。该模型的预测也具有实际意义的单壁碳纳米管/超强酸溶液的应用，特别是在处理纤维和薄膜从液晶单壁碳纳米管/超强酸混合物。
2009-06-12 cond-mat.soft
Global isomorphism approach: attractive Yukawa fluid, 2D case
本研究将流体-格气全局同构方法用于二维吸引型Yukawa流体的液汽平衡，基于Zeno元构建低温双结点切线，探究相关参数关联，发现Zeno元参数渐近行为可指示液相不稳定性，并给出二维与三维流体临界温度的关系。
2023-07-22 cond-mat.soft
Role of the first coordination shell in determining the equilibrium structure and dynamics of simple liquids
传统的观点认为，简单液体的物理性质主要是由其排斥力决定的，这一观点最近受到Berthier和Tarjus的挑战，他们表明，在某些情况下，忽略吸引力会导致动力学中的大误差[L. Berthier和G. Tarjus，Phys. Rev. Lett. 103，170601（2009）; J. Chem. Phys. 134，214503（2011）]。我们提出了模拟的标准Lennard-Jones液体在几个冷凝流体状态点，包括一个相当低的密度状态和一个非常高的密度状态，以及模拟的Kob-Andersen二进制Lennard-Jones混合物在几个温度。通过改变力的范围，热力学、动力学和结构的结果表明，获得正确静力学和动力学的决定因素不是模拟中是否包括吸引力{ \it本身}。重要的是第一配位壳层（FCS）内的所有粒子是否都包含相互作用-因此可以忽略吸引力，但只有在极高的密度下。认识到的重要性，当地壳在凝聚流体可以追溯到范德瓦尔斯，我们的结果证实了这一想法，从而基本图片的旧孔和细胞理论简单的凝聚流体。
2011-08-04 cond-mat.soft
Crystallization and gelation in colloidal systems with short-ranged attractive interactions
本文系统地研究了短程吸引胶体体系的平衡相图与非平衡相图之间的关系。使用Monte Carlo和布朗动力学模拟，我们发现一个窗口的增强结晶，这是有限的，在高的相互作用强度的动力学放缓，并在低的相互作用强度的高成核势垒。我们发现，通过两个阶段的结晶过程中的亚稳态气-液双节点的结晶是增强。首先，观察到稠密液体的形成，其次晶体在稠密流体内成核。此外，我们发现，在低胶体包装分数的流体的集群，并在较高的胶体包装分数的一个deletating网络由于逮捕气-液相分离，我们确定与凝胶化。我们发现，这种逮捕是由于结晶在低相互作用能，它是由在高相互作用强度的动力学减慢。同样，我们观察到，在低胶体填充分数形成的集群是结晶在低的相互作用能，但在高的相互作用能玻璃。星系团在相遇时合并。
2008-10-02 cond-mat.soft
The molecular structure of the interface between water and a hydrophobic substrate is liquid-vapor like
通过对水和可调疏水性基底的分子模拟，我们应用了瞬时界面构建[A. P. Willard和D. Chandler，J. Phys. Chem. B，114，1954（2010）]以检查水-蒸气界面和水-疏水表面界面之间的相似性。本征界面是指以与瞬时界面的距离表示的分子结构。我们发现，有吸引力的疏水表面和水之间的相互作用影响的瞬时液体界面的毛细波波动，但这些有吸引力的相互作用基本上没有影响的内在界面。此外，本征界面的液态水和疏水基板的水和它的蒸汽的区别不大。同样是不正确的，我们显示，为水和亲水基板之间的界面。在这种情况下，强烈的定向基质-水相互作用破坏了液体-蒸汽样界面氢键网络。
2014-07-16 cond-mat.soft
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
Relaxation Dynamics of a Liquid in the Vicinity of an Attractive Surface: The Process of Escaping from the Surface
本研究通过分子动力学模拟分析玻璃形成液体在吸引表面附近的弛豫动力学，发现界面层粒子的运动由逃离表面过程主导，且不同限制壁模型导致三步弛豫特征存在差异。
2024-10-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Higher order glass-transition singularities in colloidal systems with attractive interactions
在模式耦合理论的框架内，研究了通过硬核加吸引方阱势相互作用的胶体颗粒悬浮液中从液体到玻璃的转变。当吸引势的宽度远小于硬核直径时，在模型的温度-密度平面内发现了液态-玻璃线的重入行为和玻璃-玻璃转变线。当阱宽较小时，玻璃-玻璃转变线终止于三阶分岔点，即A_3（尖点）奇点。随着方阱宽度的增加，玻璃-玻璃线消失，在临界阱宽处出现四阶A_4（燕尾）奇异性。在A_3和A_4奇点附近，密度泛函的衰减表现出巨大的动力学窗口的展宽，特别是对数时间依赖性。
2000-08-24 cond-mat.soft
Phase behavior of a fluid with competing attractive and repulsive interactions
流体中的粒子间的潜力有一个硬核，是有吸引力的，在中等分离，并在更大的分离排斥已知表现出新的相行为，包括稳定的非均匀相。在这里，我们报告了这样的流体的联合模拟和理论研究，侧重于液体-蒸汽过渡线和任何新的阶段之间的关系。相图研究作为一个函数的吸引力的振幅为一定的固定幅度的长程排斥。我们发现斥力的作用是用两个一级相变代替汽液临界点和一部分汽液相变线。其中一个转变将蒸汽从球形类液簇的流体中分离出来;另一个转变将液体从球形空隙的流体中分离出来。在低温下，这两条转变线彼此相交，并且汽-液转变线相交于三相点。虽然大多数积分方程理论无法描述新的相变，Percus Yevick近似确实成功地捕捉到了蒸汽-团簇转变，以及团簇流体结构的各个方面，与模拟结果合理一致。
2007-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Attractive versus truncated repulsive supercooled liquids: The dynamics is encoded in the pair correlation function
Université Paris Sud（巴黎第十一大学）；École normale supérieure（巴黎高等师范学院）；Université PSL（巴黎文理研究大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris-Diderot（巴黎狄德罗大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；ESPCI ParisTech（巴黎市工业物理化学高等学校）；PSL Research University（巴黎文理研究大学）
我们比较玻璃态动力学在两种不同的液体，其相互作用势的形式。两个系统都有相同的排斥作用，但其中一个系统在势能中也有吸引作用。这两个系统表现出非常不同的动态，尽管有几乎相同的对关联函数。我们证明了一个适当的加权积分的对关联函数，放大了两个系统之间的细微差异，正确地捕捉到他们的动态差异。权重是从标准机器学习算法中获得的。
2020-01-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of total and pair configurational entropy in determining dynamics of supercooled liquids over a range of densities
在本文中，我们提出了一个过冷液体与Lennard Jones（LJ）势和相应的纯排斥（Weeks-Chandler-Andersen或WCA）势相互作用的研究，在一定的密度和温度范围内，为了理解他们的不同的动力学的起源，尽管他们的结构是相似的。通过Adam Gibbs（AG）关系，以构型熵作为热力学标记，我们证明了这两个体系在低温下的动力学差异可以从热力学上得到解释。在较高的密度下，这些模型系统之间的热力学和动力学差异都减小，本文通过计算不同的参数定量地证明了这一点。该研究还揭示了尽管结构相似，但对熵差异的起源。虽然在B型粒子的偏径向分布函数（rdf）中获得了结构上的最大差异，但AA对和AB对的rdf引起了熵和动力学上的差异。这项工作支持了早期研究中的观察结果（Phys. Rev. Lett.，\textbf {113}，225701，2014），并表明它们在性质上是通用的，与密度无关。
2016-04-13 cond-mat.soft
Empty liquid state and re-entrant phase behavior of the patchy colloids confined in the porous media
在随机多孔介质中，具有三个和四个等效块体的胶体模型在液相密度趋于零的可能性下发生重入式气液相分离。这种不寻常的行为是由强的流体-流体键合相互作用和弱的流体-基质吸引力之间的相互作用引起的。在高温下，相图的形状由流体粒子之间的吸引力相互作用决定;流体和障碍物之间的弱汤川吸引力仅略微增强流体-流体结合。在足够低的温度下，流体粒子的网络形成，相图的形状由汤川流体障碍吸引力定义。由于这种相互作用，在障碍物周围形成了一层相互结合的颗粒，并且网络变成了流体颗粒，网络中的流体颗粒由基质颗粒的空间布置限定。这些特征可能为制备具有预定不均匀颗粒分布的平衡凝胶开辟了新的可能性。
2021-12-14 cond-mat.soft
Drying layer near a weakly attractive surface
Depletion of the liquid density near a solid surface with a weak long-range fluid-surface interaction was studied by computer simulations of the liquid-vapor coexistence of a LJ fluid confined in slitlike pores. In a wide temperature range the liquid density decreases towards the surface without the formation of a { \it vapor} layer between the liquid and the solid surface. This evidences the absence of a drying transition up to the liquid-vapor critical point. Two contributions to the excess desorption { \it $Γ_{tot}$ } were found. The first one { \it $Γ_ξ$ } $\sim$ $ρ_{bulk}$ $ξ$ exists at a…
2005-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging of a Homogeneously Quenched Colloidal Glass-forming Liquid
采用胶体动力学的非平衡自洽广义Langevin方程理论，描述了具有硬球和短程吸引作用的猝灭模型胶体液体中的非稳态老化过程，其静态结构因子和van Hove函数从猝灭前的初始状态不可逆地演化到最终的动态停滞状态.我们的数值结果与现有的模拟数据的比较是非常令人鼓舞的。
2010-11-17 cond-mat.soft
Phase behavior of ionic liquid crystals
用密度泛函理论研究了离子型液晶的体相性质。液晶分子由椭圆体颗粒表示，其中电荷位于它们的中心或尾部。吸引力的相互作用被考虑在盖伊-伯尔尼对潜力。发现了包括汽相、各向同性相、非均相和近晶相在内的丰富的相图，并研究了相行为与粒子长度和粒子上电荷位置等参数的关系。
2010-04-15 cond-mat.soft
Clustering and phase behaviour of attractive active particles with hydrodynamics
我们模拟集群，相分离和hexatic有序的单层悬浮液中的活性蠕动盘受到一个有吸引力的Lennard-Jones-like成对的相互作用势，充分考虑到粒子之间的流体动力学相互作用。通过比较被动和主动布朗粒子的流体动力学模拟的情况下，我们阐明了自推进，粒子间的吸引力，流体动力学相互作用，在确定聚类和相行为的相对作用。即使在一个有吸引力的潜力的存在下，我们发现，流体动力学的相互作用强烈抑制的运动诱导的相分离，可能是一个先验已预期在一个高度活跃的悬浮液。相反，我们发现只有一个微弱的趋势，粒子形成弦状集群在这个政权。在较低的活动，我们证明相行为，大致相当于对应的被动系统在低温下，其特征在于由制度的气-液，气-固和液-固相共存。通过这种方式，我们认为，一个无量纲的量代表的活动水平相对于吸引力的强度起着类似于一个有效的非平衡温度的作用，对应于（无量纲）真正的热力学温度在被动系统。然而，也有一些重要的差异，从平衡的情况下，最显着的六角有序度，我们仔细讨论。
2016-03-30 cond-mat.soft
Memory effects in tumbling nematics of 8CB liquid crystals
使用0.98 $μ$ m二氧化硅球的粒子跟踪用于确定8CB液晶的反相中的反相指向矢的进动运动，因为它探测那些与球尺寸具有相同波长的取向结构。速度自相关（VACF）被用来确定这些结构在平行和垂直于neamatic指向矢的方向。此外，通过考虑与时间相关的谐振子运动的一般方法被用来分析VACF分布函数。这种方法导致观察到的过渡相的结构，相当于从欠阻尼谐振子运动的临界阻尼运动的变换。此外，我们还测量了显微组织性能和计算的微观力学性能。本文采用的8CB液晶实验分析方法有助于理解和表征复杂流体的一般动力学行为。通过这种分析，“复杂流体的动力学”不再“复杂”。
2015-05-10 cond-mat.soft
Core-shell droplets and microcapsules formed through liquid-liquid phase separation of a colloid-polymer mixture
微胶囊允许从药物到香料的货物的受控容纳、运输和释放。鉴于各种工业对微胶囊和其他核-壳结构的兴趣，存在多种制造策略。在这里，我们报告的方法依赖于混合物的温度响应性微凝胶颗粒，聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM），和聚合物进行流体-流体相分离。在室温下，这种混合物分离成富含胶体（液体）和贫含胶体（气体）的流体。通过将样品加热到高于微凝胶颗粒急剧收缩并产生更深吸引力的颗粒间势的临界温度，富含胶体相的液滴变得凝胶状。当温度降低回到室温时，这些胶凝胶体颗粒的液滴重新结晶，并且液滴内发生相分离。这种相分离导致富胶体液滴内的贫胶体液滴被连续的贫胶体相包围。气/液/气全水性双乳液在大部分内部液滴逸出之前仅持续几分钟。然而，核-壳液滴的富含胶体的壳可以通过添加盐而固化。该方法仅使用水性组分产生具有由刺激敏感性微凝胶胶体颗粒组成的壳的核-壳结构，使得其对于包封生物材料和制备响应于例如温度、盐浓度或pH的变化的胶囊具有吸引力。
2021-08-02 cond-mat.soft
Janus helices: From fully attractive to hard helices
本研究针对特定形状硬螺旋添加不同占比短程吸引位点，通过模拟发现高于玻意耳温度时相行为仍以熵主导，吸引位点占比和温度会影响压强与近晶相稳定性，但转变线位置与吸引位点占比无简单依赖关系。
2023-10-09 cond-mat.soft
Scaling of dynamics with the range of interaction in short-range attractive colloids
我们数值研究了短程方阱势的动力学对相互作用范围$Δ$的依赖性。我们发现，对于小的$Δ$，动力学的规模完全以同样的方式热力学，无论是牛顿和布朗微观动力学。对于从百分之几到Baxter极限的相互作用范围，吸引玻璃线和液-气线的相对位置不依赖于$Δ$。这证明，在这一类的潜力，无序的逮捕状态（凝胶）可以产生的动力学逮捕相分离的结果。
2004-10-14 cond-mat.soft
Determining liquid crystal properties with ordinal networks and machine learning
机器学习方法对于材料科学的发展正变得越来越重要。尽管如此，在这些系统的开发中使用图像分析仍然是最近的和未充分探索的，特别是在经常通过光学成像技术研究的材料中，例如液晶。在这里，我们应用最近提出的有序网络的方法来映射光学纹理从实验样品的液晶到复杂的网络，并使用这种表示与一个简单的统计学习算法，以调查这些材料的不同的物理性质。我们的研究表明，有序网络形成的只有24个节点编码的关键信息的液晶性能，从而使我们能够训练简单机械学习模型，能够识别和分类中间相转变，区分不同的掺杂浓度用于诱导手性中间相，并预测样品温度具有出色的精度。我们的方法的精度和可扩展性表明，它可以用于探测涉及大规模数据集或实时监控系统的情况下，不同材料的属性。
2022-01-14 cond-mat.soft physics.data-an
A numerical study of one-patch colloidal particles: from square-well to Janus
我们进行数值模拟的一个简单的模型的一个补丁胶体粒子调查：（i）的行为的气-液相图从一个球形吸引力的潜力，以Janus潜力和（ii）的集体结构的Janus粒子系统。我们表明，对于两个半球之一是有吸引力的，一个是排斥性的情况下，该系统组织成分散的取向有序胶束和囊泡，并在低$T$，该系统可以近似为这样的集群的流体，相互作用基本上通过排除体积。这种团簇相的稳定性产生了气体和液体共存密度的非常特殊的形状，其中气体共存密度在冷却时增加，在非常低的$T$下接近液体共存密度。
2010-07-30 cond-mat.soft
The Displacement Field Associated with the Freezing of a Melt and its Role in Determining Crystal Growth Kinetics
与冻结的金属和盐的原子位移计算处理晶体生长作为一个分配问题，通过使用最佳的运输算法。将这些位移转换成时间尺度的基础上的动力学的散装液体，我们表明，我们可以预测的激活能晶体生长速率，包括激活能显着小于那些在液体中的原子扩散。例外，这一成功，纯金属冻结成面心立方晶体很少或没有活化能，进行了讨论。分配算法产生的原子位移使我们能够量化晶体结构和液体笼长度在确定晶体生长动力学的温度依赖性的关键作用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic constants of nematic liquid crystals of uniaxial symmetry
本文详细研究了分子间相互作用对由圆柱对称分子组成的单轴液晶的Frank弹性常数的影响。本文对向列相弹性常数的理论发展状况作了简要的总结。考虑一个既有排斥又有吸引的对势，对MBBA、PAA和8OCB三个体系进行了数值计算。对于这些系统的长宽比${x_0}$估计从实验提出的分子结构。排斥相互作用由硬旋转椭球（HER）之间的排斥表示，吸引势由四极相互作用和色散相互作用表示。从数值结果中，我们观察到，在向列相的密度范围内的四极和色散相互作用的贡献是小的排斥HER相互作用相比。包含吸引相互作用降低了弹性常数比的值。给出了弹性常数比随温度的变化规律，并与实验值进行了比较。理论和实验之间的一个相当好的协议进行观察。
2004-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and phase behavior of colloidal dumbbells with tunable attractive interactions
本文在分子流体的参考相互作用位点模型（RISM）理论和蒙特卡罗模拟的框架下研究了哑铃胶体的热力学和结构性质。我们考虑了两种不同的模型：在第一种方案中，我们在组成分子的两个相切球体上设置相同的方阱吸引（SW-SW模型）;在第二种方案中，方阱相互作用之一被关闭（HS-SW模型）。这两种模型的物理性质之间出现了明显的差异。具体而言，SW-SW结构因子$S(k)$的$k \to 0$行为表明存在气液共存，如随后的流体相平衡计算所证实的。相反，HS-SW $S(k)$产生低- $k$峰，表明存在聚集体;这种过程使气-液相分离不稳定，在低温下促进簇相的形成，簇相的结构取决于系统密度。我们进一步研究这种差异，通过研究一系列的中间模型，从原来的SW SW逐步减少一个方井相互作用的深度获得的相行为。RISM结构预测积极地再现了模拟数据，包括SW-SW模型中的$S(k \to 0$的上升和HS-SW结构因子中的低$k$峰。至于相行为，RISM同意蒙特卡罗模拟预测的气液共存的SW-SW模型（虽然临界参数似乎高估的理论）和它的逐步消失走向HS-SW模型。
2013-10-16 cond-mat.soft
Two-component Gaussian core model: strong-coupling limit, Bjerrum pairs, and gas-liquid phase transition
在目前的工作中，我们研究了气液相变的两个组件的高斯核心模型，其中粒子的同种排斥和那些不同种类的吸引。与单组分系统中的粒子在长距离时具有吸引力相互作用，在短距离时具有排斥力相互作用的类似跃迁不同，双组分系统中的跃迁不仅仅由相互作用驱动，而是由相互作用的特定特征，即相关性驱动。这导致极低的临界温度，因为相关性在强耦合极限中占主导地位。通过基于标准液相方法的各种近似，我们证明了双组分体系的气-液转变是一个具有挑战性的理论问题。
2018-01-07 cond-mat.soft
Freezing and correlations in fluids with competing interactions
我们考虑流体的吸引力的相互作用在距离略大于颗粒尺寸的主导在较大的距离由排斥的贡献。以前的调查之间的吸引力和排斥力的竞争对液体-蒸汽的过渡和相关性的影响扩展到液体-蒸汽相分离相对于冻结的稳定性的研究。我们发现，这种长程排斥的相互作用的一部分扩大了区域的流体-固体过渡抢占的液体-蒸汽之一，使临界点成为亚稳态在更长的吸引力范围比那些所需的纯粹吸引力的潜力。此外，发生在液体-蒸汽临界点附近的大的密度波动被吸引力和排斥力之间的竞争大大增强，并且比吸引力的情况下包含更宽的区域。对于可压缩性较大的状态，相关性的衰减由两个特征长度决定，通常的Ornstein-Zernike图像除了临界点附近之外会崩溃，其中一个长度减少到通常采用的相关性长度，而另一个在有限值处饱和。
2006-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Water-like hierarchy of anomalies in a continuous spherical shouldered potential
我们调查的分子动力学模拟一个连续的各向同性的核心软化的潜力与吸引力以及在三维空间中，介绍了Franzese [cond-mat/0703681，出现在分子液体杂志]，显示液-液共存的临界点和水一样的密度异常。在这里，我们发现扩散和结构异常。这些异常现象的发生具有与水相同的等级特征。然而，我们的分析显示了水的情况下的差异。因此，水的许多异常特征可能存在于具有软核吸引势的各向同性系统中，例如胶体或液体金属，这与最近显示金属玻璃多晶性的实验一致。
2007-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interface height fluctuations and surface tension of driven liquids with time-dependent dynamics
相分离驱动液体中的界面是单粒子水平的能量输入如何改变非平衡系统的长尺度材料性质的一个例子。在这里，我们测量界面波动的模拟两种液体驱动的时间依赖性的力量，一个排斥相互作用和吸引力的相互作用。随时间变化的力导致沿界面的电流，这可以修改界面高度波动相对于毛细管波理论（CWT）的预测的缩放。因此，我们描述了整个波动谱，以确定CWT是否适用。在具有排斥相互作用的系统中，我们发现在驱动力的一个振幅下，CWT很好地描述了界面涨落，而在其他振幅下则不然。在具有吸引力相互作用的系统中，它们对所有驱动幅度都服从CWT，从而使我们能够提取有效的表面张力。表面张力在驱动力的两个数量级上线性增加，超过其平衡值的两倍。我们的研究结果显示了如何修改的界面的非平衡液体与时间相关的力量的能量输入。
2019-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relationship between Local Molecular Field Theory and Density Functional Theory for non-uniform liquids
Weeks及其同事发展的局域分子场论（LMF）已被证明成功地用于处理各种非均匀液体的结构和热力学。通过用单体直接关联函数重新表述LMF，我们在经典密度泛函理论（DFT）的框架下重新构建了LMF理论。我们表明，一般的LMF方程的有效参考势φ_R直接从标准的平均场DFT处理原子间的吸引力。利用非均匀硬球参考流体的精确（基本测度）DFT，我们确定了吸附在平面硬壁上的硬核Yukawa液体的phi_R。在散装液体-气体共存的方法中，我们发现有效的潜力表现出丰富的结构，可以包括阻尼振荡在大的距离，从壁以及附近的排斥驼峰壁需要产生的低密度的“气体”层特性的完全干燥。我们认为，这将是很难获得相同程度的细节从其他（非DFT为基础的）实现LMF。LMF强调了将整个系统的原子间对势智能地划分为参考部分和可以在平均场近似中处理的余数的重要性。我们研究了一个精确可解的一维模型的不同划分，其中对势有一个硬核加一个线性吸引尾。结果的结构因子和状态方程的均匀流体表明，包括一个显着的部分的吸引力的参考系可以更准确地比治疗的全部吸引尾平均场近似。我们讨论LMF和DFT之间的关系的进一步方面。
2012-12-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of liquid state organization on microstructure and strength of model multicomponent solids
当由具有随机相互作用的颗粒组成的多组分液体被缓慢冷却到低于冻结温度时，流体重组以增加（减少）强（弱）吸引相互作用的数量，并固化成由强和弱相互作用颗粒的域组成的微相分离结构。使用Langevin动力学模拟的模型系统，我们发现，这种固体的极限拉伸强度可以超过单组分固体。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A simple patchy colloid model for the phase behavior of lysozyme dispersions
本文提出了一个具有异位对相互作用的球形蛋白质的极小模型来描述溶菌酶的平衡相行为。考虑到颗粒之间的排斥屏蔽库仑相互作用，假设净电荷均匀地涂抹在球形蛋白质表面上。我们将有吸引力的表面补丁，补丁之间的相互作用，在不同的领域建模的一个有吸引力的汤川潜力。进入吸引力汤川势部分的参数确定使用的实验访问的气体-液体的临界点上的信息。采用二阶热力学微扰理论计算了液固相的亥姆霍兹自由能。我们对溶解度曲线的预测与实验数据相当一致。此外，我们提出了新的实验数据的气液共存曲线在不同的盐浓度，并比较这些与我们的模型计算。与先前的研究结果一致，我们观察到的强度和范围的吸引力的潜力的一部分，只有弱依赖于盐的含量。
2009-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the origin and structure of liquid crystalline Blue Phase III
自组装手性液晶蓝相III（BPIII）的起源和结构仍然是一个谜，尽管经过几十年的努力传播。我们在这里报告的非格子NVT分子动力学模拟研究的极性手性椭球体分子，自发地表现出BPIII，考虑粗粒度的吸引-排斥对相互作用适合各向异性液晶介晶系统。我们已经观察到，手性和偶极强度的适当选择不仅产生化学稳定的BPIII，而且还产生新的近晶型和双层BPIII。此外，我们已经证明，发生的BPIII和它的分层对应物取决于分子的延伸至关重要。
2020-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The correlation between fragility, density and atomic interaction in glass-forming liquids
通过分子动力学模拟研究了具有不同原子相互作用和密度的各种玻璃形成液体中的脆性，该脆性控制了液体的温度依赖性粘性性质，因为接近玻璃化转变。我们表明，在纯粹的排斥系统的脆弱性景观可以分为三个区域，定性不同的动态行为，这表明密度起着意想不到的作用，理解排斥陡度依赖的脆弱性。此外，吸引力相互作用对脆性的巨大不同的影响可以从相关零温玻璃的结构性质来估计
2016-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Time-Rate-Transformation framework for targeted assembly of short-range attractive colloidal suspensions
随着固体颗粒含量的变化，颗粒间吸引力或排斥力的范围、类型和强度的变化，吸引胶体的聚集现象已从理论和实验两个方面得到了广泛的研究。所得到的凝胶组成的有吸引力的胶体颗粒的无序组件，也已被调查方面的渗滤，相分离，以及所得到的分形网络的机械特性。尽管我们对凝胶化过程的理解取得了巨大进展，并探索了不同的途径来阻止有吸引力的胶体的动力学，但在这样的系统中，对流传输过程和多体效应之间的复杂相互作用限制了我们将系统推向特定配置的能力。在这里，我们研究了一个模型有吸引力的胶体系统在广泛的颗粒特性和流动条件下进行聚集远离平衡。系统的复杂多尺度动力学可以使用时间-速率-转换图来理解，该图改编自对嵌段共聚物、过冷液体和更硬的玻璃态金属中材料加工的理解，以指导有吸引力的胶体颗粒的有针对性的组装。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chemically Active Liquid Bridges Generate Repulsive Forces
本文研究具有持续化学周转的活性液桥，发现化学反应控制液桥半径并产生纯排斥力，揭示化学活性可根本改变液桥力学并可能被细胞利用。
2025-09-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
A Lattice Model for Colloidal Gels and Glasses
我们研究了吸引胶体的晶格模型。它在稀疏随机图上是完全可解的。随着压力和温度的变化，它再现了液体，玻璃和胶体系统的许多特征现象，如理想的凝胶形成，液体-玻璃相共存，堵塞或玻璃化转变的重新进入。
2008-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
