Surface Tension Prediction for Liquid Mixtures
最近Escobedo和Mansoori(AIChE J.42(5):1425,1996)提出了一种新的表达式,最初来自统计力学,用于预测纯流体的表面张力。在本报告中,同样的理论被推广到有机液体的混合物的情况。用该方程对55种二元混合物的表面张力进行了预测,预测结果在0.50AAD %以内,优于其它预测方法。使用相应的状态表达式的表面张力的所有55个二元混合物的预测内的总的2.10 AAD%。所提出的模型也适用于多组分液体混合物。
2017-12-06 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Interfacial thermodynamics of spherical nanodroplets: Molecular understanding of surface tension via hydrogen bond network
表面张力在包括大气液滴的冷凝或蒸发的相变中起着普遍存在的作用。特别是,1纳米尺度的临界核的界面热力学的理解是重要的成核活化能垒的分子表征。本文采用分子动力学和密度泛函理论对球形纳米液滴的表面张力进行了研究,发现球形纳米液滴的表面张力在半径小于1 nm时明显减小,其解析表达式与经典的Tolman方程一致.特别是,纳米液滴的自由能分析表明,表面张力的变化主要源于界面分子的构型能,这是由越来越多的破坏氢键网络作为液滴尺寸减小证明。我们的结果可以应用到与分子涨落相关的界面相关现象,如亚纳米尺度下的宏观热力学量不明确的生物分子吸附。
2020-04-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Interfacial tension of reactive, liquid interfaces and its consequences
不混溶液体的分散体,如乳液和聚合物共混物,是许多工业应用的核心,这使得对其性质(形态,稳定性等)的理解变得更加复杂。非常感兴趣。这些性质的广泛范围取决于界面现象,因此理解界面现象特别重要。在使用预制表面活性剂的非反应性稳定过程中,乳液和聚合物共混物中的界面张力行为在理论和实验上都得到了很好的理解。然而,在反应体系中的界面张力行为的这种描述,其中稳定剂是在原位产生的(并且作为许多体系的稳定途径是更有效的),尚未在社区中找到共识。在这篇评论中,我们比较了不同的理论已经开发的非反应性和反应系统,我们讨论了他们的能力,捕捉实验发现的行为。最后,我们解决的后果的反应性稳定过程中的全球乳液或聚合物共混物的形态和在界面尺度。
2017-08-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Empirical correlation of the surface tension versus the viscosity for saturated normal liquids
1966年Pelofsky提出了表面张力的自然对数与粘度的倒数之间的经验线性关系,这似乎适用于广泛的流体。特别是,它已被证明是有用的情况下,正构烷烃及其二元和三元混合物。然而,最近已经发现,它不适用于几种离子液体,除非倒数粘度提高到幂。至少对于所研究的离子流体,该幂的指数固定为0.3。在目前的工作中,原始Pelofsky关联和修改后的表达式,包括指数的性能和精度进行了研究,为56个不同种类的非离子流体在很宽的温度范围内。此外,限定了温度范围,对于该温度范围,每个表达式以低于1%的平均绝对偏差再现表面张力值。所需的系数都给出了广泛的和界定的温度范围为每个表达式。不幸的是,结果表明,在修改Pelofsky表达式的指数值是物质依赖的正常流体研究。
2016-06-29 cond-mat.soft physics.chem-ph
The effects of solid-liquid interfacial tension on the settlement of sediment flocs
本文研究了泥沙固液界面张力对泥沙絮体沉降的影响。通过对机械化学和物理化学的讨论,给出了包含界面张力和初级粒径\textit{etc.}等絮体生长动力学信息的沉降速度表达式。结果表明,泥沙絮体的平均沉降速度随固液界面张力的增大呈幂律增大,随初始粒径的增大而减小。本文提出了一种分析不同絮凝条件下泥沙絮体沉降行为的通用方法,并通过将典型的实验数据拟合到由界面张力与电解质浓度关系建立的依赖于电解质浓度的沉降模型,验证了张力诱导絮凝假设的合理性。
2006-09-21 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Integral equation for the interfacial tension of liquid metal in contact with ionic melt
导出了液态金属-离子熔体界面处界面张力随外极化强度变化的封闭积分方程。应用Popel ′-Pavlov等温线分析电毛细曲线(ecc),即界面张力对电极电位的依赖关系。在“双交换参数”近似下考虑了吸附粒子间的相互作用。假定双电层(del)中的电势分布类型类似于“串联电容器”。对实验中的ecc的分析提出了求解方法。
2004-06-23 physics.chem-ph
Curvature-dependence of the liquid-vapor surface tension beyond the Tolman approximation
表面张力是物质凝聚力的宏观表现形式,其值$σ_\infty$很容易在平坦的液-气界面上测量。对于具有小曲率半径$R$的界面,表面张力可能与$σ_\infty$不同。托尔曼方程,$σ(R) = σ_\infty / (1 + 2 δ/R)$,其中$δ$为恒定长度,通常用于描述纳米级现象,例如成核。在这里,我们报告的实验在乙醇和正庚烷中的气泡的成核,并结合他们的同行在过饱和蒸汽中的液滴的成核,并与水的数据分析。我们表明,无论是一个恒定的表面张力,也不是托尔曼方程可以始终如一地描述的数据。我们还研究了在$σ(R)$中包含$1/R$和$1/R^2$项的模型。我们描述了一个一般的程序来获得这些条款的系数从详细的成核实验。这项工作解释了在以前的分析中获得的托尔曼长度的相互冲突的值,并为今后的工作提出了方向。
2016-02-03 physics.chem-ph
The Determination of Microscopic Surface Tension of Liquids with a Curved Interphase Boundary by Means of Positron Spectroscopy
基于对正电子素气泡模型的新阐述,建立了纳米气泡微观表面张力$σ(R)$的测定方法。与现有的无结构Ps气泡模型相比,我们的版本包含实验已知的液体分子特性。在微观基础上导出了Ps泡半径$R$与$σ(R)$之间的关系,类似于Tolman方程. $σ(R)$的数值是为大量的液体和液化气体确定的。结果与文献中的理论预期和独立评价一致。
2002-09-30 physics.atm-clus physics.chem-ph
Surface Tension of Ab Initio Liquid Water at the Water-Air Interface
我们报告的水-空气界面的表面张力的从头计算分子动力学(AIMD)模拟计算。我们研究了力场分子动力学(MD)模拟中水的表面张力对模拟单元尺寸的依赖性,结果表明计算的表面张力随模拟单元尺寸的增加而增加,从而说明AIMD模拟中使用的小系统需要校正有限尺寸效应。AIMD模拟表明,由于Pulay应力,双双周向基组高估了实验测量的表面张力,而三周向基组和四周向基组给出了类似的结果。我们进一步证明了范德华修正对表面张力的影响。无范德华力校正的AIMD模拟大大低估了表面张力,而采用Grimme D2技术的范德华力校正导致表面张力值过高。Grimme的D3范德华校正提供了接近实验值的表面张力。而范德华校正和基组的具体选择严重影响计算的表面张力,表面张力是非常不敏感的细节交换和相关功能,这突出了长程相互作用的影响表面张力。这些模拟值提供了重要的基准,无论是改善范德华校正,AIMD模拟水界面。
2016-03-04 physics.chem-ph
Electromechanics of the liquid water vapour interface
两个集体性质区分薄的液体水蒸气界面从散装液体的压力张量的各向异性引起的表面张力和定向排列的分子导致一个有限的偶极表面电位。这两种性质都可以被视为毛细现象,并且可能是耦合的。我们已经研究了这种耦合,通过确定的表面张力的切向分量的响应,以使用有限场分子动力学模拟的表面垂直的电场的应用。我们发现了一个最大值远离零场的倒置抛物线。比较分子动力学的结果,一个基本的机电连续模型,我们涉及的零场导数的切向部分的表面张力的静电势产生的自发偶极排列。计算表明,这些量具有相似的值,但不相同,事实上也不需要相同。机电模型还允许我们将二次场依赖性的绝对曲率转换为水界面的有效介电常数,该介电常数被发现比预期的体积值低得多。
2019-12-22 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of entropy on the nucleation of cavitation bubbles in water under tension
水可以在张力下以亚稳液体状态存在很长时间,然后系统通过空化松弛成蒸汽,即,气泡成核空化过程的微观信息可以通过使用成核定理从实验数据中提取,该定理将测得的空化率与临界气泡的尺寸相关联。为了将成核定理应用于沿等容路径进行的实验,例如,在矿物包裹体中的空化实验中,需要气泡熵的知识。使用计算机模拟,我们计算的熵的气泡在水中作为其体积的函数在很宽的范围内的张力从自由能计算。我们发现,气泡熵是一个重要的贡献,自由能显着降低气泡成核的障碍,从而促进空化。此外,单位表面积的气泡熵取决于液体-蒸汽界面的曲率,在气泡体积的研究范围内,随着其平均曲率近似线性地减小。在室温下,在环境压力下的平坦的液体-蒸汽界面的熵是非常相似的临界气泡在很宽的范围内的张力,这证明了使用前者作为一个近似解释数据时,从实验。基于我们的模拟结果,我们得到了一个估计的临界气泡的体积从实验测量的空化率。
2016-10-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Molecular simulation of the surface tension of real fluids
通过将分子动力学(MD)模拟得到的汽液表面张力与实验数据的关联式进行比较,验证了真实流体的分子模型。所考虑的分子模型由多达28个相互作用位点组成,包括Lennard-Jones位点、点电荷、偶极和四极。它们代表了38种实际流体,如环氧乙烷,二氧化硫,光气,苯,氨,甲醛,甲醇和水,并进行了调整,以重现饱和液体密度,蒸汽压和汽化焓。模型没有调整界面特性,但是,使本MD模拟模型预测的测试。结果发现,所有考虑的模型高估了表面张力。然而,在大多数情况下,模拟结果与实验数据的相关性之间的相对偏差小于20%。这一观察结果证实了我们以前对2CLJQ和2CLJD流体的表面张力的研究结果,其中发现高估了10%至20%的数量级。
2016-08-15 cond-mat.soft cs.CE physics.chem-ph
Fluctuation-Dissipation Framework for Size-Dependent Surface Tension
Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学);Université de Lorraine(洛林大学)
本文提出一个热力学和统计力学框架,用于确定尺寸依赖性表面张力的修正项,通过研究单组分液体的体积分布和压力响应,为水和其他液体提供了新的计算方法。
2026-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Liquid droplets act as "compass needles" for the stresses in a deformable membrane
我们研究的形状的液滴顶部可变形的薄弹性体薄膜制备的各向异性张力。当液滴通过毛细力在拉紧膜中产生变形时,它们呈现沿着高张力方向伸长的形状。通过测量接触线轮廓,可以完全确定膜中的张力。最小的理论参数导致的液滴形状和膜变形的预测是非常符合数据。总体上,结果表明液滴可以用作探针来绘制膜中的应力场。
2017-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bridgman formula for the thermal conductivity of atomic and molecular liquids
本文系统检验了布里奇曼关于液体热导率与声速线性相关的模型,发现该关系在简单流体和单、双原子液体中成立,但比例系数并非固定,而是随分子复杂性增大。
2023-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Molecular librations in a liquid investigated by ultrafast optical Kerr effect spectroscopy
提出了一种详细的理论方法,模拟了超快光外差探测光克尔效应(OHD-OKE)研究液体中分子的振动。将该方法应用于氟仿分子液体,获得了有关光谱、弛豫时间和时域振动的新信息。
2006-01-25 physics.chem-ph
Wetting-induced budding of vesicles in contact with several aqueous phases
包封两个液相的囊泡的渗透收缩可导致其中一个相从囊泡体中凸出。该出芽过程之前是膜上的液相之一的完全润湿到部分润湿的转变,并且取决于膜张力和封闭的液相之间的界面张力。这些紧张局势占主导地位,在不同的形态制度,其中的交叉启动萌芽过程。此外,出芽的程度可以通过经由微量移液器的抽吸来控制。我们还证明,如果有两个外部相接触的囊泡,出芽的方向可以逆转。
2012-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Resolving Discrepancies in Disjoining Pressure Predictions for Liquid Nanofilms from Molecular Simulations
China University of Mining and Technology(中国矿业大学);City University of Hong Kong(香港城市大学);Tongji University(同济大学)
本文通过分子模拟揭示了液态纳米膜中分离压力预测差异的根源,指出长程色散相互作用和膜厚定义不一致是导致差异的原因,并提出改进方法以提高准确性。
2026-03-28 physics.chem-ph
Measuring line tension: thermodynamic integration during detachment of a molecular dynamics droplet
本研究提出线张力可解释为单位接触线长度的自由能,并通过分子动力学模拟液滴脱离过程,采用热力学积分方法获得线张力随接触角的变化,结果与文献吻合,验证了该方法在三相界面处的有效性。
2024-02-09 physics.chem-ph
Molecular kinetics of solid and liquid CHCl$_3$
我们提出了一个详细的分析的分子动力学的二氯甲烷$_3$在一个温度范围内,涵盖固相和液相。利用核四极共振技术,我们测定了预熔化条件下固体中分子转动的弛豫时间。分子动力学模拟用于表征固相和液相中的旋转动力学,并根据分子相对取向研究液体的局部结构。我们发现,在预熔化制度的分子旋转的C-H键,但旋转是各向同性的液体中,即使在过冷条件下。
2013-08-27 physics.chem-ph
Bridge functional for the molecular density functional theory with consistent pressure and surface tension and its importance for solvation in water
我们从分子密度泛函理论出发,在通常的超网链近似下,在几分钟内预测溶剂化自由能和平衡溶剂密度分布。我们引入了一个桥功能的粗粒度,加权溶剂密度。最多在几分钟内,对于大小从小化合物到大蛋白质的溶质,我们产生(i)在1千卡/摩尔的实验数据的疏水性溶质的溶剂化自由能的估计,以及(ii)溶质周围的溶剂分布。与以前的命题相反,这个桥泛函是热力学一致的,因为它产生正确的液体-蒸汽共存和实验表面张力。我们表明,这种一致性是至关重要的水在室温和压力。此桥功能的设计是简单的,本地的,因此数值效率。最后,我们说明了这一新的水平的分子理论的解决方案与研究的水化壳的蛋白质。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modification of the classical nucleation theory based on molecular simulation data for surface tension, critical nucleus size, and nucleation rate
在正则系综下,用两组分子动力学模拟研究了过饱和蒸汽的成核过程。所采用的方法是:(a)通过模拟小系统中单个液滴与周围蒸汽的平衡,分析中等过饱和度下的临界核;(b)模拟含有10^5至10^6个颗粒的大系统冷凝过程中的均匀成核,以计算高过饱和度下蒸汽的成核速率。对于Lennard-Jones流体,截断和移位在2.5倍的尺寸参数,它表明,经典的成核理论低估了成核速率和临界核的大小。提出了一种表面性质校正的修改这个理论,以始终覆盖数据的弯曲界面的表面张力,临界核尺寸,和成核率。
2009-04-06 physics.ao-ph physics.chem-ph
First principles molecular dynamics simulation of a task-specific ionic liquid based on silver-olefin complex: atomistic insight into separation process
应期刊编辑的要求,作者撤回了这篇手稿。很抱歉给您带来的不便。
2008-05-30 physics.chem-ph physics.comp-ph
Molecular-scale remnants of the liquid-gas transition in supercritical polar fluids
一个电子粗粒度的水模型揭示了一个持久的痕迹的液-气过渡深入到超临界区域。分子偶极的密度依赖性中的交叉由非质子化氢键的发生引起。交叉点与缩放区域中的Widom线重合,但进一步延伸,跟踪热容最大值,为“单相”流体中的液体和气体状状态点提供证据。该效应甚至存在于偶极极限模型中,这表明它对于在液相中表现出偶极增强的所有分子液体是常见的。
2015-08-05 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph