Criticality in confined ionic fluids
本文提出了一种二维受限电解质理论。通过$1/r$电势相互作用的正离子和负离子被限制在分离具有介电常数$ε_1$和$ε_2$的两种溶剂的界面上移动。结果表明，德拜-休克尔类型的理论预测，这种2d库仑流体应该经历相分离，变成共存的液相（高密度）和气相（低密度）。然而，我们认为，交替的正离子和负离子的聚合物样链的形成可以防止这种相变发生。
2001-03-01 cond-mat.soft 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
Static dielectric properties of dense ionic fluids
致密离子流体的静态介电性质，例如，室温离子液体（RTIL）和无机熔盐在不同的长度尺度上进行了巨正则蒙特卡罗模拟研究。一个普遍适用的计划，它允许一个近似地分解成取向和扭曲极化贡献的致密离子流体的电极化率。结果表明，在长距离的著名的等离子体般的完美的屏蔽行为发生，这对应于一个发散的畸变磁化率，而在短距离取向极化占主导地位，这与附着的阳离子-阴离子对的偶极流体相一致。这一观察结果表明，最近争论的解释RTIL稀释电解质溶液可能不是一个简单的是-否的问题，但它可能取决于考虑的长度尺度。
2015-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Connecting systems with short and long ranged interactions: local molecular field theory for ionic fluids
离子流体的结构和热力学性质与一个更简单的“模拟”系统有关，该系统具有在空间变化的有效场中的短程分子间相互作用，通过使用局部分子场（LMF）理论，已经成功地应用于非均匀简单流体。通过一贯使用LMF近似来描述只有缓慢变化的库仑相互作用的一部分，我们认为所产生的刚性高斯电荷分布与适当选择的宽度$σ$，异常准确的结果可以found. In本文中，我们研究了一个统一的系统中的统一的中性背景下，这些想法可以在其最简单的形式。在低密度下，LMF理论简化为广义的Poisson-Boltzmann近似，但预测的结构因子满足精确的Stillinger-Lovett矩条件，并且通过最佳选择$σ$，最低阶近似对于更强的耦合仍然是准确的。在高密度和强耦合下，短程相互作用均匀模拟体系的对关联函数与全离子体系的对关联函数非常相似。一个简单的解析公式可以描述离子系统和相关模拟系统之间的内能差异。
2004-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Consistent Description of Vapor-Liquid Interface in Ionic Fluids
离子关联的不均匀性广泛存在于许多物理化学、软物质和生物体系中。在这里，我们应用改进的高斯重整化涨落理论来研究离子流体汽液界面的经典例子。的离子相关性被分解成一个短期的贡献与当地的静电环境和长期的贡献占空间变化的离子强度和介电常数。对于对称盐，我们的理论预测的共存曲线和界面张力与文献报道的模拟数据定量一致。此外，我们提供了第一个不对称盐的界面结构的理论预测，突出了捕获局部电荷分离的重要性。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A new approach for efficient simulation of Coulomb interactions in ionic fluids
我们提出了一个简化的局部分子场（LMF）理论来处理离子流体模拟中的库仑相互作用。LMF理论依赖于将库仑势分裂成与其他短程核相互作用相结合的短程部分，并且被明确地模拟。通过自洽确定的有效外场，考虑了其余长程部分的平均效应。该理论包含一个可调的长度参数西格玛，指定的短程相互作用的截止距离。这可以被选择为最小化由互补长范围部分的平均场处理所导致的误差。在这里，我们建议，在许多情况下，有效场的精确近似可以直接从德拜屏蔽理论给出的平衡电荷密度得到，从而消除了自洽处理的需要。在极限σ-> 0时，这个假设简化为经典的德拜近似。我们研究了一个简单的模型的对称离子混合物的这种近似的数值性能。均匀离子混合物的热力学和结构性质的结果与Ewald模拟的完整离子系统的类似结果吻合得很好。此外，我们已经使用简化的理论中的一个非均匀的离子混合物，其中一个离子已被固定在原点的巨正则模拟。使用短程截断的库仑相互作用单独的模拟不满足固定离子的完全屏蔽的确切条件，但当考虑到有效场时，该条件被恢复。我们认为，这种简化的方法也可以用于更复杂的非均匀系统的模拟。
2008-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal and structural properties of ionic fluids
众所周知，离子流体中的静电相互作用产生特征相行为和结构。有时，它的长射程被提出来挑选出静电势，而不是其他射程较短的相互作用。在这里的重要性的范围的相行为和结构的离子流体的研究通过巨正则蒙特卡罗模拟的晶格限制的原始模型（LRPM）。长程静电相互作用相比，由尖锐和/或光滑的截止计划获得的各种类型的短程电位。发现锐截止静电势导致相行为和结构对截止半径的强烈依赖。然而，当结合一个合适的额外的平滑截止，短程LRPM被发现表现出定量相同的相行为和结构作为传统的长程LRPM。此外，Stillinger-Lovett完美屏蔽性质，这是众所周知的，由长程静电势产生的，也满足短程LRPM与光滑截止。通过表明离子流体的特征相行为和结构也可以在具有短程电位的系统中发现，可以得出结论，离子流体中静电电位的决定性性质不是长程电位，而是价态依赖性。
2015-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Screening length for finite-size ions in concentrated electrolytes
经典的Debye-Huckel（DH）理论清楚地解释了电解质溶液中屏蔽的起源，并且对稀电解质溶液也适用。虽然德拜屏蔽长度随离子浓度而减小，并且与离子尺寸无关，但最近的表面力测量表明，对于浓溶液，屏蔽长度呈现相反的趋势;它随离子浓度而增加，并且取决于离子尺寸。屏蔽长度通常由电解质溶液对试探电荷的响应来定义，但可以等效地从电荷-电荷关联函数导出。通过超越DH理论，我们预测了离子尺寸对电荷-电荷关联函数的影响。一个简单的修改的库仑相互作用内核，以考虑排除的体积相邻的离子产生非单调依赖的筛选长度（相关长度）的离子浓度，以及阻尼电荷振荡高浓度。
2019-10-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Phase behaviour in ionic solutions: restricted primitive model of ionic liquid in explicit neutral solvent
我们研究了最简单的离子溶液模型中的流体-流体平衡，其中明确包括溶剂，即，一种由受限原始模型（RPM）和中性硬球（RPM-HS混合物）组成的二元混合物。首先，使用集体变量方法，我们发现自由能，压力和部分化学势的随机相近似（RPA）的一个相当一般的模型，考虑到溶剂-溶剂和溶剂-离子的相互作用以外的硬核。在RPM-HS混合物的特殊情况下，我们考虑硬核内部库仑势的两种正则化，即，Weeks-Chandler-Andersen（WCA）正则化导致WCA近似，并且优化正则化给出优化RPA（ORPA）或平均球面近似（MSA）。此外，我们使用关联平均球近似（AMSA）计算相共存。一般来说，这三种近似产生了RPM-HS混合物的定性相似的相图，即，具有上临界溶解点的流体-流体共存包络，共存区域随着压力的增加而向更高的总数密度和更高的溶剂浓度移动，以及临界温度随着压力的增加而小幅增加。对于纯RPM，当使用Olaussen和Stell提出的缔合常数时，AMSA导致与可用的模拟数据的最佳一致性。我们还讨论了WCA近似中相图的特殊性。
2019-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gas-liquid critical parameters of asymmetric models of ionic fluids
在基于集体变量方法的统计场论框架内，研究了离子流体原始模型（PM）的尺寸和电荷不对称性对气液临界参数的影响.最近，这种方法使我们能够获得正确的趋势的两个关键参数的等尺寸的电荷不对称PM，而无需假设离子缔合。在本文中，我们专注于一般情况下，其特征在于由两个参数：硬球直径，$λ=σ_{+}/σ_{-}$和电荷，$z=q_{+}/|q_{-}|$，两个离子物种的比率的非对称PM。我们推导出一个明确的表达式的化学势共轭的序参量，其中包括的影响的相关性高达三阶。基于此表达式，我们考虑了三种形式的PM：单价尺寸不对称PM（$λ\neq 1$，$z=1$），等尺寸电荷不对称PM（$λ=1$，$z\neq 1$）和尺寸和电荷不对称PM（$λ\neq 1$，$z=2$）。与模拟结果类似，我们的理论预测，随着尺寸不对称性的增加，临界温度和临界密度降低。关于电荷不对称的影响，我们得到正确的趋势的临界温度与$z$，而在这种近似下得到的临界密度的趋势是不一致的模拟，以及与我们以前的结果发现在高阶近似。我们期望高阶关联的考虑将导致电荷不对称的临界密度的正确趋势。
2009-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ionic fluids: charge and density correlations near gas-liquid criticality
在无规相近似下，研究了具有电荷和尺寸不对称性的离子流体的关联函数。电荷-电荷关联函数的计算结果表明，在远离气液临界点（CP）的地方，二阶矩Stillinger-Lovett（SL）规则满足，但在CP处一般不满足。然而，在没有尺寸不对称的模型的特殊情况下，即使在CP处也满足SL规则。得到了CP附近和远处的密度-密度关联函数和电荷-密度关联函数的表达式。
2005-06-12 cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulation of the nonadditive restricted primitive model of ionic fluids: Phase diagram and clustering
我们报告了一个精确的Monte Carlo计算的相图和聚类特性的限制原始模型与非添加剂硬球直径。在高密度下，正非可加性流体比可加性模型显示出更多的聚集，负非可加性流体比可加性模型显示出更少的聚集，在低密度下，出现相反的情况。负的非加性倾向于有利于从偶极子开始形成中性电荷的团簇。正的非加和性有利于高密度的同类离子配对。对于负的非加性，气-液相变的临界点在较高的温度和较高的密度下移动，对于正的非加性，在较低的温度和较低的密度下移动。相应国家的法律似乎并不严格。我们的结果可以用来解释最近的实验工作的室温离子液体。
2013-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Vapour-liquid critical parameters of a $2$:$1$ primitive model of ionic fluids confined in disordered porous media
本文用集合变量法和扩展的标度粒子理论相结合的方法研究了无序多孔介质中离子流体的汽液临界参数。离子流体被描述为一个两个组件的电荷和大小不对称的原始模型，和多孔介质被建模为由硬球障碍物形成的无序矩阵。在固定化合价$2$：$1$的特定情况下，对于不同的基质孔隙率以及对于不同直径的基质和流体颗粒计算共存曲线和相应的临界参数。结果表明，约化临界温度和约化临界密度随微观特征的变化趋势与单价体的变化趋势相似。同时，注意到离子电荷不对称性显著削弱了基质存在的影响。
2018-06-13 cond-mat.stat-mech
The restricted primitive model of ionic fluids with nonadditive diameters
具有非加性硬球直径的约束原始模型具有有趣而独特的聚类性质。我们报告准确计算的集群浓度。实施高效和特设蒙特卡罗算法，我们确定的聚类和气液双结点的非加性的影响。对于负的非加性，倾向于完全重叠的极端情况下，不同的离子，占主导地位的集群是由偶数个粒子具有零总电荷。对于正的非加和性，类似粒子的分离和离子可用空间的减少倾向于在高密度下形成团簇。
2013-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Screening in Yukawa fluid mixtures
中性背景介质中介观带电粒子间的有效对势具有Yukawa形式的$\exp(-λr)/r$，屏蔽长度为$λ^{-1}$。我们认为这样的汤川颗粒分散在溶剂中的相关长度$ξ<λ^{-1}$的稀悬浮液，并表明，汤川相互作用是“屏蔽”，如果溶剂颗粒之间的对电位表现出汤川衰变具有相同的屏蔽长度$λ^{-1}$。然而，如果溶剂对电位比溶质Yukawa电位范围更短，则溶质颗粒对之间的有效电位是“未屏蔽的”，即溶质颗粒之间的有效电位等于大颗粒分离时的裸电位。
2006-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A corresponding states approach to Small-Angle-Scattering for polydisperse ionic colloidal fluids
用对应态方法得到了多分散离子胶体流体的近似散射函数。这假设多分散流体的所有对相关函数$g_{αβ}(r)$与适当的单分散二元流体（参考系）的对相关函数共形，并且可以通过标度变换从它们生成。最近的一篇论文中成功地提出了非离子胶体的{\it标度近似}（SA）对应律。对于连续介质中带电硬球的原始模型，通过求解Orstein-Zernike（OZ）积分方程和近似封闭，计算了单分散二元参考系的部分结构因子. SA首先在平均球面近似（MSA）闭合内进行测试，该闭合允许解析解。结果被发现在良好的整体协议与准确的MSA预测相关的多分散性。SA被证明是一个改进的“解耦近似”扩展到离子的情况下。SA方案的简单性也允许其应用时，OZ方程只能数值求解。然后给出了一个例子，通过使用超网链（HNC）闭包。文中还简要地讨论了模拟退火方法的缺点、模拟退火方法在散射实验数据分析中的可能应用以及其它有关问题。
1999-09-10 cond-mat.stat-mech
Inferring the effective thickness of polyelectrolytes from stretching measurements at various ionic strengths: applications to DNA and RNA
借助于厚链模型，我们讨论了聚合物的拉伸响应如何受到其有限厚度所带来的自回避效应的影响。通过大量的随机模拟进行了表征的力与延伸曲线的厚链。计算结果被捕获的分析表达式，用于适应实验拉伸测量进行DNA和单链RNA（聚-U）在各种解决方案。这种策略使我们能够推断两种生物相关的聚电解质，即DNA和聚-U，不同的离子强度的表观直径。由于两种分子的柔性程度非常不同，结果提供了对表观直径如何受到（溶液依赖性）德拜屏蔽长度和聚合物“裸”厚度之间的相互作用的影响的见解。对于DNA，静电的有效半径，$Δ$的贡献，被发现是大约5倍以上的德拜屏蔽长度，与以前的理论预测一致的高度带电的刚性棒。对于更灵活的聚-U链的静电贡献$Δ$被发现是显着小于德拜屏蔽长度。
2006-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Gas-liquid phase equilibrium in ionic fluids: Coulomb versus non-Coulomb interactions
使用集体变量理论，我们研究了库仑力和色散力之间的竞争对模型离子流体的气液相行为的影响，即具有额外的短程吸引相互作用的电荷不对称原始模型。临界参数和共存包络线都是在单回路近似中作为测量库仑与短程相互作用的相对强度的参数$α$的函数来计算的。我们发现$α$的非常窄的区域从两侧的三临界点分离的模型与“非离子”和“库仑”相行为。这与现有计算机模拟的结果不一致，其中对于模型的精细离散化晶格版本没有发现三临界点。
2014-12-23 cond-mat.stat-mech
Vapor-liquid phase behavior of a size-asymmetric model of ionic fluids confined in a disordered matrix: the collective variables-based approach
我们发展了一个基于集体变量方法的理论来研究无序多孔介质中非对称离子流体的汽液平衡。该方法使我们能够制定微扰理论使用扩展的缩放粒子理论的描述的参考系作为一个两个组件的硬球流体限制在硬球矩阵。将离子流体视为尺寸和电荷不对称的原始模型（PM），我们推导出一个明确的表达式，该表达式考虑到离子之间的三阶相关性的受限离子系统的相关化学势。使用这个表达式，相图的大小不对称PM计算不同的矩阵孔隙率以及不同尺寸的矩阵和流体颗粒。观察到共存曲线与基质孔隙率的总体趋势与无序约束下的简单流体的趋势相似，即，随着孔隙率的降低，共存区域变窄，同时降低的临界温度$T_{c}^{*}$和临界密度$ρ_{i,c}^{*}$变低。同时，我们的研究结果表明，相反电荷的离子的尺寸不对称性的增加显着影响的气液图导致$T_{c}^{*}$和$ρ_{i,c}^{*}$，甚至消失的相变，特别是对于小基质颗粒的情况下，更快地减少。
2018-02-12 cond-mat.stat-mech
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
The Ginzburg temperature of ionic fluids revisited
使用集体变量的方法，我们重新审视的库仑主导模型的离子流体的金斯堡温度的估计。我们考虑的电荷不对称的原始模型补充短程吸引力的相互作用在气液临界点附近。对于这个模型，我们推导出有效的伊辛类$ϕ^{4}$模型的哈密顿量表示的集体变量描述的总的数密度的波动模式。我们得到的显式表达式的所有的哈密顿系数的框架内相同的近似，即，单圈近似产生的平均场临界参数。基于这个哈密顿量，我们一致地计算了纯库仑模型（限制原始模型）和纯疏溶模型（硬球方阱模型）以及介于这两种极限情况之间的模型参数的约化金斯堡温度$t_{G}$。相反，以前的理论估计，我们得到的纯库仑模型的约20倍小于纯疏溶剂模型的降低金斯堡温度。对于包含短程吸引和长程库仑相互作用的完整模型，当库仑相互作用的强度足够大时，$t_{G}$接近纯库仑模型的数值.我们的研究结果表明，库仑相互作用中的交叉行为实验观察到的离子流体中的关键作用，以及确认伊辛样的临界库仑为主的离子系统。
2013-04-29 cond-mat.stat-mech
Attraction between Neutral Dielectrics Mediated by Multivalent Ions in an Asymmetric Ionic Fluid
我们研究了两个中性平面平行的电介质体在一个高度不对称的离子流体的存在下，含有多价以及单价（盐）离子之间的相互作用。图像电荷相互作用，由于在边界处的介电不连续性，以及从离子限制在表面之间的狭缝区域的影响被充分考虑，导致图像产生的耗尽吸引力，离子相关吸引力和空间的排斥相互作用。我们研究这些影响，采用的方法，包括显式离子和隐式离子的蒙特卡罗模拟，以及一个有效的相互作用势分析理论的组合。后者采用强离子图像电荷相关性，这在混合物中的高价离子的存在下发展。我们表明，隐式离子模拟和建议的分析理论可以描述显式的模拟结果在定性水平上，而良好的定量协议，可以得到足够大的单价盐浓度。中性表面之间的相互作用所产生的吸引力是显着的，与通常的范德华相互作用之间的半无限大，因此可以发挥重要的作用，在纳米尺度。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ionic criticality : an exactly soluble model
在离子流体中的气液临界性研究在完全可溶的球形模型，使用交错的子晶格代表硬核\textit{multi}组件系统。不带电流体中的短程引力驱动临界性，但带电离子不改变普适性类。德拜屏蔽在电荷对称1：1模型中保持指数\textit{at}临界性。然而，\textit{asymmetry}耦合电荷和密度波动在一个直接的方式：电荷相关长度，然后发散精确的密度相关长度和Stillinger-Lovett规则违反\textit{at}临界。
2003-11-20 cond-mat.stat-mech
Gas-liquid phase coexistence and crossover behavior of binary ionic fluids with screened Coulomb interactions: The effect of an interaction range
我们研究了气-液相图和一个简单的离子流体模型的交叉行为：一个等摩尔的二元混合物的等尺寸的硬球相互作用，通过屏蔽库仑势是排斥粒子之间的相同物种和吸引力的不同物种的粒子。利用我们以前的结果，我们得到了显式表达式的有效$φ^{4}$ Ginzburg-Landau哈密顿量在一个循环近似的相关系数。在这个近似的框架内，我们计算的临界参数和气液共存曲线的无量纲的反屏蔽长度$z$的不同值。由Yukawa势接触值标度的临界温度以及临界堆积分数随着相互作用范围的增加而迅速降低，然后对于$z<0.05$缓慢地接近纯离子模型的值，即，一种受限基元模型（RPM）。这两种趋势与蒙特卡罗模拟的结果定性一致。我们发现气液共存区随着$z$的增加而缩小，在$z\simeq 2.781$处完全消失。这与蒙特卡罗模拟的结果定性地一致，表明$z\leq 4$的稳定的气液共存。它还表明，从一个典型的简单流体的一个典型的离子流体的相互作用范围的增加导致交叉温度的降低。对于$z\simeq 0.01$，交叉温度与RPM相同。对于$z\simeq 2.781$，我们的结果表明了一个三临界点。
2014-07-16 cond-mat.stat-mech
Learning classical density functionals for ionic fluids
本文将机器学习cDFT方法从短程作用体系扩展到离子流体，利用神经网络学习局部直接相关函数与密度分布关系，并以平均场方式处理长程相互作用，成功准确描述了电解质溶液和离子液体的结构与热力学性质。
2025-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural interactions in ionic liquids linked to higher order Poisson-Boltzmann equations
我们提出了一个广义Poisson-Boltzmann方程的推导{从}二元流体混合物的经典理论，采用一种基于勒让德变换的方法，最近应用到局部描述的流体自由能的情况下。在特定的对称性假设下，并且在线性化状态下，泊松-玻尔兹曼方程简化为由（Bazant等人，2011），其中表面附近的结构化由体积系数确定。
2017-05-31 cond-mat.stat-mech
Breakdown of electroneutrality in nanopores
近年来，由于其独特的物理性质以及使我们能够研究它们的技术进步，极窄纳米通道中的离子传输获得了越来越多的关注。利用为更广泛的微流体设备开发的工具和知识来接近这一机制是很诱人的，并使用连续模型，如Poisson-Nernst-Planck方程。然而，事实证明，我们在一个大系统中认为理所当然的一些最基本的原则，如电中性，在极端的限制下可能会崩溃。我们表明，在一个真正的一维系统中，与三维静电相互作用，屏蔽长度是指数大的离子间距，可以很容易地超过宏观长度的纳米管。没有屏蔽，电中性被打破，离子传输可以以完全不同的方式表现。在这项工作中，我们建立了一个理论框架，在一维纳米孔的电中性击穿，并显示它如何提供一个优雅的解释，在碳纳米管的离子电导的实验测量中观察到的特殊缩放。
2020-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Lattice Models of Ionic Systems
本文对一般维数的格点上的库仑系统进行了理论分析。热力学是使用离子配对和偶极离子溶剂化的Debye-Huckel理论开发的，具体计算是针对3D晶格进行的。对于连续电解质，sc，bcc和fcc晶格的低密度结果表明存在气液相分离。预测的临界密度值与连续离子系统相当，而临界温度高60-70%。然而，当系统地考虑到亚晶格有序以及德拜屏蔽的可能性时，在sc和bcc晶格上发现了有序-无序转变和三临界点，并且抑制了气液共存。我们的结果与最近的蒙特卡罗模拟晶格电解质。
2001-12-13 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theory of Ionic Solvation Potentials
这项工作提出了一个严格的统计力学理论的溶剂化自由能，特别是用于描述的长程性质的离子在电解质溶液中。该理论避免了场论的共同问题，通过将过量化学势直接写为溶剂1粒子密度函数空间中的最大熵变分问题。该理论的发展提供了一个简单的物理图片的溶液的空间介电函数，离子屏蔽和化学势之间的关系。其关键思想是将分子Ornstein-Zernike理论的直接关联函数看作溶剂纵向和横向静电偶极弛豫的格林函数。分子模拟数据被用来计算这些直接的关联函数，并表明，最重要的溶剂化效应，可以捕捉到只有一个屏蔽随机相位近似。使用该近似预测玻恩溶剂化自由能和德拜-休克尔定律与平均球近似结果密切一致。这些极限情况建立了理论的简单性和普遍性，并作为取代局部介电和泊松-玻尔兹曼近似的指导。
2017-12-26 cond-mat.soft 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
Screening and collective effects in randomly pinned fluids: A new theoretical framework
本文提出了一个关于随机钉扎粒子存在下的各向同性硬球系统动力学的理论框架，并将该理论应用于过冷水中进行了验证，结构弛豫主要由局域和非局域激活过程控制。随着被钉扎分数的增长，局部笼约束变得更强，并且长距离集体松弛方面被固定障碍物屏蔽。不同的本地和合作运动的结果在微妙的预测如何的α弛豫时间随钉扎和密度的变化。我们的理论分析与钉扎分子的水的弛豫时间定量描述以前的模拟。此外，非钉扎体水弛豫的热依赖性也与先前的计算和实验数据一致。
2022-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electric-field-induced oscillations in ionic fluids: a unified formulation of modified Poisson-Nernst-Planck models and its relevance to correlation function analysis
本研究利用随机密度泛函理论建立了浓电解质原始模型的统一动力学表述，论证了Poisson-Nernst-Planck模型修正的合理性，并通过关联函数分析揭示了电场诱导的振荡同步、条纹态及转变特性。
2022-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear response functions of an electrolyte solution in a uniform flow
我们研究了一种稀的一价电解质溶液的稳态响应的外部源与恒定的相对速度的流体。该源被视为三个扰动的组合：作用在流体上的外力、外部施加的离子化学势和外部电荷密度。的线性响应函数得到解析，可以解耦成三个独立的条款，对应于（i）流体流量和压力，（ii）总离子数密度和电流，和（iii）电荷密度，静电势和电流。它示出了如何均匀流打破平衡的径向对称的响应函数，导致离子云和静电势，偏离标准的德拜-休克尔结果的失真。运动电荷的电势在其运动方向上是欠屏蔽的，而在相反方向和法向平面上是过屏蔽的。结果，在远离带电源的地方感应出未屏蔽的偶极电场和电流。我们与我们的一般形式主义的几个实验设置，如胶体沉降。
2018-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Large deviations of ionic currents in dilute electrolytes
本文利用宏观涨落理论与随机 Poisson-Nernst-Planck 方程研究稀电解质离子电流的罕见涨落，推导条件最优浓度剖面，并揭示小电压高斯、大电压非高斯及相关热力学约束。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
