Criticality in Charge-asymmetric Hard-sphere Ionic Fluids
在$z$:1等尺寸硬球的电荷不对称离子流体中,通过推广Debye-Hückel方法结合离子缔合、带电离子的簇溶剂化和硬核相互作用,按照Fisher和Levin(1993,1996)针对1:1情况开发的线(即,受限的原始模型)。2:1和3:1系统的显式分析计算占离子缔合成二聚体,三聚体,四聚体和随后的多极簇溶剂化。约化的临界温度$T_c^*$(用$z$归一化)、\textit{decrease}具有电荷不对称性,而临界密度\textit{increase}迅速具有$z$。结果比较有利的模拟,并代表了一个明显的改善,在所有目前的理论,如MSA,SPB等$z$ $\ne$ 1,相间伽伐尼(或绝对静电)电位差,$Δϕ(T)$,共存的液相和气相之间的计算和发现消失的$|T-T_c|^β$时,$T\to T_c-$,因为我们的近似是经典的,$β={1/2}$。高于$T_c$,压缩性最大值和所谓的$k$ -拐点轨迹(这有助于快速和准确地确定临界参数)被发现表现出强烈的$z$依赖性。
2005-07-04 cond-mat.stat-mech
Atomistic Simulation Framework for Molten Salt Vapor-Liquid Equilibrium Prediction and its Application to NaCl
本研究提出一种基于热力学的通用原子模拟框架用于熔盐汽液平衡预测,以NaCl为对象完成验证与应用,可预测多类VLE特性且能扩展至混合熔盐与离子液体体系。
2022-03-07 cond-mat.stat-mech
Spin-Glass Charge Ordering in Ionic Liquids
离子液体在本体和带电表面附近形成复杂的微结构。在这封信中,我们表明,从分子模拟的离子位置,离子电荷最小化的“自旋玻璃”最近邻相互作用的哈密顿量具有显着的准确性,为室温离子液体(RTIL)和水在盐电解质(WiSE)。因此,离子液体中的长程电荷振荡来自位置有序,其在离子固体中最大化,但随着添加溶剂而逐渐消失。当电解质变得更加无序时,自旋玻璃基态中的几何挫折减少了相关长度。最终,热涨落将系统从其基态激发出来,泊松-玻尔兹曼行为得以恢复。更一般地说,自旋玻璃有序出现在任何具有反铁磁相关性的液体中,例如超流体或细菌湍流中的2D涡旋模式。
2018-08-19 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
The vapor-liquid interface potential of (multi)polar fluids and its influence on ion solvation
四极-偶极流体的汽液相之间的界面是电界面势的所在地,其对离子溶剂化和分布的影响尚未完全了解。为了获得进一步的微观洞察水的特异性,我们首先提出了广泛的经典分子动力学模拟的一系列模型液体与可变的分子四极矩之间的SPC/E水和一个纯粹的偶极液体插值。然后,我们查明竞争多极贡献的汽-液和溶质-液界面电位在确定一个重要的离子特定的直接静电贡献SPC/E水的离子溶剂化自由能-占主导地位的四极和偶极贡献-超越主导极化发挥了重要作用。我们的研究结果表明,汽液界面势对离子溶剂化的影响大大减少,由于强烈的部分抵消所带来的竞争溶质-液体界面势。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field-theoretic description of ionic crystallization in the restricted primitive model
在场论的形式主义内研究了电荷密度涨落对受限原始模型(RPM)的相位行为的影响。我们专注于一个$λ$线的电荷有序和电荷无序的阶段,观察到在几个平均场(MF)理论,但在模拟结果中是缺席的连续过渡。在我们的研究中,RPM减少到一个$ϕ^6$理论,并通过推广Brazovskii方法获得了一个大的热力学势的波动贡献。我们发现,在波动的存在下,$λ$线消失。相反,波动引起的一阶过渡到电荷有序相出现在相图的同一区域,其中在模拟中获得的液体-离子晶体过渡。我们的研究结果表明,电荷有序相应确定与离子晶体。
2006-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Covariance-Driven Momentum Rectification at Liquid-Vapor Interfaces Near Wetting Transitions
Astrum Drive Technologies;Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela(委内瑞拉中央大学理学院物理系)
本研究针对零均值外力下液-气界面的定向输运问题,构建了基于局部响应场与切向驱动力协方差的守恒连续介质模型,揭示了润湿转变附近的动量整流规律与增益机制,并提出对称性约束的动量核算方案。
2026-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Computer simulation of the phase diagram for a fluid confined in a fractal and disordered porous material
本文采用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了Lennard-Jones流体吸附在分形多孔气凝胶中的相图。凝胶环境是由非晶格扩散限制的簇-簇聚集过程产生的。模拟已经进行了多规范集成采样技术。通过直方图重加权计算得到了有偏采样函数。比较限制和散装系统的液体-蒸汽共存曲线,我们观察到的临界温度和密度的定性协议与实验和其他Monte Carlo研究局限于随机矩阵的球体的Lennard-Jones流体的减少。在这些数值研究的差异,我们没有观察到约束后的共存曲线与液-液相共存相关联的液体侧的峰。在我们的例子中,只有共存曲线的肩部出现在限制时。该肩部可与液相中的高密度波动相关联。在我们的系统中共存的汽相和液相表现出高度的空间无序性和不均匀性。
2004-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetic frustration in the context of pseudo-dipolar ionic disorder
我们考虑一种替代通常的自旋玻璃范例无序磁性,由以前未研究的组合的挫折磁相互作用和伪偶极自旋位置的障碍。我们认为,这个模型代表了一个一般的限制情况下,真实的系统,以及某些二元氟化物和氧化物的现实模型。此外,它与库仑相和“电荷冰”等高度热门的主题有很大关系。我们推导出一个解析解的基态相图的模型系统构建在这个范例,并确定磁相保持无序或部分有序,即使在零温度。这些相是迄今为止未观察到的类型,但与通常的自旋玻璃或半自旋玻璃相比,可以广义地分类为“自旋液体”或“半自旋液体”。数值模拟表明,自旋液相在有限的温度下没有表现出自旋玻璃转变,尽管挫折和无序的组合。通过映射到伊辛自旋的非耦合环的模型,我们表明,该阶段的磁结构因子的行为,在极限$T\rightarrow0$,作为一个敏感的探针的位置无序相关。我们认为这一结果可以推广到更复杂的复杂系统,包括正则自旋玻璃模型的实验实现。
2011-11-01 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Electrolytes on Anisotropic Lattices
用巨正则蒙特卡罗模拟研究了离子流体在简单立方和四元各向异性晶格上的相行为。研究了同时具有真实晶格库仑势和连续空间$1/r$静电相互作用的体系。在所有程度的各向异性,只有一个无序的低密度相和一个有序的高密度相的结构类似于离子晶体之间的共存被发现,在最近的理论预测相反。三临界参数被确定为各向异性参数的单调递增函数,这与基于Debye-Hückel方法的理论计算一致。在大的各向异性下,观察到类似二维的行为,由此我们估计了二维正方形晶格电解质的无量纲三临界温度和密度为$T^*_{tri}=0.14$和$ρ^*_{tri} = 0.70$。
2003-07-18 cond-mat.stat-mech
Vapour-liquid phase diagram for an ionic fluid in a random porous medium
本文研究了由不带电的硬球粒子构成的无规多孔基质中离子流体的汽液相行为。离子流体被建模为带相反电荷的等尺寸硬球的等摩尔二元混合物,即所谓的受限原始模型(RPM)。考虑到矩阵流体系统作为一个部分淬火模型,我们开发了一个理论方法,结合集体变量的方法与扩展的标度粒子理论(SPT)的硬球流体限制在无序硬球矩阵。该方法使我们能够制定微扰理论使用SPT的热力学描述的参考系。RPM在不同孔隙率的矩阵和不同的矩阵和流体颗粒的尺寸比的相图计算在随机相位近似,也当考虑到离子之间的高阶相关性的影响。这两种近似法都正确地再现了多孔介质对汽液相图的基本影响,即,随着孔隙度的减小,临界点向低流体密度和低温度方向移动,共存区变窄。对于固定的基体孔隙率,随着基体颗粒尺寸的增大,临界温度和临界密度均增大,并趋于体积RPM的临界值。
2016-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field theory for size- and charge asymmetric primitive model of electrolytes. Mean-field stability analysis and pretransitional effects
在场论描述的范围内的两个离子物种的大小,λ,和电荷,Z,比率的离子系统的原始模型进行了研究。确定了两个序参量(OP),并描述了它们与不同λ和Z值的物理相关量的关系。与两个OP的无序相的不稳定性确定的平均场近似。对于任何不等于1的Z和λ,都发生气液分离。此外,相对于两种离子的各种类型的周期有序的不稳定性被发现。
2006-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Multiple nonergodic disordered states in Laponite suspensions: a phase diagram
我们研究了不同的锂皂石悬浮液的时间演化从一个低粘度遍历状态的粘弹性非遍历状态在很宽的范围内的体积分数和盐含量。我们发现,非遍历参数(Debye-Waller因子)的演化分为两个分支的所有样本,这对应于两个不同的动态逮捕状态。另一方面,在适度高的盐浓度下,出现了不同于上述两种非遍历状态的第三种和新的非遍历状态。锂皂石溶液在纯水中的电导率的测量表明,在离子强度的抗衡离子的贡献是相当大的,它们的作用应考虑到老化动力学和相图的解释。基于这些数据和文献中的可用数据,我们提出了一个新的(非平衡)的锂皂石悬浮液相图。
2008-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of the Lattice Restricted Primitive Model with nearest-neighbor exclusion
用巨正则蒙特卡罗模拟研究了具有近邻排斥的格点限制原始模型的全局相行为。相图由流体(或电荷无序固体)到电荷有序固体的转变主导,该转变终止于最大密度$ρ^*_{max}=\sqrt2$和降低的温度$T^*\approx0.29$。在这一点上,有一个一级相变之间的两个阶段的密度相同,一个电荷有序和其他电荷无序。该模型的液-汽转变是亚稳态的,完全位于液-固相包络内。
2006-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Learning intermolecular forces at liquid-vapor interfaces
通过采用当代液态理论的观点,我们考虑如何训练人工神经网络潜力来描述非均匀的,无序系统。我们发现,神经网络潜力的基础上的原子环境的局部表示是能够描述的液体-蒸汽界面的一些属性,但通常失败的属性,依赖于不平衡的长程相互作用,建立在破坏平移对称性的存在。这些相同的相互作用在几何不变的体积中取消,允许局部神经网络势正确地描述体积性质。通过将缓慢变化的长程相互作用的显式模型和仅在短程组分上训练神经网络,我们可以得到稳健地恢复界面性质的电位。我们发现,局部神经网络模型有时可以近似局部分子场势,以纠正截断的相互作用,但这种行为是可变的,很难学习。一般来说,我们发现显式静电模型更容易训练,并具有更高的精度。我们证明了这一点,在一个简单的模型中的不对称偶极流体的确切的长程相互作用是已知的,并在从头算水模型中,它是近似的。
2021-08-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Capillary Condensation in Cylindrical Pores: Monte Carlo Study of the Interplay of Surface and Finite Size Effects
当在本体中经历蒸气到液体转变的流体被限制在长圆柱形孔中时,相变被移动(主要是由于孔壁处的表面效应)和变圆(由于有限尺寸效应)。在过渡的相共存的性质取决于孔的长度:对于非常长的孔,系统在低温下是轴向均匀的。在化学势发生转变的地方,整个圆柱体的类汽态和类液态之间发生波动。在稍高的温度下(但仍远低于体临界),相共存的系统是在一个轴向不均匀的多域状态,其中长圆柱状液体和蒸汽状域交替。利用蒙特卡罗模拟的Ising/格子气模型和Asakura-Oosawa模型的胶体-聚合物混合物之间的过渡这两个不同的情况下的特点。结果表明,密度分布由双峰结构逐渐变为三峰结构,轴向相关长度(测量平衡畴长度)远小于圆柱长度。当轴向相关长度减小到与圆柱体直径相当的值时,发生向流体的无序相的(圆形)过渡。当圆柱孔从单畴态向多畴态转变时,吸附滞后消失。我们预测,孔隙临界温度与滞后临界温度之差应随孔隙长度的增加而呈对数增加。
2010-06-30 cond-mat.stat-mech
Phase Diagram and Criticality of the Modified Primitive Electrolyte Model in Bulk and in Inert and Conducting Confinement
Stuttgart Center for Simulation Science (SC SimTech), University of Stuttgart(斯图加特大学);Institute for Computational Physics, University of Stuttgart(斯图加特大学计算物理研究所);Institute for Physics of Functional Materials, Hamburg University of Technology(汉堡工业大学功能材料物理研究所)
研究了导电约束中修改的原始电解质模型的本征体和临界性,揭示了约束对临界点的影响及导电边界对化学势的作用。
2025-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagram of a bulk 1d lattice Coulomb gas
一维晶格库仑气体(lattice Coulomb gas,1d LCG)模型的精确解通过传递矩阵可以再现离子液体电容器特有的特性,如过屏蔽、分层、骆驼形和钟形电容曲线等。使用相同的传输矩阵方法,我们现在计算的1d LCG在恒定电压系综的体属性。我们揭示了具有丰富结构的相图,显示出低密度无序相和高密度有序相,在低温下由一级相变分离;固态在完全堆积时可以有序或不有序,这取决于温度。这个相图,这是惊人的相似,其三维对应,也揭示了封闭系统的行为。
2015-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of complex fluids in the warm-dense-matter regime, and application to an unusual phase-transitions in liquid carbon
将最近的激光冲击实验、分子动力学(MD)的密度泛函理论(DFT)和碳的路径积分蒙特卡罗(PIMC)模拟的数据与碳的中性伪原子(NPA)+超网链(HNC)方法的预测进行比较,碳是暖密物质体系中的复杂液体。NPA的结果是在良好的协议,不仅与高密度制度,已通过PIMC的研究,但即使在低密度和低温下,瞬时共价键占主导地位的离子相关性。因此,由于在$\sim$ 1.4-1.6 eV $\,$处的C-C键的“预峰”和在来自DFT+MD模拟的在0.86 eV和3.7 g/cm $^3$等处的对分布函数中发现的其它特征,在NPA+HNC计算中准确恢复。这样的C-C键合峰还没有被捕获通过平均原子离子层(IS)模型。一个不寻常的液体$\to$蒸汽和金属$\to$半金属过渡同时发生的证据。这里,具有瞬时C-C键的强相关金属液体,即,密度$\sim$ 1.0 g/cm 2 $^3$和平均电离$Z=4$的碳突然转变为7 eV的无序单原子蒸气,其中$Z\simeq$ 3。还注意到$Z$突然下降的其他病例。$Z$的性质,它的不连续性,交换相关的作用,进行了审查。讨论了IS模型在描述热致密物质中瞬时共价键物理过程中的局限性。
2017-05-29 astro-ph.EP cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph