Osmotic and diffusio-osmotic flow generation at high solute concentration. I. Mechanical approaches
在本文中，我们探讨了各种形式的渗透输运在政权的高溶质浓度。我们考虑了溶质浓度梯度驱动的跨膜渗透和固体界面处的扩散渗透。我们遵循渗透运输的机械观点，这使我们能够深入了解渗透作用下的局部机械平衡。我们特别演示了如何混合物的渗透压的一般表达式，从经典的热力学框架，出现从机械平衡控制溶质梯度下的非平衡运输。由此得到渗透截留系数和扩散渗透迁移率的表达式。这些结果推广现有的稀溶质制度的任意浓度的混合物。
2017-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sorting and separation of microparticles by surface properties using liquid crystal-enabled electro-osmosis
微粒的分选和分离是一个具有挑战性的跨学科性质的问题。现有的技术可以区分微粒的体积性质，如大小，密度，电极化，等下一个层次的挑战是分离颗粒，显示相同的体积性质和不同的只是在微妙的表面特征，如功能化配体。在这项工作中，我们提出了一种技术来分类和分离颗粒和流体液滴的表面性质不同。作为一种色散介质，我们使用的是一种非均匀的液晶（LC）而不是各向同性的流体，这使得我们能够通过分散颗粒周围的LC阶数的不同扰动来放大表面性质的差异。将颗粒置于LC单元中，该LC单元具有经受交流电场的空间扭曲的分子取向。分子取向的梯度具有两种功能。首先，这些预先施加的梯度和颗粒周围的扭曲之间的弹性相互作用将空间中具有不同表面性质的颗粒分离。其次，这些预先施加的图案产生由电场提供动力的电渗流，其将分选的颗粒输送到不同的位置，从而将它们分离。所展示的独特分选和分离能力为芯片实验室、细胞分选和生物传感应用提供了机会。
2018-08-31 cond-mat.soft
Pressure Gradients Fail to Predict Diffusio-Osmosis
我们提出了数值模拟的扩散-渗透流，即沿固体-流体界面的浓度梯度产生的流体流动。在我们的研究中，我们比较了一些不同的方法，已经提出了计算这样的流量，并比较它们与直接的，非平衡分子动力学模拟的基础上的参考计算。作为替代方案，我们考虑的计划，计算扩散渗透流的组成物种的化学势的梯度和从梯度的应力张量平行于界面的分量。我们发现，基于将化学电势梯度视为作用于各种物质的外力的方法与直接模拟一致，从而支持Marbach等人的方法。（J Chem Phys 146，194701（2017））。相比之下，基于计算微观压力张量的梯度的方法不能再现直接的非平衡结果。
2018-01-26 cond-mat.soft
A simple statistical-mechanical interpretation of Onsager reciprocal relations and Derjaguin theory of thermo-osmosis
沿着流体-固体界面施加温度梯度在流体中产生应力，从而引起“热渗透”流动。对这种现象的大部分理解是基于Derjaguin的工作，该工作将热渗透流与机械热效应相关联，即由压力梯度引起的界面热流。这是通过使用Onsager的互惠关系的热渗透和机械热交叉项传输系数的等效性。Derjaguin理论和Onsager框架都是在宏观热力学条件下制定的，缺乏在分子水平上的明确解释。在这里，我们使用物理力学工具来推导出传输交叉系数的表达式，从而直接证明它们的相等性。这是两个基本模型：（i）一个不可压缩的连续溶剂，含有非相互作用的溶质颗粒，和（ii）一个单组分流体没有热膨胀。的机械热系数的推导似乎是非常简单的，并提供了一个简单的解释界面热和颗粒通量之间的连接。我们使用这种解释来考虑另一个例子，这是一个电解质与均匀带电的表面在强屏蔽（德拜-休克尔）制度。
2019-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
分子动力学模拟已进行纯液态水，氯化钠水溶液，和聚合物溶液暴露于一个强大的外部电场的目标，以获得分子的洞察力的结构响应的字段。几种模拟方法已被用来阐明导致形成液体桥和射流（在纳米纤维的生产）的过程的分子机制。它示出，在建立的纳米级结构中，分子形成一个链，其偶极矩在整个样品体积中平行于所施加的场取向。离子的存在可能会干扰这种结构，导致其最终解体成液滴;稳定液柱所需的阈值场的浓度依赖性已被确定。还观察到聚合物在喷射过程中的构象变化。
2015-04-03 cond-mat.soft
Scaling of Structure and Dynamics in Molecular Liquids: Insights from Pressure Experiments and Molecular Dynamics
本论文通过测试不同标度定律，研究分子玻璃形成体动力学与结构的联系，并首次实验检验同构理论的结构不变预测。
2025-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Using Multiscale Molecular Dynamics Simulations to Obtain Insights into Pore Forming Toxin Mechanisms
孔形成毒素（PFT）是由几种物种（包括许多细菌菌株）释放的有毒蛋白质，用于攻击和杀死宿主细胞。在这篇文章中，我们专注于分子动力学（MD）模拟的效用和分子的见解，从这些技术上收集的PFTs的成孔途径。除了广泛使用的全原子模拟外，粗粒度的MARTINI模型和基于结构的模型也被用来研究PFT。在这里，重点是方法和技术，同时设置，监测和评估性能的膜环境中的PFT的MD模拟。我们从几个案例研究，以说明如何MD模拟提供了分子的见解，蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂质相互作用，脂质动力学，构象转变和结构的低聚中间体和组装孔结构。
2020-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecular insights into the physics of poly(amidoamine)-dendrimer-based supercapacitors
增加双电层电容器（EDLC）（也称为超级电容器）中的能量密度仍然是一个活跃的研究领域。具体地，需要设计和发现具有增强的电化学存储容量的电极和电解质材料。在这里，使用完全原子分子动力学（MD）模拟，我们研究了超支化的“聚（酰胺胺）（PAMAM）”树枝状聚合物作为电解质和电极涂层材料在石墨烯基超级电容器的性能。我们使用两种不同的建模方法，即恒定电荷法（CCM）和恒定电位法（CPM）的电容器的性能进行了研究。这些模拟有助于直接计算电荷密度、静电势和电场，从而计算差分电容。我们发现，与基于裸石墨烯电极的水性EDLC相比，电极和电解质中树枝状聚合物的存在分别使电容增加约65.25%和99.15%。进一步的分析表明，这些增加是由于增强的静电屏蔽和重组的双层结构的树枝状聚合物为基础的电解质。
2022-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular insight on ultra-confined ionic transport in wetting films: the key role of friction
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
研究通过分子动力学模拟揭示水膜中离子传输机制，发现离子吸附在水-硅界面产生摩擦力，显著增加流体粘度，为纳米尺度流体动力学提供新见解。
2026-03-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Effect of a Knot on the Thermal Stability of Protein MJ0366: Insights from Molecular Dynamics and Monte Carlo Simulations
本研究通过分子动力学和蒙特卡洛模拟，发现蛋白质MJ0366中的右手三叶结通过形成拓扑屏障提高了其热稳定性，并探讨了其生物学意义。
2024-11-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
How do trehalose, maltose and sucrose influence some structural and dynamical properties of lysozyme ? An insight from Molecular Dynamics simulations
用分子动力学计算机模拟方法研究了海藻糖、麦芽糖和蔗糖三种常见二糖在37-60 wt %浓度范围内对溶菌酶结构和动力学性质的影响。糖对蛋白质构象的影响相对较弱，与溶菌酶的优先水合作用一致。相反，糖似乎显着增加蛋白质的弛豫时间。这些影响被证明是相关的溶剂的溶菌酶残留物的分数accessories，并进一步支持奴役的蛋白质动力学。此外，在研究的浓度范围内观察到溶菌酶，糖和水分子的弛豫时间显着增加，可能是由于渗透的糖分子的氢键网络。这种渗流似乎是最重要的解释糖的溶菌酶和水的动力学性质的影响。
2007-06-11 cond-mat.soft physics.chem-ph q-bio.BM
Molecular Insights into the Electrowetting Behavior of Aqueous Ionic Liquid
采用分子动力学模拟研究了纳米级亲水性和疏水性咪唑基离子液体（IL）液滴在垂直电场作用下在固体石墨基底上的润湿行为。在E = 0.08 V/V时，对于疏水性IL [EMIM][NTF 2]和SPC/E水滴，均观察到液滴构型的即将发生的转变。然而，对于亲水性的[EMIM][BF 4]，液滴在电场内不对称地润湿，对于较低重量百分比的IL，E = 0.09 V/V，而在较高重量百分比的IL，E = 0.1 V/V（即，50重量%），这是因为IL与片材的强相互作用。我们通过各种参数，如质量密度分布，接触角，取向和氢键探讨电场的影响。关键词：电润湿;接触角;亲水疏水咪唑离子液体;分子动力学模拟
2020-12-08 cond-mat.soft
Molecular insights on Poly(N-isoproylacrylamide) coil-to-globule transition induced by pressure
采用全原子分子动力学模拟方法研究了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）在较宽温度和压力范围内的相图。通过利用一个简单的无规立构线性聚合物链模型，我们提供了新的见解PNIPAM线圈到球的转变解决温度和压力所发挥的作用。我们发现，线圈到球的过渡存在到大的压力，经历了一个有趣的再入行为的较低的临界溶液温度随着压力的增加与实验观察。此外，我们报告了在高压下存在一种新的球状状态，再次证实了实验结果：这是其特征在于一个更结构化的水化壳，这是更接近PNIPAM疏水域，相对于大气压对应。我们的研究结果清楚地表明，温度和压力诱导PNIPAM线圈到球的转变，通过不同的分子机制，开辟了一个系统的使用两个热力学参数来调整的过渡位置和相关的溶胀/塌陷状态的属性的方式。
2020-08-21 cond-mat.soft
Molecular dynamics insights into the Debye process of 1-propanol
SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（SPEC, 法国原子能和替代能源委员会, 法国国家科学研究中心, 巴黎萨克雷大学）；Institute of Frontier Materials on Earth and in Space, German Aerospace Center（地球与空间前沿材料研究所, 德国航空航天中心）
通过分子动力学模拟研究1-丙醇在340K至200K范围内的介电响应，揭示氢键断裂导致α松弛，长程交叉相关性主导德拜过程，氢键超分子簇主导静态介电响应，为单醇的德拜松弛提供了微观证据。
2026-04-20 cond-mat.soft
Thermal conductivity and thermal diffusivity of molten salts: insights from molecular dynamics simulations and fundamental bounds
本研究通过分子动力学模拟计算了LiF和KCl熔融盐的热导率与热扩散率等热性质，将其与基本物理常数下限对比，并基于原子动力学和声子激发解释热性质，发现热扩散率接近运动粘度。
2025-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mitigating Molecular Aggregation in Drug Discovery with Predictive Insights from Explainable AI
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本研究应用可解释AI模型MEGAN识别胶体聚集分子，利用反事实设计替代物并实验验证，以减少药物筛选假阳性，加速药物发现。
2025-05-27 cond-mat.soft cs.LG q-bio.BM
Insights into Dermal Permeation of Skin Oil Oxidation Products from Enhanced Sampling Molecular Dynamics Simulation
本研究利用原子级分子动力学与增强采样模拟皮肤油脂氧化产物穿过角质层膜的过程，揭示微秒级充分采样的必要性及膜结构导致自由能收敛缓慢的机制。
2025-01-22 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Intermolecular orientations in liquid acetonitrile: new insights based on diffraction measurements and all-atom simulations
通过计算取向关联函数，重新研究了乙腈分子间的关联。在本方法中，包括氢原子，使得可以利用适用于（接近）四面体形状的分子的概念。以这种方式，分子排列不仅阐明了最近的邻居，但也远远超出了第一协调领域。从而为更流行的偶极-偶极相关提供了一个补充的观点。我们的计算是基于大的结构模型，通过应用衍射数据和部分径向分布函数从基于势的（全原子）分子动力学模拟的同时，在框架内的反向蒙特卡罗方法。
2016-11-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Understanding Creep in Vitrimers: Insights from Molecular Dynamics Simulations
本文通过分子动力学模拟揭示vitrimer蠕变机制，发现动态键在加载中垂直取向降低轴向刚度并促进孔洞生长，从而加剧蠕变，并提出阻止键重取向可有效减轻蠕变。
2023-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.atm-clus
Insights into Protein Unfolding under pH, Temperature, and Shear using Molecular Dynamics Simulations
本研究通过全原子分子动力学模拟发现，高温、酸性pH和剪切应力分别通过不同途径诱导牛血清白蛋白去折叠，提示需针对不同应激源采取差异化稳定策略。
2024-08-20 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Features of the Contact Angle Hysteresis at the Nanoscale: A Molecular Dynamics Insight
本研究利用分子动力学方法模拟了纳米尺度下液滴在外力作用下的形状，开发了准确评估前进与后退润湿角的解析模型，发现毛细管力与粘性力的相互作用及界面滚动运动对液滴形状至关重要，并验证了宏观Cox-Voinov模型在特定条件下的适用性。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.atm-clus
Unveiling the Face-Dependent Ice Growth Kinetics: Insights from Molecular Dynamics on the Basal and Prism Surfaces
本研究利用TIP4P/Ice分子动力学模拟并对比mW模型，揭示Ih冰基面与prism1柱面的温度依赖生长速率交叉及其与QLL和晶形转变的关联。
2025-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unraveling the Molecular Magic: AI Insights on the Formation of Extraordinarily Stretchable Hydrogels
Amirkabir University of Technology（阿米尔卡比尔理工大学）；Polytechnic University of Turin（都灵理工大学）；Marquette University（马凯特大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Irvine（加州大学欧文分校）
本研究借助AI预测系统探究超可拉伸水凝胶的分子形成机制，提出随机断链后线性链互联的Span Network新结构，并通过FTIR证实酯化反应，为高性能水凝胶设计提供了新思路。
2024-03-08 cond-mat.soft cs.AI
Atomic Level Green-Kubo Stress Correlation Function for a Model Crystal: An Insight into Molecular Dynamics Results on a Model Liquid
为了深入了解液体中振动动力学和原子水平Green-Kubo应力关联函数之间的联系，我们考虑了模型晶体中的这种联系。当然，液体和晶体中的振动动力学是完全不同的，并且不期望在模型晶体上获得的结果对液体有效。然而，这些考虑提供了一个基准，以前的分子动力学模拟的结果可以进行比较。因此，假设振动是平面波，我们推导出解析表达式的原子级应力关联函数在经典极限和分析。这些结果提供，特别是，一个配方的原子级应力关联函数在傅立叶空间和提取的波矢量和频率相关的信息的分析。我们还评估了原子级应力的能量。所获得的能量显着小于先前在MD模拟液体中获得的能量。这一结果表明，在液体和玻璃中的原子级应力的平均能量在很大程度上由结构无序决定。我们讨论了这一结果的背景下，均分的原子级应力能。先前公布的数据的分析表明，它是可以谈论的配置和振动贡献的平均能量的原子级应力在玻璃状态。然而，这种在液态下的分离是有问题的。我们还考虑了对分布函数中的峰随距离的增加而加宽。我们发现，峰展宽（约40%）发生由于横向振动模式，而从纵向模式的贡献不随距离而变化。最后，我们引入并考虑了原子能级横向电流关联函数。
2014-06-23 cond-mat.soft
Collision of surfactant-laden droplets: insights from molecular dynamics simulation
本文通过分子动力学模拟研究含表面活性剂液滴的碰撞动力学，发现其桥增长经历线性标度与幂律动力学两阶段，且转变比纯水液滴更快，并基于速度与偏移量给出了聚结、分离和飞溅的相图。
2025-08-14 cond-mat.soft
The origin of complex behavior of liquid carbon: an insight from computer simulation
Vereshchagin Institute of High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院维尔斯卡金高压物理研究所）
本文通过分子动力学模拟揭示液态碳的复杂行为，发现其较低的临界温度可能影响石墨熔点实验测量。
2026-02-27 cond-mat.soft
On the yielding of a defect-rich model crystal under shear: insights from molecular dynamics simulations
在有限的温度下，实际晶体中的点缺陷是不可避免的。它们的动态特性严重影响晶体在剪切作用下的力学性能，从而产生非线性效应，如延展性。因此，探讨平衡点缺陷扩散时间尺度和剪切诱导时间尺度的相互作用对于理解晶体的塑性形变是至关重要的。利用广泛的非平衡分子动力学模拟，我们提出了一个集群晶体（CC）的屈服行为的研究，一个原型模型的缺陷丰富的晶体，其晶体结构的特点是由多个占据（集群）的颗粒在晶格位置。在平衡状态下，颗粒通过点到点跳跃扩散，保持晶体结构完整。我们考虑了在固定密度和不同温度下的CC，其中它保持在FCC结构中，并且颗粒的扩散时间尺度取决于温度。我们选择的剪切速率的范围，其中包括时间尺度高于和远低于在高温下的平衡扩散时间尺度。对于所考虑的范围内的剪切速率和温度，无论是宏观和微观响应的CC的剪切表明，屈服的情况下仍然独立的颗粒的扩散。它涉及下面的晶体结构的塑性形变。平均局域键序参量和局域角的测量结果表明了团簇在屈服点附近的结构变化和质心的协同运动。与软球（SS）FCC晶体的比较揭示了这两个系统的屈服行为的相似之处。尽管如此，颗粒的扩散影响某些功能，如不太突出的增加，在当地的债券序参量和当地的角度接近屈服点。
2021-02-01 cond-mat.soft
