Adsorption on a periodically corrugated substrate
平均场分析的有效界面哈密顿表明,随着温度的升高,在周期性波纹基板上的吸附可以进行两个步骤:首先,有填充过渡,其中的凹陷的基板成为部分或完全填充;然后有润湿过渡,在该基板作为一个整体成为覆盖着宏观厚的润湿层。这两个过渡的实际顺序和位置与相应的平面衬底的润湿性质和润湿的形式有关。某些形态学性质的液-气界面的情况下,锯齿状波纹基板的分析讨论
2000-06-02 cond-mat.stat-mech
Fluid adsorption near an apex: Covariance between complete and critical wetting
临界润湿是一种难以描述的固液界面现象。使用界面模型,我们表明,发散的长度尺度,其特征完全润湿在一个顶点,精确地模仿临界润湿行为的接触角的顶角。传递矩阵、重整化群和平均场分析表明,这种协方差在二维、三维以及长、短程力中都是成立的。这种连接应该是实验上可获得的,并提供了一种检查临界润湿的理论预测的方法。
2002-12-13 cond-mat.stat-mech
Curvature effects in interfacial acidity of amphiphilic vesicles
本文结合 Debye-Hückel、Poisson-Boltzmann 理论与 Frumkin-Fowler-Guggenheim 模型,研究两亲性单膜囊泡的曲率等因素对界面局部 pH 的影响,并与实验数据取得良好一致。
2023-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Adsorption of solutes at liquid-vapor interfaces: Insights from lattice gas models
离子在液-气界面的吸附行为表现出几个意想不到的但通用的功能。特别是,能量和熵都是最小的溶质驻留在表面附近时,为各种离子在一系列的极性溶剂,相反的经典理论的预测。出于这种普遍性,并由简单的物理成分所涉及的计算研究,我们已经研究了界面溶剂化高度示意性的模型,解决溶剂密度和内聚能只有粗糙的波动。在这里,我们表明,即使是这样的格子气模型概括了令人惊讶的热力学趋势中观察到的详细模拟和实验。注意力集中在两个维度的情况下,近似的能量和熵的配置文件可以计算分析。对格子气的模拟和理论分析突出了毛细波动在介导吸附中的作用。他们进一步指出温度和溶质-溶剂相互作用强度的范围,其中表面倾向预计是最强的。
2012-05-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Covariance for Conic and Wedge Complete Filling
与二维系统中的流体吸附相关的界面现象最近已被证明表现出隐藏的对称性,或协方差,这精确地关系到在不同的限制几何形状的局部吸附性能。我们发现,协方差也发生在三维系统中,很可能是可验证的实验和伊辛模型模拟研究。具体来说,我们研究了楔形(W)和锥形(C)几何形状中的完全润湿,因为接近本体共存,并表明平衡中点高度满足$l_c (h,α)=l_w(\frac{h}{2} ,α),$,其中$h$测量分压,$α$是倾斜角。这种协方差是有效的短程和长程分子间力,并确定领先和次领先的顺序临界指数和振幅的限制几何形状。与毛细冷凝的现象也作出了连接。
2004-12-08 cond-mat.stat-mech
Casimir contribution to the interfacial Hamiltonian for 3D wetting
以前的治疗三维(3D)的短程润湿转变已经错过了熵或低温Casimir贡献的结合电位描述的非结合界面和壁之间的相互作用。这一点,我们确定准确地从一个更微观的Landau-Ginzburg-Wilson哈密顿推导出的三维润湿的界面模型。Casimir项改变了对润湿转变时发生的波动效应的解释,例如,当忽略界面波动时,不再获得平均场预测。虽然Casimir贡献不改变表面相图,它显着增加了一阶润湿过渡附近的吸附,并完全改变了预测的三临界润湿的临界奇异性,包括在3D中发生的非普遍性所产生的界面波动。使用数值重整化群,我们表明,临界润湿,渐近制度是非常狭窄的增长的平行相关长度的特点是一个有效的指数与伊辛模型模拟定量协议,解决了长期存在的争议。
2022-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic heterogeneity governs asymmetric adsorption-desorption in a soft porous crystal
本研究针对软多孔晶体中吸附-脱附转变的滞后机制,构建纳入吸附诱导晶格形变与弹性模量变化的极简模型,揭示弹性异质性的非对称作用,为设计可调吸附滞后的软多孔晶体提供理论指导。
2023-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of interfaces at phase coexistence. Theory and numerics
我们比较的精确场论的相分离在两个维度与蒙特卡罗模拟的$q$状态Potts模型的边界条件产生的界面区域分离两个纯相的结果。我们特别确认的理论预测,低于临界温度下的盈余的非边界颜色出现在下降沿一个单一的界面,而$q>4$在临界温度有形成两个界面包围一个宏观无序层。界面区域的这些性质上不同的结构可以通过在不同系统尺寸的单个点处的测量来区分。
2018-05-14 cond-mat.stat-mech hep-th
Wetting at Non-Planar Substrates: Unbending & Unbinding
我们认为流体润湿的波纹基板上使用有效的界面哈密顿理论,并表明,打破沿壁的平移不变性可以诱导一个“unbending”相变,除了解除绑定。一阶和二阶伸直转变都可以在共存和不共存时发生。结果为系统与短期和长期的力量建立,不弯曲的临界点的特点是超普遍的缩放行为。我们发现,在本体共存,在不弯曲的临界点的吸附是一个泛倍数的相应的平面系统的吸附。
1999-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Assessing long-range contributions to the charge asymmetry of ion adsorption at the air-water interface
阴离子通常比阳离子更有利地与空气-水界面缔合。除了溶质的大小和极化率,未扰动界面的固有结构已被讨论作为一个重要的贡献者,这种偏见。在这里,我们定量评估的作用,水的表面的固有电荷不对称性在离子吸附中发挥作用,使用计算机模拟比较模型溶质的各种大小和电荷。在这样做的时候,我们也评估的程度,溶剂极化的线性响应理论是一个合理的方法比较体和界面离子溶剂化的热力学。与以前的工作一致的散装离子溶剂化,我们发现,在中心的中性,亚纳米溶质在空气-水界面的平均静电势敏感地依赖于它的半径,并且该电位的变化相当非线性溶质的电荷被引入。的非线性响应非常类似的散装。其结果是,净非线性的离子吸附是弱于散装,但仍然大量的,可比的宏观非本地贡献的未受干扰的界面的表观大小。对于简单的点电荷模型的水,我们的研究,这些结果明显反对合理化离子吸附液体的边界的分子结构固有的表面电位。
2020-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay of complete wetting, critical adsorption, and capillary condensation
本文用密度矩阵重整化群方法研究了二维伊辛带$(\infty \times L)$中的过量吸附$Γ$,它在两个一维表面上的边界场相同,在正交方向上$j$衰减为$-h_1j^{-p}$,对于不同的$p$值和在临界点以下沿不同的热力学路径.完全润湿和临界吸附制度之间的交叉行为,发生在半无限系统中,受到限制效应的强烈影响。沿着等温线$T=const$的渐近幂律依赖于外部的体场,这两个政权的特点,削弱了毛细凝聚。沿着随温度变化的条带的伪一阶相共存线,我们发现一个广泛的交叉制度,其中润湿膜的厚度和$Γ$作为降低的温度$τ$的函数增加,但不遵循任何幂律。在润湿温度以上的顺序参数配置文件是不是板状,但表现出广泛的界面变化和明显的尾巴。除此之外,我们的明确计算表明,与Kroll和Lipowsky [Phys. Rev. B { \bf 28},5273(1983)]的相反的主张相反,对于$p=2$临界润湿转变确实存在,并且我们确定了$(h_1,T)$平面中的相应润湿相图。
2008-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Meniscus osculation and adsorption on geometrically structured walls
我们研究了简单的流体在光滑的结构,完全湿,墙壁的吸附,并表明,发生弯月形密切过渡时,拉普拉斯和几何曲率半径的局部抛物线区域相吻合。宏观上,密切过渡是分数,$7/2$,顺序和分离制度,其中吸附是微观的,只包含一个薄的润湿层,和介观的,其中存在一个弯月面。我们开发了一个缩放理论,由于薄润湿层的过渡圆角,并推导出临界指数关系,确定如何与几何曲率半径的界面高度缩放。与Rascón和Parry提出的一般几何构造的连接。我们的预测是支持的微观模型密度泛函理论(DFT)干燥在正弦形硬壁,我们确认的过渡的顺序,也是一个确切的总和规则的广义接触定理由于厄普顿。我们表明,作为散装共存接近的吸附等温线分离成三个制度:前密切制度,它是微观的,只包含一个薄的润湿层,介观制度,其中弯月面位于槽内,最后另一个微观制度,其中的液体-气体界面从衬底的波峰解开。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Casimir effect in wetting layers
本文揭示了三维短程润湿转变中被遗漏的熵Casimir贡献,通过粗粒化Landau-Ginzburg-Wilson哈密顿量确定其精确形式,表明其显著增加一阶润湿吸附并改变三临界润湿的临界奇异性。
2024-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic heterogeneity governs anomalous scaling in a soft porous crystal
Graduate School of Arts and Sciences, The University of Tokyo(东京大学大学院人文社会系研究科);Graduate School of Engineering, Tottori University(鸟取大学大学院工学研究科)
研究揭示弹性异质性通过调控吸附动力学,导致软多孔晶体中出现尺寸依赖性吸收、表面褶皱及异常动态尺度等现象。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuous Capillary Condensation
我们表明,在一个加盖毛细狭缝的冷凝是一个连续的界面临界现象,密切相关的其他几个表面相变。在三个维度(3D),吸附和解吸分支分别对应于从帽和开口的弯月面的解绑,并且相当于2D样的完全润湿转变。对于色散力,由于几何和分子间力的不同相互作用,两个分支上的奇异性是不同的。在二维中,我们建立精确的连接,或协方差,与二维临界润湿和楔形填充过渡,即我们建立,在非常不同的几何形状的某些界面特性是相同的。我们的预测的通用缩放和协方差有限毛细管支持广泛的伊辛模型模拟研究在2D和3D。
2007-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Height of a liquid drop on a wetting stripe
考虑液体在由宽度为$L$的亲水性条纹装饰的平面壁上的吸附。在壁仅部分湿润(或干燥)而条纹趋于完全湿润的条件下,在条纹上方形成液滴。液滴的最大高度$\ell_m(δμ)$取决于条纹宽度$L$和与饱和度$δμ$的化学势偏离,其中它采用值$\ell_0=\ell_m(0)$。假设由条纹施加的范德华型长程势,界面哈密顿模型被用来表明$\ell_0$与$δμ$线性地接近,其斜率在满足$L\lesssim ξ_\parallel$的区域上缩放为$L^2$,其中$ξ_\parallel$是与条纹相关的平行相关函数。这表明在接近饱和时,存在一条通用曲线$\ell_m(δμ)$,当适当地重新缩放时,对应于不同$L$值的吸附等温线全部塌陷。虽然基于界面哈密顿模型的级数展开可以通过考虑高阶项来形成,但提出了基于标度参数的有理函数形式的更合适的近似。近似是基于精确的渐近结果,即$\ell_m\simδμ^{-1/3}$为$L\to\infty$和$\ell_m$服从正确的$δμ\to0$行为符合界面哈密顿模型的结果。所有的预测进行了验证,通过与微观密度泛函理论(DFT)的比较,特别是,有理函数近似-即使在其最简单的形式-被证明是在一个非常合理的协议与DFT广泛的$δμ$和$L$。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Scaling behaviour of thin films on chemically heterogenous walls
本文研究了巨正则系综中流体在平面异质壁面上的吸附,该壁面上装饰有宽度为$L$的化学条纹。我们假设,与仅部分润湿的外部材料相比,条带的材料强烈地优先吸附液体。这种竞争导致的条纹上的液体的液滴的成核,高度$h_m$和形状(在体两相共存)已被预测先前使用介观界面哈密顿理论。我们测试这些预测使用微观基本措施密度泛函理论,其中包括短程流体-流体和完全长程壁-流体相互作用。我们的模型功能准确地描述包装效果不捕获的界面哈密顿量,但我们仍然表明,有很好的协议与预测$h_m\approx L^{1/2}$和缩放的圆形形状的下降,甚至为$L$小$50$分子直径。对于较小的条纹的液滴高度是相当低的介观界面理论预测的。还讨论了在具有多个条纹的基板上发生的液滴配置的相变。
2017-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The roles of bulk and surface thermodynamics in the selective adsorption of a confined azeotropic mixture
Durham University(杜伦大学);University of Cambridge(剑桥大学)
研究通过机器学习增强的经典密度泛函理论分析共沸混合物在受限环境下的吸附选择性,揭示了本体与表面热力学在吸附过程中的关键作用。
2026-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph