Tracking three-phase coexistences in binary mixtures of hard plates and spheres
利用Parsons-Lee理论研究了由硬片(厚度为L,直径为D)和硬球(直径为$σ$)组成的二元混合物中的分层相变的稳定性。各向同性-各向同性分层,这是发现在混合物中的大球和小板,很可能是抢先结晶。相比之下,向列相的分层,这是在大的板和小球的混合物中获得的,可以稳定在低直径比($σ$ /D)和纵横比(L/D)。在$σ$ /D的中间值时,组分的尺寸相似,各向同性-各向同性分层和向列相-向列相分层都不能稳定,但在富含板的非晶相和富含球的各向同性相之间发生非常强的分馏。我们的结果表明,排除体积相互作用能够单独解释实验观察到的向列相分离,但它们不能描述各向同性-各向同性(Chen et.例如,软物质,11,5775(2015))。
2016-02-17 cond-mat.soft
Composition dependence of the glass forming ability in binary mixtures: The role of demixing entropy
我们提出了一个比较研究的玻璃形成能力的二元系统具有不同的组成,其中系统具有相似的全球晶体结构(CsCl+面心立方)。采用伞形取样技术的偏置蒙特卡罗模拟表明,随着较小粒子的组成减少,产生CsCl核的自由能成本增加。我们发现,具有相对较低的自由能成本,以形成氯化铯核的系统表现出更明显的液晶/晶体界面附近的预结晶分层。CsCl和fcc晶体之间的结构挫折需要这种分层。我们发现,接近等摩尔的混合物的熵罚分层较低,玻璃形成系统可以自发结晶时,接种一个核。这种熵罚作为组合物的函数显示出非单调行为,在类似于众所周知的Kob-Anderson(KA)模型的组合物处具有最大值。虽然KA模型显示了最大的熵罚,从而对CsCl形成的最大挫折,它也显示了强烈的倾向于结晶成fcc晶格的较大的“A”粒子,这可以解释从研究的能量。因此,对于更接近于等摩尔混合物的系统,尽管需要分层以提供其抗结晶的稳定性,但对于KA模型,其不是分层而是由较小的“B”颗粒周围的局部有利结构引起的缓慢动力学和结构挫折,这使其成为良好的玻璃形成剂。虽然这里研究的玻璃形成二元系统是非常相似的,不同的只是在组成,我们发现,他们的玻璃形成能力不能归因于一个单一的现象。
2016-03-30 cond-mat.soft
Dynamical demixing of a binary mixture under sedimentation
我们调查的沉降动力学的二元混合物,其中的物种不同的斯托克斯系数,但在其他方面是相同的。我们分析的沉积动力学和形态的最终存款使用布朗动力学模拟的混合物与一系列的两个物种的沉降速度。此外,我们使用格子玻尔兹曼方法来研究流体动力学效应。我们发现了一个阈值的差异的沉积速度高于最终沉积物中的物种被隔离。在阈值以上,分离程度随着Stokes系数或沉降速度的差异而增加。我们提出了一个简单的分析模型,捕捉模拟存款的主要特点。
2021-12-03 cond-mat.soft
Virial coefficients and demixing of athermal nonadditive mixtures
我们计算的第四维里系数的二进制nonadditive硬球混合物在很宽的范围内的偏差,从直径的可加性和尺寸比。基于这些知识,我们建立了一个$y$扩展[B. Barboy和W. N. Gelbart,J. Chem. Phys. { \bf 71},3053(1979)],以便追踪流体-流体共存线,然后我们将其与可用的吉布斯系综蒙特卡罗数据以及通过流体状态的两个精细积分方程理论获得的估计进行比较。我们发现,在一个政权的适度负非加性和很大程度上不对称的直径,相关的空间和静电稳定的胶体混合物的建模,流体-流体临界点是不稳定的结晶。
2007-03-01 cond-mat.soft
Fluid-fluid demixing curves for colloid-polymer mixtures in a random colloidal matrix
本文研究了胶体-聚合物混合物吸附在胶体多孔介质中θ点附近的液-液相分离。为此,我们考虑Asakura-Oosawa模型中存在的淬火矩阵的胶体硬球。我们研究的分层曲线上的参数,其特征在于淬火矩阵的依赖性,固定的聚合物-胶体尺寸比为0.8。我们发现,在很大程度上,分层曲线只依赖于一个单一的参数f,它代表的体积分数,这是不可用的胶体。我们进行蒙特卡罗模拟的体积分数f等于40%和70%,发现在聚合物和胶体包装分数平面的双节点曲线有一个小的依赖于无序。相反,临界点会发生显著变化:例如,临界状态下的胶体填充分数随着f的增加而增加。最后,我们观察到的一些值的参数毛细管凝聚的胶体:一个大的贫胶体相是在化学平衡与富胶体相在基质中。
2011-09-07 cond-mat.soft
Demixing behavior in two-dimensional mixtures of anisotropic hard bodies
缩放粒子理论的硬discorectangles和硬矩形的二元混合物的二元混合物被用来预测可能的液晶分层方案在两个维度。通过从各向同性相的分叉分析,它表明,各向同性的分层是可能的,在二维液晶混合物的硬凸体。这种分叉分析测试对严格计算的相图的框架中的限制取向的二维模型(Zwanzig模型)。通过取向分布函数的参数化计算了硬圆盘矩形二元混合物的相图。结果表明,对于硬磁盘和硬磁盘矩形的混合物,不仅存在各向同性的向列分层,而且还存在以临界点为终点的向列分层,以及各向同性的向列-向列三相点。
2005-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion interaction between spheres of unequal size and demixing in binary mixtures of colloids
从理论上研究了通过加入小分子聚合物或其他等效的稀释剂来诱导胶体混合物分层的可能性。本文应用推广到短程有效相互作用的平均场论,导出了胶体颗粒二元混合物的相图在Asakura-Oosawa模型的基础上,确定了溶剂中的胶体颗粒(模拟为硬球)作为聚合物浓度的函数。当胶体颗粒的相对尺寸减小时,相图的拓扑结构改变:连接两种纯流体的液体-蒸汽临界点的临界线断裂,并且从较大颗粒的临界点开始的分支弯曲到较高的体积分数,其中浓度波动驱动转变。软胶体-聚合物相互作用的影响也进行了研究:即使存在一个小的排斥尾巴的潜力引起显着降低的稳定性阈值。在这种情况下,只需加入体积分数为百分之几的耗尽剂就可以发生相变。这些结果可能是相关的胶体混合物中的固化动力学最近的实验的解释。
2015-04-29 cond-mat.soft
Biaxial nematic phase stability and demixing behaviour in monolayers of rod-plate mixtures
我们从理论上研究的硬棒-板混合物的单分子膜的相行为,使用基本测量密度泛函的限制取向(Zwanzig)近似。我们认为这两个物种是受一个有吸引力的潜力成正比的颗粒接触面积的表面上,并与吸附强度,取决于物种类型。颗粒具有板状形状,使用对称标准选择尺寸:相同体积和相同纵横比$κ$。计算了$κ=10$、20和40以及不同吸附强度值的相图。对于小的吸附强度的混合物表现出二阶单轴向列-双轴向列的过渡杆$0\leq x\lesssim 0.9$的摩尔分数。在单轴取向相,棒和板的粒子轴分别垂直和平行于单层排列。在过渡区,板块轴的取向对称性被打破,它们的取向平行于表面上的指向矢。对于大的和相等的吸附强度的混合物在低压下分层成单轴的双相,丰富的板,和双轴的双相,丰富的杆。这种分层位于两个三临界点之间。此外,在较高的压力和在板丰富的相图的一部分,该系统表现出强烈的一阶单轴向列-双轴向列相变与一个大的密度共存间隙。当棒吸附相当大而板吸附很小时,向双轴晶相的转变总是二级的。在非常高的压力下,混合物可以有效地被识别为正方形和矩形的二维混合物,其再次在某个临界点以上分层。我们还研究了均匀相的相对稳定性与密度调制的近晶,柱状和结晶对称性。
2016-07-22 cond-mat.soft
Phase Separation in Two-Dimensional Additive Mixture
我们研究二维二元混合平行广场以及磁盘。最近的聚类算法使我们能够建立一个熵的分层过渡之间的均匀填充的流体相和一个分层相的一个几乎紧密包装的聚集体的大广场周围的流体的小广场。
1998-07-01 cond-mat.soft
Depletion induced demixing in polydisperse mixtures of hard spheres
多分散性混合物是其中存在具有整个尺寸范围的组分的混合物。结果表明,流体相的多分散硬球是不稳定的,除非大球体的密度至少呈指数下降,因为它们的尺寸增加。不稳定性是相对于大球体结晶成多个固相。
1998-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation and kinetics of transient metastable states in mixtures under coupled phase ordering and chemical demixing
我们目前的理论和模拟的同时在聚合物-液晶混合物中的化学分层和相序的条件下,各向同性-各向同性相分离是亚稳态的各向同性-双相变。据发现,中间相的形成过程中,由一个短暂的亚稳相,周围的有序相,其寿命是一个函数的比例的扩散取向迁移率。结果表明,聚合物-液晶混合物中的动力学相序类似于聚合物溶液中的动力学结晶。
2009-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bulk fluid phase behaviour of colloidal platelet-sphere and platelet-polymer mixtures
利用基于几何的基本测度密度泛函理论,我们计算了由薄的硬圆片和硬球组成的胶体混合物的体相流体相图。我们发现,各向同性的双相区的强增宽后,增加压力的相分离。在具有大的片晶尺寸比和球直径的混合物中,具有不同片晶浓度的两个非晶相之间也存在分层。我们制定了一个基本的测量密度泛函的混合物的胶体血小板和自由重叠的领域,代表理想的聚合物,并用它来获得相图。我们发现,对于低的片晶-聚合物尺寸比,除了各向同性-均相和向列相-均相共存外,片晶-聚合物混合物还显示各向同性-各向同性分层。相比之下,我们没有发现各向同性各向同性分层在硬核片晶球混合物的尺寸比考虑。
2012-10-09 cond-mat.soft
Mixing and demixing of binary mixtures of polar chiral active particles
我们研究了一个二维盒子中的极性手性(逆时针或顺时针)活性粒子的二元混合物周期性边界条件。除了粒子之间的排斥体积相互作用外,粒子还受到极速度对齐的影响。从广泛的布朗动力学模拟,发现粒子的配置(混合或分层)是由手征性差异和极速排列之间的竞争。当手征性差异与极速排列竞争时,顺时针方向的粒子聚集在一个团簇中,逆时针方向的粒子聚集在另一个团簇中,从而粒子被分层并可被分离。然而,当手征性差异或极速排列占主导地位时,粒子混合。我们的研究结果可用于手性活性粒子的二元混合物的分离的实验追求。
2018-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Binary fluid demixing: The crossover region
通过进行格子玻尔兹曼模拟的二元混合物,我们仔细检查的交叉区域,即在增长曲线中的参数区域,既没有惯性也没有粘性力占主导地位的粗化过程的二元混合物的旋节分解的动力学标度假设。我们的研究结果没有证据表明,在这个区域的缩放故障,可能会出现,如果该过程是有限的,由分子尺度的物理学在点的流体夹断域之间。仔细的数据分析使我们能够改进先前对交叉区域宽度的估计,该宽度比先前报道的要窄一些。
2001-03-13 cond-mat.soft
Communication: Virial coefficients and demixing in highly asymmetric binary additive hard-sphere mixtures
在高度不对称的添加剂硬球的二元流体混合物中的分层问题被重新审视。一个比较之前使用截断维里展开的三个有限的尺寸比与那些,一个得到相同的方法在极端的情况下,其中一个组成部分由点粒子的结果。由于后者的系统是已知的,不表现出流体-流体隔离,在所有情况下,在截断系列中出现的临界常数的行为观察到的相似性,而不是决定性的,可能会严重怀疑的实际存在的分层流体-流体过渡的添加剂硬球混合物的尺寸的二元混合物。
2013-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Demixing in a single-peak distributed polydisperse mixture of hard spheres
给出了多分散混合物旋节线的解析推导。它适用于流体的过剩自由能可以准确地描述的功能的几个时刻的大小分布。结果表明,这样的混合物的硬球在打击乐Yevick近似从来没有demixes,尽管它的大小分布。然而,在Baglik-Mansoori-Carnahan-Starling-Leland近似中,它对于足够宽的对数正态尺寸分布进行了分层。这一结果的重要性是双重的:首先,这种分布是单峰的,但它相分离;第二,对数正态分布出现在许多实验环境中。对于平行硬立方体流体,也出现了同样的现象。
1998-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixtures of Charged Colloid and Neutral Polymer: Influence of Electrostatic Interactions on Demixing and Interfacial Tension
用自由体积理论研究了带电胶体和中性非吸附性聚合物二元混合物的平衡相行为。首先将带电硬球大离子和理想粗粒有效球聚合物的模型混合物映射到具有非加性直径的二元硬球混合物上,然后映射到有效Asakura-Oosawa模型上[S. Asakura和F. Oosawa,J.Chem.Phys.22,1255(1954)]。有效模型是由一个单一的无量纲参数定义的-聚合物直径的有效胶体直径的比率。对于高盐浓度比,自由能的自由体积近似用于计算流体相图,其描述分层成富胶体(液体)和贫胶体(蒸气)相。增加静电相互作用的范围使分层双结点向更高的聚合物浓度移动,从而稳定混合物。增强的稳定性是由于聚合物耗尽引起的静电排斥大离子之间的吸引力减弱。与密度泛函理论预测的比较表明,在液-气界面张力的相应增加。预测的相稳定性趋势与观察到的食品胶体中蛋白质-多糖混合物的行为一致。
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid crystalline phases and demixing in binary mixtures of shape-anisometric colloids
本文建立了一个由棒状、片状和球形颗粒组成的二元混合物的形状不等轴颗粒嵌入立方晶格的理论模型。该模型的目的是提供一个工具,在各种液晶胶体,生物和大分子系统的复杂相行为的预测和解释。引入颗粒之间的排斥相互作用,获得了丰富多样的相结构和多相平衡,包括各向同性相、层状相、层状相和柱状相,分层成相同或不同对称性的相,以及同一相中不同种类的混合物的结构显微偏析。
2010-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Demixing can occur in binary hard-sphere mixtures with negative non-additivity
一个二元流体混合物的非添加剂的硬球,其特征在于由一个尺寸比$γ=σ_2/σ_1<1$和一个非加性参数$Δ=2σ_{12}/(σ_1+σ_2)-1$被认为是在无限多的维度。从状态方程的第二维里近似(这是准确的限制$d\to\infty$)的分层过渡与一个关键的共溶点在包装分数缩放$η\sim d 2^{-d}$被发现,即使是轻微的负非加和性,如果$Δ>-{1/8}(\lnγ)^2$。提供了关于冻结的分层的稳定性的参数。
2005-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Demixing and orientational ordering in mixtures of rectangular particles
使用比例粒子理论的二元混合物的二维硬颗粒的旋转自由度,我们分析的稳定性的双相和分层相行为的各种混合物,集中在情况下,其中至少有一个组成的硬矩形或硬正方形。硬矩形的纯流体除了通常的单轴取向相之外,还可以表现出具有两个指向矢的附加(四轴)取向相,其类似于三维流体中的双轴或立方相。有计算机模拟的证据表明,四次相可能是稳定的相位与空间秩序的矩形与低纵横比。由于硬矩形与其他本身不具有稳定的四次有序的颗粒混合,四次相通过第一或第二阶相变而不稳定为单轴晶相或各向同性相;对于低纵横比的硬矩形,四次有序在相对大的体积分数范围内持续存在。这些转变的顺序取决于颗粒的几何形状,尺寸和混合物的热力学条件。混合物的第二组分被选择为硬盘或圆盘矩形,其几何形状与矩形不同,导致填充挫折和分层行为,或者简单地为不同纵横比的矩形。这些混合物可能是很好的候选人,用于观察在硬颗粒的单层中的结晶稳定的四次相。最后,流体(各向同性-四次或四次-四次)相之间的分层被认为是发生在不同尺寸的硬正方形的混合物时,尺寸比是足够大的。
2007-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of Dynamical Anisotropy induced by Demixing in a Binary System with Differential Diffusivity under an External Potential
Indian Institute of Technology, Jodhpur(印度理工学院乔德普尔分校);University of Delhi(德里大学);Università di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学)
通过模拟研究外部势和填充分数对具有不同扩散率的二元粒子混合物脱混行为的影响,发现外部势促进脱混并诱导冷粒子形成六角序,以及动态各向异性的涌现。
2026-05-28 cond-mat.soft
Phase separation in star polymer-colloid mixtures
研究了星形臂数f= 2,6,16,32和不同星形-胶体尺寸比的星形聚合物-胶体混合物的分层转变。在理论上,我们用直接分子计算机模拟得到的三个有效对势求解二元混合物的热力学自洽Rogers-Young积分方程。数值结果显示了旋节不稳定性。近似计算了分离双结点,并发现与实验观测相一致。
2000-10-12 cond-mat.soft
Binary non-additive hard sphere mixtures: Fluid demixing, asymptotic decay of correlations and free fluid interfaces
利用基本测度密度泛函理论,我们研究了二元非加性硬球模型的体相和非均匀体系。对于足够大的(正)非加和性,混合物相分离成具有不同组成的两个流体相。我们计算的体积流体-流体共存曲线的范围内的尺寸比和非加性参数,并发现它们比较以及从文献中的模拟结果。利用Ornstein-Zernike方程,我们研究了部分对关联函数g_ij(r)的渐近(r →无穷)衰减。在低密度下,两种不同的阻尼振荡模式之间的渐近衰减中发生了结构交叉,其具有对应于两种内硬核直径的不同波长。在接近流体-流体临界点时,存在从指数阻尼振荡到单调渐近衰减的Fisher-Widom交叉。使用密度泛函,我们计算的密度分布的平面自由流体-流体界面共存的流体相。我们证明了g_ij(r)的渐近衰减类型不仅决定了界面轮廓的渐近衰减,而且与中间甚至短程行为有关。我们还确定了自由流体界面的表面张力,发现它与非加性增加,并在接近临界点的平均场标度举行。
2010-07-29 cond-mat.soft
Rescaled density expansions and demixing in hard-sphere binary mixtures
从压力的精确低密度膨胀出发,分析了不同尺寸不对称的添加剂硬球的二元流体混合物的分层转变。已经在第二维里近似的流体分离成两个阶段的不同组成与较低的共溶临界点。通过连续地将第三,第四,和第五维里系数,临界会溶点移动到更高的值的压力和更低的值的大球体的部分数分数。当压力的精确低密度膨胀被重新标度到更高的密度时,如在Percus-Yevick理论中,通过增加更精确的维里系数,发现相图中临界共溶点的不同定性移动.本文认为,出现在许多混合物经验状态方程中的Percus-Yevick因子对临界共溶点的位置有深刻的影响,因此,必须小心地对待所得到的规定方程的相图。
2004-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting of a symmetrical binary fluid mixture on a wall
本文研究了在非选择性吸引壁面上,低于分层温度的对称二元流体的润湿行为。虽然它在本体中分层,但足够薄的液膜保持混合。然而,在接近液体/蒸气共存时,液体膜的厚度增加,并且其可以分层,然后润湿基板。我们表明,润湿性能是由两个长度尺度的相互作用有关的密度和组成波动。这个问题的分析框架内的一个通用的两个组件的Ginzburg-Landau功能(适用于系统的短程相互作用)。这个功能是最小化的数值和解析内的分段抛物潜在的近似。发现了一些新的表面过渡,包括一阶分层和预湿,连续分层,连接两个制度的三临界点,或临界端点,超过该点的预湿线分离的强和弱分层膜。我们的结果支持详细的蒙特卡罗模拟的对称二元Lennard-Jones流体在吸引壁。
2000-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixing-demixing transition and void formation in quasi-2D binary mixtures on a sphere
出于观察的异质域结构的细胞和囊泡的表面上,并通过域的形成,由于复杂的分子吸附到复合膜上,我们认为一个最小的准二维模型来描述的结构的二元混合物的表面上的球形颗粒。研究了分散性和吸附颗粒(AP)的加入对混合物结构的影响。我们定义了一个新的标量,测地线混合参数$Ξ$,通过它,我们详细说明的效果的可扩展性和优先亲和性的AP的混合物的两个组件之一的作用,明确区分混合和去混合之间只引起AP。最后,通过检查空隙尺寸的分布,我们展示了空隙的形成是如何被控制从指数尾到肥尾分布的过渡的可压缩性和AP-混合物相互作用所支配的。
2022-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dynamics of transient metastable states in mixtures under coupled phase ordering and chemical demixing
我们目前的理论和模拟的同时在聚合物-液晶混合物中的化学分层和相序的条件下,各向同性-各向同性相分离是亚稳态的各向同性-双相变。在这种情况下的机制是成核和生长,它被发现,中间相生长的过程中,由一个短暂的亚稳相,围绕有序相,其寿命是一个函数的比例的扩散取向迁移率。在旋节分解的情况下,不同的动态制度,观察取决于迁移率比:亚稳相分离前相序,相序前相分离,或同时相序和相分离。不仅整体动力学,而且材料的最终结构可以是不同的每个动力学制度。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Demixing in binary mixtures of hard hyperspheres
研究了四维和五维硬超球二元流体混合物的相行为。Spinodal不稳定性是通过使用最近的和准确的处方的状态方程的混合物,需要作为输入的单组分流体的状态方程。所发挥的作用的维数上可能的亚稳性的分层过渡相对于流体-固体过渡进行了讨论。压力-化学势表示中的双结点曲线位于一条公共线上,与尺寸比无关
2000-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Nonreciprocity as a Generic Mechanism for Demixing in Flocking Mixtures
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI-DS)(马克斯·普朗克动力学与自组织研究所);Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Univ. Montpellier, CNRS(夏尔·库隆实验室(L2C),蒙彼利埃大学,法国国家科学研究中心)
该研究揭示了非互易性在 flocking 混合物中通过破坏有序相导致分层的通用机制,通过数值模拟和连续方程分析,展示了非互易性引发的结构形成与物种分离现象。
2026-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mixing-Demixing Phase Diagram for Simple Liquids in Non-Uniform Electric Fields
推导了不同电极几何形状和任意介电常数本构关系的二元液体混合物在电场中的混合-分层相图。通过关注液-液界面的行为,我们产生了简单的解析表达式的界面位置对实验参数的依赖性。我们还表明,相图中包含的区域,液体分离不能发生在任何施加的领域。边界“静电双节点”线的解析表达式揭示了区域的大小和形状强烈地依赖于液体之间的介电关系。此外,我们预测存在的"静电旋节"线,确定的条件下,液体处于亚稳态。最后,我们构建了封闭系统的相图映射到一个开放的系统,通过有效的液体组成的解决方案。对于在固定温度和混合物组成下的封闭系统,液体分离发生在表面电势(或电荷密度)的有限"窗口"中。更大的电势或电荷密度违反直觉地破坏界面,导致液体混合。这些结果为液体在非均匀电场中的行为提供了易于检验的预测,从而为实验提供了有价值的指导。
2013-07-17 cond-mat.soft
Generalized Rosenfeld scalings for tracer diffusivities in not-so-simple fluids: Mixtures and soft particles
Rosenfeld [Phys. Rev. A 15,2545(1977)]注意到,将简单单原子平衡流体的输运系数转换为特定的无量纲形式,使它们近似为过剩熵的单值函数。这具有预测价值,因为虽然稠密流体的输运系数很难从第一原理估计,但过剩熵通常可以从液态理论准确预测。在这里,我们使用分子模拟研究罗森菲尔德的观察是否是一个特殊的情况下,一个更一般的比例关系的流动性的混合物中的粒子的过剩熵。具体来说,我们研究示踪剂扩散系数,静态结构,和热力学性质的各种单组分和双组分模型流体系统的硬球或高斯核形式的添加剂或非添加剂的相互作用。模拟的结果表明,混合物的浓度和组合物,颗粒大小的不对称性和添加剂,以及在这些流体中的颗粒间相互作用的强度的影响是一致的经验标度定律有关的过剩熵的一个新的无量纲(广义罗森菲尔德)形式的示踪剂扩散率,我们在这里介绍。示踪剂扩散系数的无量纲形式来自于分子间势和稀释极限中流体的运输/热力学行为的知识。广义Rosenfeld标度需要更少的信息,并提供更准确的预测,无论是Enskog理论或标度的基础上对相关的贡献过剩熵。然而,正如我们所展示的,它也受到一些限制,特别是对于表现出显着解耦的单个组件示踪剂扩散率的系统。
2009-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation dynamics in a two-dimensional magnetic mixture
基于经典的密度泛函理论,研究了二维二元海森堡流体混合物的分层相变。混合物中的粒子被建模为高斯软球,其中一个组件的特点是由一个额外的海森堡类型的经典自旋-自旋相互作用。在DFT中,我们使用平均场近似处理粒子相互作用。对于某些磁耦合强度,我们计算的密度浓度平面的相图。对于足够大的耦合强度和密度,我们发现一个分层相变驱动的磁性物种的铁磁相互作用。我们还提供了微观描述(即,密度分布)。最后,我们使用动态密度泛函理论(DDFT)研究相分离,同时考虑成核过程和旋节线分层。
2011-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling Law for Sequence-Induced Demixing of Compositionally Identical Copolymers
North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学)
研究揭示了同组成共聚物因序列差异导致相分离的缩放规律,提出新的理论模型并通过模拟验证。
2026-02-05 cond-mat.soft
Biaxial nematics and nematic-nematic demixing in polydisperse mixtures of hard board-like particle fluids
Universidad Carlos III de Madrid(马德里卡洛斯三世大学);Universität Tübingen(蒂宾根大学);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
本研究通过理论模拟和蒙特卡洛模拟,发现多分散性增强硬板状粒子液晶中单轴相分离并扩大双轴相稳定区,为沉降实验设计提供参考。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trajectory Extending Kinetic Monte Carlo Simulations to Evaluate Pure and Gas Mixture Diffusivities through a Dense Polymeric Membrane
针对致密膜中气体次扩散导致扩散系数难提取的问题,采用轨迹延伸动力学蒙特卡洛法延伸模拟时间尺度,可准确计算纯气体及二元混合物扩散系数,证实混合物扩散数据对膜性能评估更可靠,为气体分离材料性能评价提供有效模拟方法。
2023-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Depletion induced demixing and crystallization in binary colloids subjected to an external potential barrier
利用正则系综分子动力学模拟研究了不同尺寸的二元胶体混合物在外部势垒作用下的动力学行为。在二元混合物中,外部势垒和较大物种之间的吸引耗尽相互作用导致混合物相分离。在较高的体积分数下,在势垒附近形成较大颗粒的纯相,并且该纯相的局部密度足够高,使得在该区域形成面心立方晶畴。该结晶相垂直于外部势垒扩散。较大颗粒的扩散系数的温度依赖性是非Arrhenius的,并且随着体积分数的增加从亚Arrhenius变化到超Arrhenius。这种从亚阿克里欧斯到超阿克里欧斯扩散的交叉与势垒附近的结晶形成相吻合。
2021-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling phase separation in microgel-polymeric micelle mixtures using variable quench rates
我们研究了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)微凝胶胶体和三嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)表面活性剂的混合物的温度依赖性相行为,它经历胶束化。这些系统中的甘精胰岛素是由温度升高引起的。在这里,我们改变的加热速率,并观察到的聚集机制的变化,从一个耗尽的微凝胶的胶束在低温下,在高温下的两个物种的协会。我们用它在一个微凝胶浓度下访问多个结构。发现胶束浓度高于7wt%的样品在低于33度的温度下,在微凝胶颗粒部分溶胀的条件下,分层成富含和贫含微凝胶颗粒的相。在快速加热下,完全分层被绕过,而是形成凝胶网络。因此,样品的温度历史允许在不同的最终结构之间进行动力学选择,所述最终结构可以是亚稳态的。
2021-04-08 cond-mat.soft
Fluid-fluid demixing and density anomaly in a ternary mixture of hard spheres
我们报告的巨正则解的三元混合物的离散的硬球定义的Husimi晶格建立立方体,它提供了一个平均场近似的立方晶格上的这个系统。该混合物由点状颗粒(0 NN)和排除其第一个(1 NN)和第二个邻居(2 NN)的颗粒组成,分别具有活性$z_0$、$z_1$和$z_2$。我们的解决方案揭示了一个非常丰富的热力学行为,与两个固相与1 NN($S1$)或2 NN粒子($S2$)的顺序,和两个流体相,是一个定期($RF$)和其他的特点是0 NN粒子($F0$相)的优势。然而,在相图的大多数部分中,这些流体($F$)相是不可区分的。在所有四个相之间观察到不连续的转变,在系统中产生几个共存表面,其中流体-流体和固体-固体分层表面。前一个由临界点线和三相点线(其中相$RF$ - $F0$-$S2$共存)限定,两者在特定点相遇,之后流体-流体共存变为亚稳态。找到了连接$F$ - $S1$、$F$ - $S2$和$S1$ - $S2$共存表面的另一条三相点线。在$F$ - $S1$界面上还观察到了一个临界界面,该界面满足$F$ - $S1$共存的条件.此外,热力学异常的特征在于最小的粒子的总密度的等压曲线被发现,产生三个表面的最小密度的活动空间中,这取决于活动是保持固定的计算过程中。
2020-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Composition inversion in mixtures of binary colloids and polymer
理解混合物的相行为仍然是一个挑战,即使是对于可能被认为是“简单”的系统。在这里,我们考虑一个非常简单的混合物的两个胶体和一个非吸附性的聚合物物种,它可以被简化,甚至进一步的大小不对称的二元混合物,其中有效的胶体-胶体相互作用取决于聚合物的浓度。我们表明,这个基本系统具有令人惊讶的丰富的相行为。特别是,我们询问这样的系统是否仅具有液-汽相分离(如在单组分胶体-聚合物混合物中),或者另外是否可以发生两个胶体相的液-液分层。粒子分辨实验显示出类似分层的行为,但当与定制的蒙特卡罗模拟相结合时,这被证明是虚幻的,我们发现只有一个单一的液体-蒸汽过渡发生。随着聚合物浓度的增加,小颗粒向液相的逐渐迁移引起组成反转-液相中大颗粒浓度的最大值。临界附近的密度波动被发现是由较大的胶体为主。
2018-01-23 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
Virial coefficients, equation of state, and demixing of binary asymmetric nonadditive hard-disk mixtures
第五维里系数,压缩因子,流体-流体共存曲线的二元非对称非添加剂混合物的硬盘的值的报告。前者对应于广泛的尺寸比和正非相加性,并且是通过计算相应簇积分的标准蒙特卡罗方法获得的。从正则蒙特卡罗模拟中得到了两个尺寸比值($q=0.4$和$q=0.5$)、一个非加性参数值($Δ=0.3$)和五个最大直径物质摩尔分数值($x_1=0.1$、$0.3$、$0.5$、$0.7$和$0.9$)的压缩因子与密度的函数关系。在相同的尺寸比和非加和性参数下,用Gibbs Energy-Monte Carlo模拟蒙特卡罗模拟得到了与液-液相变有关的共存线上的一些点.数值计算结果与一些理论状态方程的计算结果进行了比较。
2017-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Bulk phase behaviour of binary hard platelet mixtures from density functional theory
我们调查各向同性各向同性,各向同性的,向列相共存的二元混合物的圆形血小板消失的厚度,连续的旋转自由度和径向尺寸比$λ$高达5。一个基本的措施密度泛函理论,以前用于单组分模型,提出和结果进行比较,从Onsager理论作为基准。对于$λ\leq 1.7$,系统显示各向同性-双相共存,随着$λ$值的增加,双相区变宽。对于尺寸比$λ\geq 2$,我们发现两个π态的分层变得稳定,并且可以发生各向同性π-π三相点。基本测度理论给出了一个比Onsager理论更小的各向同性双相区,并将转变定位在较低的密度。此外,在给定的$λ$值下,比Onsager理论中发现的更大范围的组合物上发生向列相-非向列相分层。这两种理论预测的相图的拓扑结构相同。部分有序序参量随组成强烈变化,表明较大的颗粒比较小的颗粒更强有序。
2010-01-29 cond-mat.soft
Interference of dynamical arrest, thermodynamic instabilities and energy-scale competition in symmetric binary mixtures
Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí(圣路易斯波托西自治大学物理研究所);Monte Caldera Technologies Inc.(蒙特卡尔德拉科技有限公司)
研究探讨了动力学冻结、热力学不稳定性与能量尺度竞争在对称二元混合物中的相互作用,揭示了不同机制驱动的非晶态形成及相图分类。
2026-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterization of PMMA--3-octanone binary by turbidity and light scattering measurements
本文测量了由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和3-辛酮组成的二元混合物($M_w = 55900$ g/mol)的共存曲线和临界点性质。这种二元混合物具有分层转变,其具有上临界溶解温度$T_c$,其确实具有可用于若干应用的令人感兴趣的性质:a)其相关长度大于液-液二元混合物的相关长度,b)其粘度小于聚合物共混物; c)3-辛酮具有比其它溶剂小得多的蒸发速率。首先用浊度表征混合物,得到不同体积分数PMMA的分层温度。得到了临界点的坐标:$ϕ_c = 12.8\pm0.2$ %和$T_c = 306.5\pm0.1$ K。然后,在具有12.8%体积分数的PMMA的溶液中使用静态光散射测量临界点附近的相关长度$ξ$。利用PMMA-辛酮混合物具有与Ising 3D相容的标度指数的事实,我们更精确地确定了临界温度$T_c = 306.58\pm0.04$ K,并且我们发现$ξ\simeq ξ_0 [(T-T_c)/{T_c}]^{-0.63}$具有$ξ_0 = 0.97\pm 0.02$ nm。讨论了该值与根据浊度从其他测量值外推的值之间的差异。
2013-10-24 cond-mat.soft
Interfacial tension and nucleation in mixtures of colloids and long ideal polymer coils
理想聚合物与直径小于聚合物回转半径的硬球的混合物,表现出广泛的不相容性。这些混合物的分层相之间的界面张力估计,是成核的障碍。发现屏障与聚合物的半径成线性比例,导致其对于大聚合物变得大。因此,对于大的聚合物,成核被抑制,并且相分离通过亚稳分解进行,如在聚合物共混物中一样。
2002-05-01 cond-mat.soft
Multiple interfaces in diffusional phase transitions in binary mesogen-non-mesogen mixtures undergoing metastable phase separations
对具有各向同性-各向同性(I-I)相分离的混合序参量体系进行了化学分层和相有序化的理论和模拟,该体系相对于各向同性-非均匀(I-N)相有序化转变是亚稳态的.在一定条件下,无序相转变成有序相通过运动的双前锋包含一个亚稳相产生的I-I分层,以前没有报道的驱动机制。不同的动力学制度被发现取决于在热力学相图中的初始条件的位置和扩散相序迁移率之间的比率。对于扩散过程,取决于温度是高于还是低于临界共溶解点,在耗尽层中发生拐点或相分离。这种相分离导致第二界面的形成,其中两个亚稳各向同性相的分离随时间单调增长。观察到的偏离典型的Fickian浓度分布与强烈的正偏差的混合物从理想的,由于浓度之间的耦合和双有序。虽然感兴趣的系统包括液晶纳米复合材料,这种新的机制可以适用于任何混合物,可以经历有序-无序过渡和分层。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase diagrams of binary mixtures of patchy colloids with distinct numbers and types of patches: The empty fluid regime
我们研究了不同的键能对低官能度流体混合物临界状态的影响。我们专注于混合物的颗粒与两个和三个补丁,因为这包括混合物中的“空”流体最初报告。除了斑块的数量,物种在斑块或结合位点的类型上也有差异。为了简单起见,我们认为每个物种上的斑块是相同的:一个物种有3个$A$型斑块,另一个物种有2个$B$型斑块。我们已经发现了一个丰富的相行为与封闭的兼容性差距,液-液分层和负向异性。发现当$AB$键比$AA$或$BB$键弱时,液-液分层会抢占这些混合物的“空”流体状态。相比之下,当$AB$键强于其他两个键中的至少一个时,这类混合物表现出“空”流体行为。具有键能$ε_{BB}=ε_{AB}$和$ε_{AA}<ε_{BB}$的混合物被发现表现出不寻常的负向异性。
2011-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pattern formation in binary fluid mixtures induced by short-range competing interactions
分子动力学模拟和积分方程计算的一个简单的等摩尔混合物的双原子分子和单体通过吸引和排斥的短程势相互作用显示存在的斑图形成(微观异质性),主要是由于耗尽力远离分层区域。用逆蒙特卡罗方法和积分方程反演方法从对关联函数中提取的有效位-位势具有短程吸引势和长程排斥势的特征。当电荷被纳入模型中时,这变成了室温离子液体的粗粒度表示,并且正如预期的那样,中程有序变得更加明显和稳定。
2015-06-29 cond-mat.soft
Collective self-sorting on a chip
Huygens-Kamerlingh Onnes Laboratory, Universiteit Leiden(莱顿大学休厄斯-卡末林·昂尼斯实验室)
该研究基于粒子模拟与Quincke滚轮混合物实验,利用速度差异和曲率构建微流控装置,实现二元混合物的高效连续分选,为自主微流控分离提供新途径。
2026-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Phase Separation under Ultra-Slow Cooling: Onset of Nucleation
我们讨论了一个缓慢的连续漂移的温度,从而导致连续的相分离,和非线性扩散项的$ϕ^4$模型的二元混合物的相分离之间的相互作用。这导致了扩散分层的稳定性的界限。有人认为,这些发现是不是特定的$ϕ^4$模型,但他们总是适用于轻微的修改的约束。在实践中,只有在对实际混合物进行实验时采取特殊的预防措施,才能实现稳定的扩散分层。因此,最近观察到的复杂的动力学行为在这样的系统应被视为一个新的挑战,了解相分离系统的一般特征。
2008-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamics of Binary Fluid Mixtures - An Augmented Multiparticle Collison Dynamics Approach
本文通过将多粒子碰撞动力学(MPC)与Ginzburg-Landau自由能泛函耦合并引入密度依赖项,提出一种增强的二元流体及多相流模拟方法,验证表明其能准确描述临界分离点热力学、液滴界面涨落及相分离动力学。
2018-03-08 cond-mat.soft
Effective equilibrium states in mixtures of active particles driven by colored noise
我们考虑具有不同的持续时间和扩散率的活性粒子对的稳态行为。为了这个目的,我们采用主动Ornstein-Uhlenbeck模型,其中粒子是由有色噪声驱动的指数关联函数的强度和相关时间从物种到物种。通过将Fox理论推广到多组分,我们用泛函微积分导出了系统构型分布函数的近似Fokker-Planck方程。在说明了预测的分布在可解的情况下,两个粒子通过谐波势相互作用,我们认为系统的粒子排斥通过逆幂律势。我们比较分析预测,计算机模拟这样的软排斥相互作用在一维,并表明,在线性顺序的持久时间的理论是令人满意的。这项工作提供了工具箱定性描述多体现象,如分层和耗尽,通过有效的对势。
2018-01-16 cond-mat.soft
Symmetric mixtures in slit-like pores with selective walls
Maria Curie-Sklodowska University(玛丽亚·居里-斯克沃多夫斯卡大学)
研究揭示了在狭缝状孔隙中,对称混合物因非加性和壁面相互作用差异导致的相分离行为,指出壁面选择性影响孔隙填充过程。
2026-03-30 cond-mat.soft
On the effective one-component description of highly asymmetric hard-sphere binary fluid mixtures
研究了高度非对称添加剂硬球的二元流体混合物的相图。从混合物热力学性质的精确低密度展开式分析了分层,并与基于有效单组分描述的流体-流体分离进行了比较。从这两种方法,这已被声称是等效的,得到的结果的差异,并指出其可能的起源进行了讨论。有人认为,要处理这些差异,应设计新的理论近似。
2005-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech