A Fresh Perspective on Water Dynamics in Aqueous Salt Solutions
Institute for Condensed Matter Physics, Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学凝聚态物理研究所）；SISSA—Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati（国际高等研究院）
通过分析光散射和介电光谱数据，发现相邻分子的取向交叉相关性可解释水合盐溶液中水动力学的矛盾，揭示了单一弛豫模式的普遍性。
2025-03-12 cond-mat.soft
A route to explain water anomalies from results on an aqueous solution of salt
在本文中，我们调查的可能性，以检测假设的液-液临界点的水在过冷水溶液的盐。分子动力学计算机模拟在本体TIP 4 P水和氯化钠在TIP 4 P水中的水溶液上进行，浓度c = 0.67 mol/kg。液-液临界点在本体和溶液中都存在。它在热力学平面上的位置移动到更高的温度和更低的压力的溶液。与现有的实验数据的比较，使我们能够产生的相图的散装水和水溶液的实验中可测量的。由于从我们的模拟中获得的溶液中的液-液临界点的位置，实验测定的假设的水在盐水溶液中的液-液临界点似乎是可能的。
2010-03-26 cond-mat.soft
Water, not salt, causes most of the Seebeck effect of nonisothermal aqueous electrolytes
本文通过分子动力学模拟发现，非等温水溶液电解质的塞贝克效应主要由电极附近水分子的分层与取向引起的温度依赖性表面电势差决定，而非离子的热扩散。
2023-09-14 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Mesoscale phenomena in solutions of 3-methylpyridine, heavy water, and an antagonistic salt
我们已经调查了有争议的问题，关于3-甲基吡啶（3 MP），重水，和四苯硼钠（NaBPh 4）的解决方案的介观尺度的行为相结合的结果从动态光散射（DLS）和小角中子散射（SANS）。我们已经解决了三个问题：（i）什么是起源的中尺度不均匀性（大小为100 nm的顺序）表现为“慢模式”在DLS？(ii)从SANS观测到的周期性结构是该系统的固有特性吗？(iii)在这个系统中，临界行为的普适性类别是什么？我们的研究结果证实，从DLS实验中观察到的“慢模式”对应于长寿命，高度稳定的中尺度液滴（尺寸为100 nm的顺序），只有当溶质（3 MP）被疏水杂质污染时才会发生。SANS数据证实存在周期性约为10 nm的周期性结构。这种周期性结构不能通过纳米孔过滤消除，因此确实是固有的溶液性质。在DLS实验所研究的浓度和温度范围内，该体系的临界行为表明其临界性属于三维伊辛模型的普适类。
2013-08-22 cond-mat.soft
Second Newtonian branch of salt-free aqueous xanthan solutions
我们研究黄原胶水溶液的剪切速率高达约105 s-1。在这些剪切速率下，无盐溶液显示出第二个牛顿分支。取决于黄原胶的浓度，我们发现两个不同的制度与标度法众所周知的零粘度的稀和半稀颗粒溶液：交叉浓度是相当高的比在第一个牛顿分支，这可以是相关的取向的聚电解质。在第二种状态下，法向应力差以约为1的指数增加，表明聚合物溶液的行为类似于非线性液晶或刚性纤维悬浮液。在第一个区域，指数较小，表明聚电解质表现得更灵活
2018-06-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular-Scale Hydrophilicity Induced by Solute: Molecular-thick Charged Pancakes of Aqueous Salt Solution on Hydrophobic Carbon-based Surfaces
我们直接观察到分子厚的盐水溶液煎饼在疏水石墨表面的环境条件下，采用原子力显微镜。该观察结果表明盐溶液在石墨表面上具有意想不到的分子级亲水性，这不同于液滴在石墨表面上的宏观润湿性质。有趣的是，煎饼自发地表现出强烈的正电荷行为。理论研究表明，这种带正电荷的煎饼的形成归因于水溶液中的Na+离子与石墨表面上的芳环之间的阳离子-π相互作用，促进了水分子与阳离子一起吸附到石墨表面上;即，Na+离子作为介质，在一侧通过阳离子-π相互作用吸附到石墨表面，同时在另一侧通过水合相互作用在分子尺度上与水分子键合。这些发现表明，关于碳基石墨表面的实际相互作用，包括石墨烯、碳纳米管和生物炭的相互作用，可能与现有理论有显著不同，它们为控制表面润湿性、相互作用和相关的物理、化学和生物过程提供了新的见解。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Nucleation in aqueous NaCl solutions shifts from 1-step to 2-step mechanism on crossing the spinodal
在这项工作中，我们使用大规模的分子动力学模拟耦合到自由能计算，以确定第一次的稳定性限制（spinodal）和在NaCl水溶液中的成核机制的变化。这是一个具有相当大的大气、地质和技术意义的系统。我们发现，过饱和的亚稳NaCl溶液达到其极限的稳定性在足够高的盐浓度，所示的盐化学势的组成依赖性，表明通过调幅分解相分离的过渡。然而，NaCl溶液的亚稳极限不对应于结晶的调幅分解。我们发现，超出此调幅，液体/无定形分离发生在水溶液中，从而离子首先形成无序的集群。我们称这些簇为“无定形盐”。我们还确定了从一个过渡到两步结晶机制驱动的spinodal。特别地，从NaCl水溶液中结晶超过旋节线是两步过程，其中离子首先相分离成无序的无定形盐簇，然后在无定形盐相中结晶离子。相比之下，在浓度低于亚稳线的NaCl水溶液中，结晶通过一步过程发生，因为离子直接聚集成晶核。随着过饱和度的增加，机制的变化强调了准确测定相分离驱动力的重要性。这项研究具有更广泛的影响机制，从解决方案在高过饱和度的晶体成核。
2018-12-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Adding Salt to an Aqueous Solution of t-Butanol: Is Hydrophobic Association Enhanced or Reduced?
Bowron和Finney最近对两亲性叔丁醇的盐水溶液进行的中子散射实验[Phys. Rev. Lett. { \bf 89}，215508（2002）; J. Chem. Phys.{ \bf 118}，8357（2003）]提出了叔丁醇对的形成，其通过氯离子经由${O}-{H}...{Cl}^-$氢键桥接，并导致分子间疏水丁醇-丁醇接触的数量减少。在这里，我们提出了一个联合实验/理论研究相同的系统，结合使用分子动力学模拟和核磁弛豫测量。理论和实验都清楚地支持在盐存在下疏水接触数量增加的更直观的情况，正如对于纯疏水溶质所预期的那样[J. Phys. Chem. B { \bf 107}，612（2003）]。虽然我们的结论在结构上完全不同的情况下，分子动力学模拟的结果是在Bowron和Finney工作的实验误差范围内。
2006-01-16 cond-mat.soft
Effect of electrolyte on the microstructure and yielding of aqueous dispersions of colloidal clay
钠蒙脱石是一种天然粘土矿物，在自然界中含量丰富。这种矿物的带电和各向异性的血小板的水分散体表现出非遍历动力学逮捕状态，从软玻璃相为主的粒子间排斥盐诱导的吸引力相互作用稳定的胶体凝胶。当分散介质中的盐浓度系统地变化时，分散体的粘弹性和屈服应力在临界盐浓度下表现出非单调行为，从而表明分散体微观结构的形态变化。我们使用低温扫描电子显微镜直接可视化这些动力学停滞相的微观结构。我们观察到存在的蜂窝状网络形态的盐浓度范围很广。过渡的凝胶形态，占主导地位的重叠硬币（OC）和卡（HoC）协会的粘土颗粒在低盐浓度的一个新的网络结构占主导地位的面对面凝聚的血小板，观察整个临界盐浓度。我们进一步评估这些凝胶在重力下使用电声的稳定性。这项研究，进行了浓缩粘土分散体的外部添加的盐的浓度范围很宽，是有用的，在我们的许多地球物理现象，涉及盐引起的天然粘土矿物的聚集的理解。
2015-07-10 cond-mat.soft
Irreversible Aging Dynamics and Generic Phase Behavior of Aqueous Suspensions of Laponite
在这项工作中，我们研究了具有2.8重量%浓度的Laponite水悬浮液的老化行为，使用流变工具。在不同的盐浓度下，所有的样品都表现出取向顺序时，使用正交偏振器观察。在流变学实验中，我们观察到固有的不可逆性的老化动力学，迫使系统不恢复到相同的状态，在剪切熔融实验中进行了在以后的日期，因为准备。广泛的流变学实验进行了作为一个函数的时间流逝，因为准备证明了自相似的趋势，在老化行为的盐的浓度无关。我们观察到，作为老化时间的函数的低能量状态的探索仅在动力学上受到盐的存在的影响。我们估计达到低能态的能垒随盐浓度的增加而线性降低。所观察到的所有经过时间和盐浓度依赖性数据的叠加表明，在低盐浓度系统中发生的老化在很长一段时间内与在高盐浓度系统中观察到的老化行为在质量上类似。
2010-01-26 cond-mat.soft
Physicochemical Effects in Aging Aqueous Laponite Suspensions
我们通过进行广泛的流变学和电导率实验，研究了Laponite水悬浮液的老化行为作为Laponite浓度、盐浓度、自悬浮液制备以来所经过的时间（空闲时间）和温度的函数。我们观察到，时间演变的弹性模量，它描述了结构的建设和老化，转移到低的时间进行的实验，为更高浓度的锂皂石，更高浓度的盐，更高的温度和更高的空闲时间，同时保持在固体政权的曲率演变。因此，弹性模量在固体状态下的演变的适当移动导致老化时间、闲置时间、盐浓度、锂皂石浓度、温度的叠加。这种叠加的存在表明，无论所述变量在探索范围内的微观结构建设的一般性质。获得叠加所需的移位因子的行为表明，与结构建立相关的能垒随着空闲时间和温度的增加而降低;并且随着锂皂石和盐的浓度的增加而线性降低。电导率实验表明，悬浮液的离子电导率随着锂皂石浓度、盐浓度、温度的增加而增加，并且非常重要的是随着闲置时间的增加而增加。我们还使用DLVO理论分析了粒子间的相互作用，该理论表明，当粒子以平行方式彼此接近时，空闲时间、温度和盐浓度的增加会增加排斥能垒的高度，同时减小排斥能垒的宽度。流变学和电导率实验分析表明，在Laponite的水悬浮液的低能结构的吸引相互作用的强烈影响。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chloride ions as integral parts of hydrogen bonded networks in aqueous salt solutions: the appearance of solvent separated anion pairs
在过去的50年里，与氯离子的氢键经常被讨论。尽管如此，这种二级分子间键合相互作用在氢键网络中的可能作用还没有被详细研究。在这里，我们认为计算机模型的浓缩氯化锂水溶液和计算通常的氢键网络特性，如集群的大小和环状实体的分布，无论是模型，考虑和不考虑氯离子。在氢键环的分析过程中，在高LiCl浓度下检测到大量的“溶剂分离阴离子对”。它表明，考虑到卤素阴离子的氢键网络的有机成分，使结构细节的解释显着更有意义的比只考虑水分子。最后，我们比较模拟的结构产生的“好”和“坏”的潜在集的基础上，在这里开发的工具，并表明，这种新的概念，确实，也有助于区分合理和无意义的结构模型。
2020-05-21 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dielectric properties of aqueous electrolytes at the nanoscale
本文提出非局域非线性场论，从理论上推导盐浓度对电解质介电响应的影响，并通过分子动力学模拟验证：盐浓度升高降低介电常数并产生德拜屏蔽，但水结构基本不变。
2025-04-24 cond-mat.soft
Selective solvation in aqueous mixtures: Interface deformations and instability
我们简要地回顾了离子在水溶液中的选择性溶剂化效应，其中离子密度和组成波动是强耦合的。然后，我们研究了离子存在下液-液界面的表面张力γ。我们发现，由于界面附近的静电和溶剂化相互作用，γ可以急剧下降。我们计算自由能是如何改变的，由于小的表面起伏的存在下的双电层。当γ为负值时，表面不稳定性发生，这在溶剂临界附近的拮抗离子对中很容易实现。三维模拟显示了如何诱发表面不稳定性。
2012-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charged colloids in an aqueous mixture with a salt
我们计算了胶体颗粒周围的离子和成分分布在水溶液中的混合物，占优先吸附，静电相互作用，离子和极性分子之间的选择性溶剂化，和成分依赖的电离。在胶体表面，我们预测的沉淀过渡诱导的强烈偏好的亲水性离子的水和弱和强的吸附和电离之间的预润湿过渡。这些过渡线在相互作用参数χ（或温度）和平均溶剂组成的平面中远离溶剂共存曲线延伸。表面上的这些相变极大地改变了胶体相互作用。特别是，在沉淀线上方形成的润湿层桥接时，相互作用被放大得多。根据平均溶剂组成，这种润湿层可以完全或部分覆盖胶体表面。
2011-10-20 cond-mat.soft
Aggregation in Dilute Aqueous Solutions of Hydroxypropyl Cellulose with Salt Ions
本文通过光散射实验和引入界面能量密度的Cahn-Hilliard方程模拟，研究了含碱金属盐离子的羟丙基纤维素稀溶液热聚集行为，发现疏水作用增强会导致聚集体尺寸增大。
2025-04-07 cond-mat.soft
Impacts of surface chemistry and adsorbed ions on dynamics of water around detonation nanodiamond in aqueous salt solutions
Water near detonation nanodiamonds (DNDs) forms a Hydrogen Bond (HB) network, whose strength influences DNDs' fluorescence intensity and colloidal stability in aqueous suspensions. However, effects of dissolved ions and DND's surface chemistry on dynamics of water that manifest in rupture and formation of HBs still remain to be elucidated. Thus, we carried out molecular dynamics simulations to investigate the aforementioned effects in the aqueous salt (any of KCl, NaCl, CaCl\_2, or MgCl\_2) solution of DND functionalized with any of -H, -NH\_2, -COOH, or -OH groups. We observed the specific ca…
2021-02-26 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Experimental Demonstration of the Stabilization of Colloids by Addition of Salt
我们证明了一个一般的非-Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek方法来稳定液体中的胶体。通过这种方法，最初形成不稳定悬浮液和从液体中沉淀的胶体颗粒通过向悬浮液中加入盐而稳定。然而，预期盐不会吸附胶体表面或与胶体表面直接相互作用。为了使该方法起作用，液体应该是混合物，并且盐需要是拮抗的，使得每个离子优先被混合物的不同组分溶剂化。稳定性可取决于盐含量、混合物组成或与混合物的共存线的距离。
2014-09-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of variable relative permittivity on the thermodynamics of asymmetric valency aqueous salts
本研究利用实验介电常数数据，通过多种理论方法模拟MgCl2和NiCl2溶液，发现平均球近似和修正泊松-玻尔兹曼理论在较宽浓度范围内准确，而对称泊松-玻尔兹曼理论在低浓度即出现偏差。
2025-03-29 cond-mat.soft
Interaction between two polyelectrolytes in monovalent aqueous salt solutions
我们使用最近发展起来的软势增强Poisson-Boltzmann（SPB）理论来研究两个平行的聚电解质（PE）在一价离子溶液中的弱耦合制度之间的相互作用。SPB理论拟合离子分布从粗粒度的分子动力学（MD）模拟和基准对全原子MD建模聚（二烯丙基二甲基铵）（PDADMA）。我们表明，SPB理论是能够准确地捕捉两个PE之间的相互作用，在距离超过PE半径。对于PDADMA的带电基团之间的位置相关性导致局部不对称的PE电荷和离子分布。这引起了从SPB预测的小偏差，表现为平均力势的短程振荡。我们的研究结果表明，SPB理论可以是一种有效的方式来模拟化学特定的复杂PE系统中的相互作用。
2022-05-05 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Non-Additive Ion Effects on the Coil-Globule Equilibrium of a Generic Polymer in Aqueous Salt Solutions
Shiv Nadar Institution of Eminence（Shiv Nadar卓越学院）
通过通用聚合物的原子模拟，发现非特异性聚合物-离子和聚合物-水相互作用足以再现弱水合和强水合阴离子混合溶液中的非加和性盐效应。
2026-06-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of ionic ordering in conductivity experiments of DNA aqueous solutions
通过电导率实验研究了DNA水溶液中离子有序性的影响。在28 ~ 70 ℃温度范围内对DNA与KCl盐的溶液进行电导率测量。盐浓度从0到2 M不等。还进行了不含DNA但具有相同浓度KCl盐的溶液的电导率。结果表明，在无盐溶液中，DNA的双螺旋发生了熔解过程，而在加盐溶液中，DNA的大分子不发生变性。当盐浓度低于某一临界值（0.4M）时，DNA溶液的电导率高于不含DNA的KCl水溶液的电导率。从临界浓度开始，KCl溶液的电导率高于添加盐的DNA溶液的电导率。为了描述实验数据，基于电解质理论阐述了唯象模型。在开发模型的框架中，引入了一种对抗排序机制。根据这一机理，在低盐浓度下，体系的电导率是由DNA离子水合壳层的反离子引起的。增加盐的量到临界浓度，反离子凝聚在DNA聚阴离子上。盐浓度的进一步增加导致DNA-盐复合物的形成，这降低了系统的电导率。
2014-01-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Delayed luminescence induced by complex domains in water and in aqueous solutions
最近对水的许多研究已经阐明了由氢键结合的低密度和高密度畴组成的复杂结构。在这项工作中，纯水和硅胶（TEOS）的水溶液的结构已被调查，通过使用延迟发光，以前已经显示出显着增加的盐水溶液中，低密度域的形成是预期的。在水-正硅酸乙酯溶液中，光子发射表现出Arrhenius趋势，其激活能大于纯水和盐水溶液。此外，延迟光子发射衰减显示在溶液和纯水中的约5微秒的固有寿命，以及由TEOS的存在引起的二次寿命，可能与不同域的形成有关。
2014-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Absence of anomalous underscreening in highly concentrated aqueous electrolytes confined between smooth silica surfaces
最近的实验和随后的一系列理论研究表明，在高浓度电解质溶液中普遍欠屏蔽的发生。我们使用各种碱金属的氯化物盐以及混合的浓缩盐溶液（涉及一价和二价阳离子和阴离子）对浓度范围为1 mM至5 M的盐水溶液进行了一组系统的原子力光谱测量，所述混合的浓缩盐溶液模拟地质构造中通常遇到的浓缩盐水。实验使用平坦的基底和亚微米尺寸的胶体探针进行，该探针由光滑的氧化硅制成，浸入pH值为6和9的盐溶液中，温度为25 ° C和45 ° C。虽然观察到最小尖端-样品分离的强排斥力，但所探索的条件均未显示出宏观云母表面所报告的异常长程静电力的任何迹象。相反，力普遍占主导地位的有吸引力的范德华相互作用在尖端样品分离$\approx$ 2 nm及以上的盐浓度为1 M和更高。基于经典密度泛函理论的原始模型的补充计算支持这些实验观察，并显示出一致的屏蔽长度随着离子浓度的增加而减少。
2022-01-24 cond-mat.soft
Condensation of Self-assembled Lyotropic Chromonic Liquid Crystal Sunset Yellow in Aqueous Solutions Crowded with Polyethylene glycol and Doped with Salt
我们使用光学和荧光显微镜，密度计，低温透射电子显微镜（cryo-TEM），光谱学，和同步辐射X射线散射，研究的相行为的可逆自组装有色聚集体的阴离子染料日落黄（SSY）在水溶液中拥挤的电中性聚合物聚乙二醇（PEG）和掺杂的盐NaCl。PEG使各向同性SSY溶液凝聚成具有高浓度SSY聚集体的液晶区域，与富含PEG的各向同性（I）区域共存。加入到均相N相的PEG导致分离成共存的N和I结构域; N结构域中的SSY浓度高于无PEG的N相的初始浓度。最后，将PEG添加到高度浓缩的均匀N相中导致分离成共存的柱状六方（C）相和I相。这种行为可以定性地解释的耗尽（排除体积）的影响，作用在两个不同的水平：在从单体和短聚集体的聚集体组装的水平，并在聚集体间包装的水平。我们还显示了强烈的影响，一价盐NaCl的相图是不同的高浓度和低浓度的SSY。当加入盐时，SSY的稀I溶液显示出凝聚的N畴的外观，但是高度浓缩的C相转变为I和N畴共存。我们认为，盐对有色聚集体表面电荷的屏蔽导致了两种不同的效应：（a）聚集体的断裂能和轮廓长度增加;（b）SSY聚集体的持久长度减小。
2011-04-06 cond-mat.soft
Poisson-Fermi Modeling of Ion Activities in Aqueous Single and Mixed Electrolyte Solutions at Variable Temperature
数以万计的经验参数的组合爆炸对扩展的Debye-Hückel模型计算化学中最重要的盐的水溶液混合物的活度系数提出了巨大的挑战。参数的爆炸起源于德拜-休克尔理论的唯象扩展，该理论没有考虑离子和水的空间效应和相关效应。相比之下，近年来发展起来的泊松-费米理论将离子和水分子视为具有间隙空隙的任何尺寸的非均匀硬球，并包括离子-水和离子-离子相关性。我们提出了一个Poisson-Fermi模型和数值计算方法，用于计算在大范围的盐浓度和温度下具有任意数量的离子物种的电解质溶液的单个或平均活度系数。对于每一条活度-浓度曲线，我们证明了泊松-费米模型最多只需要三个不变的参数就能很好地拟合相应的实验数据。这三个参数是与玻恩半径的溶剂化能量的离子在电解质溶液中，盐浓度的变化在一个高度非线性的方式。
2017-12-23 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Structural Properties of High and Low Density Water in a Supercooled Aqueous Solution of Salt
我们认为，并比较散装TIP 4P水和氯化钠水溶液中的TIP 4P水的浓度C = 0.67摩尔/公斤，在亚稳过冷区的结构特性。在以前的论文[D. Corradini，M. Rovere和P. Gallo，J.Chem.Phys.132，134508（2010）]，我们发现在两个体系中存在液-液临界点（LLCP）。LLCP被认为是水的高密度液体（HDL）和低密度液体（LDL）相之间的共存线的终点。本文研究了高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）在体相水和溶液中的水-水结构的不同特征。我们发现，离子能够修改散装LDL结构，使水-水结构更类似于散装HDL的情况。通过对高密度脂蛋白和低密度脂蛋白水化结构的研究，确定了溶液中低密度脂蛋白本体结构改变的可能机制是氧配位壳层中的氧被氯离子取代。
2011-01-27 cond-mat.soft
Adsorption of metallic ions from aqueous solution on surfactant aggregates: a molecular dynamics study
用分子动力学模拟研究了金属离子在表面活性剂聚集体上的吸附。使用离子盐，如硫酸铅（PbSO $_4$）和硫酸铝[Al $_2$（SO $_4$）$_3$ ]，在不同的盐浓度和不同的表面活性剂聚集体（胶束）大小的吸附铅和铝进行了研究。胶束由十二烷基硫酸钠（SDS）阴离子表面活性剂组成的球形。正离子和负SDS头基之间的静电相互作用促进聚集体表面上的金属颗粒的捕获。金属吸附进行了分析，径向密度分布，部分对分布函数和吸附等温线。结果表明，SDS胶束吸附铅比铝离子更好，无论聚集体的大小和盐浓度。
2021-06-24 cond-mat.soft
Dielectric relaxation of DNA aqueous solutions
我们报告的复杂介电响应的Na-DNA水溶液的低频介电谱（40 Hz - 110 MHz）的详细表征。结果表明，在0.5kHz <ν_LF<70 kHz和0.1MHz <ν_HF<15 MHz处存在强度分别为20<Δε_LF<100和5<Δε_HF<20的两个宽弛豫模式。LF过程的特征长度尺度为50<L_LF<750 nm，与DNA浓度成比例为c_DNA^{-0.29 \pm 0.04}，并且在低添加盐状态下与离子强度无关。相反，LF过程的测量长度尺度不随DNA浓度而变化，而是取决于在高添加盐状态下添加盐的离子强度，如I_s^{-1}。另一方面，HF过程的特征长度尺度3<L_HF<50 nm，随DNA浓度的变化而变化，对于中等浓度和大浓度的DNA，c_DNA为~（-0.5）。在低DNA浓度和低添加盐限制下，HF过程的特征长度标度为c_DNA^{-0.33}。我们把这些结果的角度来看，在低盐条件下的DNA的双链形式的完整性，以及关于不同类型的抗衡离子在不同制度的介电色散的作用。我们认为，游离的DNA抗衡离子主要活跃在HF松弛，而凝聚的抗衡离子只在LF松弛中发挥作用。我们还建议在整个制度的DNA和盐浓度的所有这些长度尺度的理论解释，并讨论其后果和局限性。
2006-12-12 cond-mat.soft
Thermodiffusion in Aqueous Alkali Halide Solutions from Ambient to Supercooled Conditions: Ion-Specific, Structural, and Mass Effects
Imperial College London（帝国理工学院）
研究水合碱土卤化物溶液在240-300 K温度范围内热扩散行为，分析离子特异性、结构和质量效应，揭示热导率与Soret系数随温度变化的机制。
2026-04-20 cond-mat.soft
Short-fragment Na-DNA dilute aqueous solutions: fundamental length scales and screening
介电谱是用来调查基本长度尺度的146 bp的短片段（核小体）稀释的Na-DNA溶液。检测到两种松弛模式：高频模式和低频模式。依赖于相应的长度尺度上的DNA和（单价）盐浓度的详细研究，是从长的情况下，基因组DNA，以前调查不同。在低盐体系中，高频模式的长度尺度与DNA间的平均间距成比例，但其绝对值较小，而低频模式的长度尺度与DNA的轮廓长度成比例。这些基本的长度尺度在低添加的盐制度不依赖于DNA是在双链或单链形式。另一方面，随着添加盐的增加，低频模式的特征长度尺度在低DNA浓度下减小，这可能是由于在DNA变性阈值附近动态形成变性气泡和/或磨损。
2008-01-31 cond-mat.soft
Understanding the Anomalous Diffusion of Water in Aqueous Electrolytes Using Machine Learned Potentials
本文利用基于密度泛函理论训练的机器学习原子势函数进行分子动力学模拟，成功重现了水溶液电解质中水的反常扩散现象，并揭示了CsI和NaCl溶液中离子对水扩散率产生不同影响的微观机制。
2023-07-28 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of dissolved salt on the anomalies of water at negative pressure
在环境压力下向水中加入盐会影响其热力学性质。在低盐浓度下，密度极大值等异常现象向低温移动，而在足够大的盐浓度下，它们不再被观察到。在这里，我们调查盐的影响，最近在纯水中观察到的异常在负压：沿等厚线的声速最小值的存在。我们比较实验和模拟的氯化钠水溶液的摩尔浓度约$1.2\,\mathrm{mol\,kg^{-1}}$，达到压力超过$-100\,\mathrm{MPa}$。我们还讨论了声速极小值的来源，并强调了声速温度和密度异常的相对位置的重要性。
2020-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Salt-induced microheterogeneities in binary liquid mixtures
用小角X射线散射（SAXS）和液相理论研究了盐诱导二元液体混合物微观非均相（MH）的形成。以前的实验表明，这种现象发生在拮抗盐，其阳离子和阴离子更喜欢溶剂混合物的不同组分。然而，到目前为止，导致MH特征长度尺度的确切机制仍不清楚。在这里，它表明，MHs可以产生的短程相互作用和长程偶极子相互作用的竞争。通过拟合推导出的关联函数，可以定量地再现实验SAXS图谱，而无需假设任何特定的模型。的MH结构相对于离子强度和温度的依赖性进行了分析。接近分层相变，临界行为发生相对于在相图中的旋节线。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Phase Behavior of Aqueous Suspension of Laponite: New Insights with Microscopic Evidence
研究具有共享复杂相互作用的各向异性形状的颗粒的悬浮液的微观结构是一项具有挑战性的任务，导致相互竞争的权利要求。这项工作研究了这样一个系统的相行为：Laponite水悬浮液，这是在文献中高度争议，使用流变学和微观工具。值得注意的是，我们观察到，在Laponite（1.4至4重量%）和盐浓度（0至7 mM）的宽范围内，该系统压倒性地展示了导致交联网络的溶胶-凝胶转变的所有流变特性。流变响应的分析导致分形维数，主要取决于锂皂石浓度。我们还得到了凝胶化的活化能，这是观察到的，随着锂皂石以及盐浓度的增加而降低。值得注意的是，凝胶后状态的低温TEM图像清楚地显示了由颗粒间键形成的交联网络的存在。因此，目前的工作最终建立了系统是在一个有吸引力的凝胶状态，解决了长期存在的争论在文献中。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of polyzwitterion conformations
用变分法研究了两性离子分子在水溶液中的构象特征。解析关系推导出一个单一的聚两性离子链的回转半径的链长，静电相互作用强度，添加的盐浓度，偶极矩和两性离子单体的电离度的函数。在没有小离子（抗衡离子和共离子）附近的聚两性离子链，有吸引力的偶极-偶极相互作用被证明是诱导崩溃的聚两性离子链。然而，在小离子的存在下，的回转半径被证明是一个相互作用的静电相互作用和两性离子网站上的反吸附的屏蔽。除了众所周知的电荷-电荷相互作用的Debye-Huckel屏蔽之外，电荷-偶极和偶极-偶极相互作用的屏蔽被发现在确定链的大小中起重要作用。屏蔽电荷偶极和偶极-偶极相互作用势的函数形式。此外，两性离子单体上的抗衡吸附预计是不对称的，这取决于添加的盐和两性离子基团的性质。关于这些分子在水溶液中的溶解度以及经典的“抗氧化”效果（增加在水中的溶解度与添加盐）的定性评论。
2009-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface forces and frictional properties of adsorbed bio-based cationic polysaccharide thin films in salted aqueous medium
本研究利用Surface Forces Apparatus探究了真菌chitosan吸附膜在盐性水介质中的表面力与摩擦性质，发现其产生随分子量增加的排斥力，且在受限增加时发生低摩擦向高摩擦状态的转变。
2025-04-02 cond-mat.soft
Forces between Colloidal Particles in Aqueous Solutions Containing Monovalent and Multivalent Ions
本文综述了近年来盐溶液中胶体粒子间直接力测量的研究进展。通过两种不同的技术获得的结果被强调，即原子力显微镜（AFM）和光镊。人们发现，Derjaguin，Landau，Verwey和Overbeek（DLVO）的经典理论代表了即使在多价离子存在下（通常低至几纳米的距离）的力分布的准确描述。然而，相应的Hamaker常数和扩散层的潜力，必须提取的力的配置文件。在低盐浓度下，双电层力保持排斥性，并且可能变得长程。在短距离下，额外的短程非DLVO相互作用可能变得重要。这种相互作用在多价抗衡离子的存在下特别相关。
2016-06-01 cond-mat.soft
Effect of Added Salts on the Interfacial Dynamics of Monovalent Metal Ions and Model Water-Soluble Polymers
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示单价盐对水溶性聚合物界面水合层动力学的影响，发现纳米尺度动态水合层迁移率梯度遵循通用函数形式，为理解离子特异性效应提供重要进展。
2026-10-06 cond-mat.soft
Concentration regimes in salt-free aqueous xanthan solutions under shear
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；NETZSCH-Gerätebau GmbH（NETZSCH设备制造有限公司）
研究盐自由水性黄原胶溶液在剪切下的浓度区域，发现其粘度与浓度的关系遵循幂律，区分了六个不同浓度区域，并探讨了剪切速率对粘度行为的影响。
2026-04-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The interaction between colloids in polar mixtures above Tc
本文计算了在临界温度附近或之上的含盐混合水溶液中两种胶体之间的相互作用势。我们发现，由于在胶体表面的优先溶剂吸附和优先离子溶剂化的组合，吸引相互作用远离共存曲线。我们表明，离子特异性相互作用强烈依赖于盐的加入量以及混合物的组成。我们的结果与最近的实验结果是一致的。对于亲水性阴离子和疏水性阳离子的高度拮抗性盐，预测在中间胶体间距离的排斥相互作用，即使单独的静电力和吸附力是有吸引力的。
2012-01-17 cond-mat.soft
Ageing under stress and mechanical fragility of soft solids of laponite
在这项工作中，我们研究了剪切流下的锂皂石水悬浮液的软玻璃态固体的老化行为。我们观察到，当施加的时间是由一个主导的系统的弛豫时间归一化，在不同的年龄流变响应显示叠加。这种行为的分析表明，随着年龄的变形场下的结构演化，所代表的主要弛豫模式对年龄的依赖性，变得越来越弱，因为该系统变得越来越不均匀，由于增加盐引起的吸引力的相互作用增强。相同弹性模量下的蠕变-恢复行为显示，对于具有更多盐的系统，粘性耗散更多，表明机械脆性增加。这项研究表明，盐浓度的增加，增强了吸引力的相互作用，并导致更大的不均匀性，导致一种状态，其中颗粒通过较弱的相互作用保持在一起。这项工作导致重要的见解微观结构如何影响老化动力学。我们讨论了所观察到的行为的背景下老化的胶体玻璃和凝胶的水悬浮液的合成锂皂石。
2008-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Overcharging: The Crucial Role of Excluded Volume
在这封信中，我们调查的机制过度充电的一个单一的球形胶体在水溶液中的盐的存在下的原始模型的框架内的分子动力学（MD）模拟以及积分方程理论。我们发现，过充电的发生和强度强烈依赖于盐离子的大小，和流体中的可用体积。为了理解微离子的排斥体积的作用，我们首先考虑不带电的系统。对于一个固定的体积浓度，我们发现，在增加流体颗粒的尺寸强烈增加的局部浓度附近的胶体表面和颗粒变得横向有序。对于带电系统，第一表面层主要由强关联的抗衡离子构成。我们认为，这是一个关键的机制，以产生过充电与低静电耦合，并作为一个更实际的结果，占电荷反转与一价含水盐离子。
2002-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheological Behavior of Aqueous Suspensions of Laponite: New Insights into the Ageing Phenomena
本文利用流变学工具研究了不同盐浓度锂皂石悬浮液的老化行为。据观察，老化伴随着复数粘度的增加。随后的蠕变实验在不同的年龄表现出阻尼振荡的应变。阻尼振荡的特征时间尺度，延迟时间，表现出显着的减少与年龄的系统。然而，这种依赖性随着盐浓度的增加而减弱，这是已知的改变系统的微观结构从玻璃状到凝胶状。我们假设，在延迟时间的减少可以表示为周围的被捕实体，反对系统的弹性形变的耗散环境的粘度（摩擦）的减少。我们认为，胶体玻璃中的老化导致更大的有序性，从而提高了组分之间的相对间距，从而降低了摩擦阻力。然而，由于凝胶状态在结构（分形网络）上固有地不同于玻璃（无序），因此在相同状态下老化不会诱导有序化。因此，我们观察到延迟时间对年龄的反向依赖性随着盐浓度的增加而变弱。我们从锂皂石悬浮液的玻璃态和凝胶态的老化动力学的角度分析了这些结果。
2008-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Salt-Driven Assembly of Magnetic Silica Microbeads with Tunable Porosity
多孔磁性二氧化硅微球具有吸附性能强、易于回收等优点，在生物和环境领域具有广阔的应用前景。这项工作的目的是开发一种新的，廉价的和环境友好的方法的基础上团聚的纳米粒子在水液滴。使用乳液作为几何约束预期导致形成具有取决于水相含量的可调组成的球形珠粒。在室温下，通过向含有二氧化硅和氧化铁纳米颗粒的油包水乳液中加入氯化钙诱导胶体去稳定化来制备磁性二氧化硅珠。研究了盐浓度、乳化方式、疏水表面活性剂浓度以及二氧化硅含量对乳化效果的影响。该方法能够生产直径在1微米和9微米之间的球形珠粒。使用能量色散X射线光谱法和扫描透射电子显微镜证实了在珠结构内掺入磁性纳米颗粒，并导致制备产率高达84%的磁响应珠的生产。通过在油相中加入表面活性剂Span 80，可以调节珠粒的粗糙度和孔隙率。
2020-05-17 cond-mat.soft physics.app-ph
Influence of Salt on the Formation and Separation of Droplet Interface Bilayers
本研究通过实验与数值建模，探究盐离子对液滴界面双层膜形成与分离力学的影响，发现界面性质及分离动力学受盐浓度、离子大小和价态调控，并建立数学模型解释机制。
2022-04-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Solvation Effects in Phase Transitions in Soft Matter
极性二元混合物中的相变甚至可以通过少量的盐而显著改变。这是因为优先溶剂化强烈依赖于环境组成。结合我们在这一问题上的研究总结，我们提出了一些详细的结果，由亲水性和疏水性离子组成的拮抗盐的作用。这些离子倾向于在液-液界面处分离，并选择性地耦合到富水和富油组成波动，导致中间相形成。在我们的二维模拟中，根据相互作用参数（或温度）和盐密度，可以停止或减缓畴结构的腐蚀。我们实现了条纹图案在临界组成和液滴图案在非临界组成。在后一种情况下，带电液滴出现相当大的尺寸分散在一个封闭的区域。我们还给出了离子之间的结构因子，占库仑相互作用和溶剂化的组成波动介导的相互作用。
2010-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge neutrality breakdown in confined aqueous electrolytes: theory and simulation
我们研究，使用密度泛函理论和蒙特卡罗模拟，带电荷的无限平面表面之间的电解质水溶液，在与散装盐水库接触。与最近的实验观测结果一致[Z. Luo等人，6，6358（2015）]，我们发现受限电解质缺乏局部电荷中性。我们表明，一个密度泛函理论（DFT）的基础上的散装HNC膨胀适当占强静电相关性，并允许我们准确地计算带电表面之间的离子密度分布，即使是含有三价抗衡离子的电解质。DFT使我们能够探索局部电荷中性违反的程度，作为板分离和散装电解质浓度的函数，并准确地计算带电表面之间的相互作用力。
2016-09-02 cond-mat.soft
Electric surface potential of dodecane nano-drops in aqueous solutions of low ioinic strength
虽然固体颗粒的表面电荷是其合成的直接结果，但悬浮油滴的表面电荷取决于周围分子的吸附平衡。盐的存在提高了水相的极性，有利于表面活性剂从水溶液中盐析出来并增加其表面过量。然而，电解质也屏蔽了液滴的表面电荷[Debye-Hückel，1923]。结果表明，静电表面电位随着离子强度的增加而增加，直到界面饱和，然后下降。这种行为产生了之前在水包十六烷纳米乳液中观察到的最大值[Urbina-Villalba，2013; 2015]。在这里，作为氯化钠浓度的函数的两个十二烷在水中（d/w）的纳米乳液的表面电位的变化进行评估。正如预期，浓度为0.5和7.5 mM十二烷基硫酸钠（SDS）时获得最大值。然而，表面过量的十二烷滴显示的宏观吸附等温线预测的吸附平衡之间的中间行为，和以前发现的十六烷滴。通过在5分钟内监测分散体的平均半径的变化来跟踪所制备的乳液的稳定性，这是聚集速率的典型评价中所用时间的6倍。在7.5 mM SDS的情况下，最小的尺寸变化与发现的最大表面电位（40 mM NaCl）一致。对于0.5 mM SDS未观察到这一点。三个制度的不稳定被发现存在取决于水相的离子强度。它们对应于以下的普遍性：1）溶解/成熟，2）聚集，和3）晶体沉淀。
2020-07-22 cond-mat.soft
Wettability and Swelling Behavior of a Weak Polybasic Brush: Influence of Divalent Salts in the Environment
我们研究了退火的聚（2-乙烯基吡啶）（P2 VP）刷共价连接到固体平面表面的二价盐在水溶液中在不同的pH值的表面性质和溶胀行为的响应。来自石英晶体微量天平技术，原子力显微镜和接触角测角法的结果表明，退火后的聚碱刷进行构象转变时，除了二价盐在较宽的范围内的pH值低于pKa：在低离子强度，聚碱刷溶胀盐添加后，在高离子强度，聚碱刷崩溃与盐添加。在相同离子强度下，二价离子引起的刷状构象转变的程度和敏感范围均大于一价离子，表明二价离子对屏蔽、渗透压和桥联作用的影响更大。此外，润湿测量表明，聚碱-二价抗衡离子相互作用可以用于以可预测的方式将表面特性从亲水性切换为疏水性。这些实验结果的直接影响与可控的电荷分布，膜厚度和润湿性的“智能”表面的设计。
2015-11-07 cond-mat.soft
Nematic droplets in aqueous dispersions of carbon nanotubes
剥离的胆盐稳定的单壁碳纳米管的水分散体表现出一级转变为非晶液晶相。所述纳米相本身以微米级纳米液滴的形式存在，也称为类晶，自由漂浮在各向同性主体分散体中。微滴呈纺锤形，无论大小，其纵横比约为4。我们把这归因于一个导演场是均匀的，而不是双极，这是证实了偏振显微镜。因此，锚定强度和表面张力的比率必须是大约4，这比理论上预测的大得多，但与双极类触体的早期观察结果一致。从数据中的分散性，我们推断出共存的各向同性相和均质相的表面张力必须非常低，即，在nN/m的数量级。
2013-06-23 cond-mat.soft
Intentionally added ionic surfactants induce Jones-Ray effect at air-water interface
琼斯-射线效应是在毫摩尔盐浓度下含水电解质的表面张力中的异常最小值。我们的实验表明，有意添加离子表面活性剂诱导琼斯射线效应。一维Poisson-Boltzmann理论，包括表面活性剂吸附和盐耗尽的影响，很好地符合所获得的实验数据。理论中所用的离子比表面亲合能的所有参数都与以前的实验相一致。这些结果有力地表明，到目前为止观察到的琼斯射线效应已引起的空气-水界面的不可避免的污染。
2018-10-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
A study of structural organization of water and aqueous solutions by means of optical microscopy
结果表明，在微观层次上的结构，以前没有详细描述的现象，是水和水溶液的固有属性。在室温条件下，水（包括“超纯”水）和水溶液是分散体系，其中被一层水合水（平均直径约10-15微米）包围的NaCl微晶是“基本微粒”，其形成分散相的基础。被认为是这些微粒的形成和它们的演变过程中的非结构化部分的水-分散介质-蒸发的可能方式。特别是，它们作为气溶胶污染物存在于空气中。当溶液的离子强度增加时，水-盐颗粒聚集，形成新的相-凝聚层，在水的液体部分蒸发后保留在基底上。在液体介质中形成的凝聚层结构的聚集体在加热过程中是无序的，这可能导致水在50°-60 ° C范围内的温度下的许多物理化学性质的变化，这些变化在原子-分子概念的框架中尚未得到正确解释。
2018-09-04 cond-mat.soft
