Extracting the equation of state of lattice gases from Random Sequential Adsorption simulations by means of the Gibbs adsorption isotherm
提出了一种推导二维格子气状态方程的新方法,该方法基于与推导局域吸附的Langmuir-Szyszkowski状态方程类似的参数。表面覆盖率和排除面积之间的关系首先提取随机顺序吸附模拟结合表面扩散(RSAD)。吸附等温线,然后得到使用动力学参数和吉布斯方程给出了表面压力和覆盖度之间的关系。提供表面扩散是足够快,以确保内部平衡的单层在RSAD模拟,所得到的状态方程是非常接近的最准确的等价物通过繁琐的热力学方法。该方法的准确性的内部测试是通过注意到,吸附RSAD模拟从一个空的晶格和解吸模拟从一个完整的晶格开始提供收敛的上界和下界的表面压力。
2017-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random Sequential Adsorption of Mixtures of Dimers and Monomers on a Pre-Treated Bethe Lattice
我们报告的随机顺序吸附的预图案贝特晶格上的研究。我们考虑一个部分覆盖的贝特晶格,单体和二聚体存款竞争。分析的解决方案,获得和讨论的背景下,最近的努力,使用预图案化作为一种工具,以提高自组装在微米和纳米尺度的表面结构工程。
2003-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shapes for maximal coverage for two-dimensional random sequential adsorption
研究了各种颗粒形状的随机顺序吸附,以确定颗粒各向异性对饱和随机堆积的影响。对于所有测试的颗粒,存在最佳的各向异性水平,其最大化饱和填充分数。据发现,来自二聚体的磁盘的凹形状给出的包装分数为0.5833,这是相媲美的最大包装分数的椭球体和spherecylinders和高于任何其他研究的形状。讨论为什么这种形状是如此有利于随机顺序吸附。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Random sequential adsorption model of damage and crack accumulation: Exact one-dimensional results
对随机序贯吸附模型进行了修正,使之能描述损伤和裂纹的累积。物体沉积的排除(对于受损区域形成)不是针对整个物体,如在标准RSA中,而是仅针对受损区域或裂纹起始的初始点(或更高维度的缺陷)。该模型的一维变量被精确求解。
2008-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling properties of the number of random sequential adsorption iterations needed to generate saturated random packing
研究了随机顺序吸附过程中生成有限饱和球对称随机堆积所需迭代次数的性质。一维,二维和三维填料得到的数值结果支持的分析计算有效的任何尺寸$d$。结果表明,生成有限饱和堆积所需的迭代次数服从指数为$-1-1/d$的Pareto分布,该分布的中值与堆积大小服从指数为$d$的幂律关系.所得结果可用于设计有效的RSA模拟。
2016-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting and particle adsorption in nanoflows
利用分子动力学模拟研究了纳米尺度下密合球形和椭球形粒子在充液圆柱中的运动行为。颗粒,圆柱壁和流体溶剂都被视为原子系统,并特别注意的是不同的流体的润湿性能的影响。虽然修改的固-流相互作用导致显着的变化,在微观结构的流体,其传输特性被发现是相同的散装。独立的颗粒的形状和相对大小,我们发现两个不同的制度作为润湿程度的函数,它们之间的急剧过渡。在高度润湿的悬浮流体的情况下,颗粒以与从连续体Stokes方程的解获得的一致的平均轴向速度移动通过圆柱体。相反,在润湿性较低的流体的情况下,只有粒子的早期运动与连续动力学一致。随后,颗粒最终被吸附到壁上,随后执行间歇性粘滑运动。我们表明,范德沃尔斯力是颗粒吸附现象的主要贡献,并且耗尽力足够弱,可以允许在高度湿润的情况下,最初被吸附的颗粒自发脱附。
2004-06-12 cond-mat.soft
Random Sequential Adsorption: From Continuum to Lattice and Pre-Patterned Substrates
随机顺序吸附(RSA)模型已成为物理化学中各种现象的范例,以及在其他领域,如生物学,生态学和社会学。在目前的工作中,我们调查方面的RSA模型的方法和性能的堵塞状态获得了大量的时间在连续沉积与晶格基板上,并在预图案化的表面上。后一种模型最近一直在努力使用预图案化作为一种工具,以提高自组装在微米和纳米级表面结构工程的背景下的兴趣。
2007-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Algorithms to generate saturated random sequential adsorption packings built of rounded polygons
本文提出了一种生成由圆角多边形构成的严格饱和随机序列吸附堆积的算法。它可用于研究各种不同形状的填料的各种特性,并用于模拟复杂分子不可逆吸附过程中获得的单层。在这里,我们应用该算法来研究由圆形正多边形构成的填充的密度。与填充的正多边形,其中填充分数的增长与多边形的边数的增加,填充分数达到最大值的填充的圆角正三角形。随着多边形边数的增加和圆化半径的增加,填充分数趋于由圆盘构建的填充给出的极限。然而,即使对于圆角25边形(这里研究的边数最高的正多边形),它们的密度仍然略高。
2021-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation connectivity in deposits obtained using competitive random sequential adsorption of binary disk mixtures
本文数值研究了二维二元圆盘混合物在随机顺序吸附下的连通逾渗行为,揭示了小圆盘在大圆盘孔隙中形成导电桥对连通性和电导率的关键作用。
2024-04-01 cond-mat.soft
Random Sequential Adsorption on mobile patches
最近提出了随机顺序吸附(RSA)模型的扩展,其动机是DNA功能化胶体颗粒对油滴的覆盖。粒子以均匀的通量F到达平坦的基底,但它们只能吸附在斑块上。如果斑块是自由的,则它们以扩散系数D在基底上扩散,并且当它们附着到吸附的颗粒时保持不动。吸附被认为是不可逆的,颗粒不能吸附在彼此的顶部。因此,系统达到堵塞状态,由单层组成,其中没有更多的颗粒可以吸附。我们进行了蒙特卡罗模拟,研究吸附动力学和堵塞状态形态的一维晶格。我们表明,虽然覆盖的时间依赖性取决于F和D,但干扰状态覆盖仅取决于F/D的比值。这一结果可以通过一个简单的平均场计算得到。我们还报告了两个不同的制度的功能依赖的堵塞状态覆盖的粒子的大小,低和高密度的补丁。
2018-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Cooperative Sequential Adsorption Model in Two Dimensions with Experimental Applications for Ionic Self-Assembly of Nanoparticles
纳米粒子的自组装是纳米技术中的重要工具,具有许多应用,包括薄膜、电子学和药物递送。我们从实验和理论两方面研究了离子纳米粒子在玻璃衬底上的沉积。我们的理论模型包括一个随机的合作吸附和蒸发过程中的二维晶格。通过探索胶体溶液中纳米颗粒的初始浓度与沉积在基底上的颗粒密度之间的关系,我们将我们的理论模型的沉积速率与浓度相关联。
2014-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random sequential adsorption of Platonic and Archimedean solids
这里提出的研究的目的是分析根据随机顺序吸附协议组成的相同的柏拉图和阿基米德固体产生的填料。计算机模拟结果表明,截头四面体填料的饱和填充率$θ=0.40210(68)$最高,规则四面体填料的饱和填充率$θ=0.35635(67)$最低。平移和取向顺序的传播表现出典型的RSA填充中所见的微观结构特性,并且再次观察到三维填充生长的动力学与构型空间的维数没有严格联系。此外,描述了RSA算法的一些优化,允许生成显著更大的包装,这直接转化为所获得的结果的更低的统计误差。此外,所提供的多面体序参量可用于其它有关多面体对称粒子的研究。
2019-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Random sequential adsorption of partially ordered discorectangles onto a continuous plane
用计算机模拟研究了相同圆盘矩形在连续平面上的随机顺序吸附。针对宽范围的圆盘矩形长宽比($\varepsilon \in [1;100]$)分析了该问题。我们研究了各向异性沉积,沉积颗粒的取向在一定间隔内均匀分布,使得颗粒优先沿给定方向排列。的堆积密度$φ$的变化的动力学发现在不同的值的$S_0$进行了讨论。discorectangles的部分排序显着影响的包装密度在堵塞状态,$φ_\text{j}$,并转移的尖点在$φ_\text{j}(\varepsilon)$的依赖性。利用不同直径的圆盘吸附到沉积圆盘矩形之间的多孔空间中,分析了堵塞状态的结构。假设颗粒的核-壳结构,进行discorectangles之间的连接性的分析。
2020-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Morphology and Kinetics of Random Sequential Adsorption of Superballs: From Hexapods to Cubes
超级球代表一类颗粒,其形状由${|x|}^{2p}+{|y|}^{2p}+{|z|}^{2p} \le R^{2p}$定义,其中$p\in(0,\infty)$是“变形参数”。$0<p<0.5$代表六足状(凹八面体状)颗粒族,而对于$0.5\leq p<1$和$p>1$,分别具有凸八面体状和立方体状颗粒族,其中$p=1,\;0.5$和$\infty$代表球体、八面体和立方体。胶体沸石悬浮液,催化和吸附,以及生物医学磁性纳米颗粒只是超级球包装的几个应用。我们介绍了一种通用的方法来模拟随机顺序吸附的超级球,我们称之为“低熵”算法,与传统的算法,代表了一个“高熵”的方法。这两种算法分别产生干扰分数$ϕ_\infty(p)$和$ν(p)$的精确估计,该指数表征长时间吸附动力学$t$,$ϕ(\infty)-ϕ(t)\sim t^{-ν(p)}$。精确估计的$ϕ_\infty(p)$和$ν(p)$,并显示出在协议,在某些特殊的限制,与现有的分析和数值结果。
2019-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulation study of random sequential adsorption of mixtures on a triangular lattice
本文用蒙特卡罗模拟方法研究了扩展目标的二元混合物在二维三角晶格上的随机顺序吸附。沉积物是由格子上的自回避随机游动形成的。我们集中在这里的对称性的形状上的动力学的沉积过程中的双组分混合物的影响。在混合物的情况下的干扰极限的方法被发现是指数的形式:$θ(t) \sim θ_{jam}-Δθ\exp (-t/σ),$和参数$σ$的值是由混合物中的对称性较低的对象的对称性的顺序。取决于形成混合物的物体的局部几何形状,混合物的干扰覆盖范围可以大于两个单分量干扰覆盖范围,或者它可以在这些值之间。还提出了混合物中的对象的各种分数浓度的模拟结果。
2007-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random sequential adsorption of straight rigid rods on a simple cubic lattice
用数值模拟和有限尺寸标度分析研究了长度为$k$($k$ -mer)的刚性直杆在简单立方晶格上的随机顺序吸附.计算采用新的理论方案进行,其准确性通过与严格的分析数据的比较得到验证。对于\textit{k}范围从2到64获得的结果显示:(i)在二聚体($k=2$)的情况下,干扰覆盖是$θ_j=0.918388(16)$。我们对$θ_j$的估计值与以前报道的$θ_j=0.799(2)$值有显著差异[Y. Y. Tarasevich和V.A. Cherkasova,Eur. Phys. J. \textbf{60},97(2007)];(ii)$θ_j$在根据$k$ -聚体尺寸绘制时表现出递减函数,其中$θ_j (\infty)= 0.4045(19)$是大$k$的极限覆盖率的值;和(iii)逾渗阈值和堵塞覆盖率之间的比率显示出非通用行为,随着$k$的增加而单调降低。
2015-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement effects on the random sequential adsorption packings of elongated particles in a slit
采用数值模拟的方法分析了二维细长颗粒(discorectangles)填充到两个平行壁之间的狭缝中的行为。使用随机顺序吸附模型与连续的位置和取向的自由度的填料。颗粒的纵横比(长宽比,$\varepsilon=l/d$)在$\varepsilon \in [1;32]$的范围内变化,而壁之间的距离在$h/d\in [1;80]$的范围内变化。数值研究了堵塞状态下沉积物的性质(覆盖率、序参量和粒子间的长程(逾渗)连通性)。$\varepsilon$和$h$的值显著影响填料的结构和渗流连通性。特别是,所观察到的非平凡的依赖性的干扰覆盖$φ(\varepsilon)$或$φ(h)$的解释由不同的几何因素的相互作用有关的限制,粒子取向的自由度和排除的体积效应。
2021-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Examination of saturation coverage of short polymers using random sequential adsorption algorithm
我们填补了一个空白,定期或不对称的模式,没有重叠使用时间依赖性包装方法称为随机顺序吸附(RSA)。在无限的时间限制下,覆盖的密度经常达到极限。本研究的重点是饱和包装的正方形和他们的二聚体,三聚体,四聚体,五聚体,和六聚体,所有这些都是在两个随机选择的方向(垂直和水平)。我们的结果与以前的推断为基础的研究1。我们使用“分离轴定理”来检测新添加的多边形和先前放置的多边形是否重叠。当RSA插入变得不成比例地缓慢时,我们得出结论,已经达到饱和。我们还发现,当正方形被拉伸成二聚体和修剪体时,系统填充该区域的能力会下降。对饱和产物的微观结构进行了深入的研究,包括嵌段功能和二聚体和三聚体的结构排列。基于文献2的结果,可以预测吸附在衬底上的层不会阻碍扩散。此外,发现吸附的矩形的纵横比对堵塞极限处的覆盖百分比有影响,纵横比为2(如这里的二聚体)产生最高的堵塞覆盖。因此,目前的结果是对参考文献3中报告的更深入扩展。
2023-01-02 cond-mat.soft
Breaking of scale-invariance symmetry in adsorption processes
顺序吸附的标准模型隐含地制定在一个{ \em规模不变}的形式,通过假设吸附在一个无限的表面上,没有特征长度尺度。然而,在涉及复杂表面的实际情况中,内在长度尺度可能是相关的。提出了一个连续随机序列吸附的解析模型,其中标度不变性对称性被明确破缺。特征长度是由一组分散的障碍物施加的,这些障碍物先前吸附在表面上。通过解析解和数值模拟,我们揭示了对称性破缺对吸附层干扰限和关联函数的深刻影响。
2000-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Examination of saturation coverage of polygons using random sequential adsorption algorithm
本研究利用随机序列吸附(RSA)算法结合分离轴定理,估算8种定向二维正多边形的饱和堆积密度,结果与以往基于外推法的研究一致,并明确了饱和状态的判定标准。
2023-05-01 cond-mat.soft math.MG nlin.AO
Polydisperse Adsorption: Pattern Formation Kinetics, Fractal Properties, and Transition to Order
我们调查的过程中随机顺序吸附的多分散颗粒的尺寸分布表现出幂律依赖的小尺寸限制,$P(R)\sim R^{α-1}$。我们揭示了斑图形成动力学和结构特性之间的关系出现的图案。我们提出了一个平均场论,它提供了一个公平的描述足够小的$α$。当$α\to \infty$,高度有序的结构局部相同的阿波罗包装形成。我们引入了一个定量的标准的规律性的斑图形成过程。当$α\gg 1$,一个急剧的过渡,从不规则的规则斑图形成政权被发现发生在干扰覆盖的标准随机顺序吸附与单分散尺寸分布。
1998-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Densest columnar structures of hard spheres from sequential deposition
如果圆柱体与球体直径比D在[1,2.7013]范围内,那么圆柱体内部相同硬球体的致密柱状结构的丰富多样性可以令人惊讶地由圆柱体接触球体的简单且计算快速的顺序沉积构造。这为从理论上推导出所有这些致密结构以及用纳米、微米、胶体或带电粒子构建这种致密填料提供了方向,这些粒子都像硬球一样自组装。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft math-ph
Saturation Coverage in Binary Mixtures of Oriented Regular Polygons via Random Sequential Adsorption
通过随机顺序吸附研究等面积定向正多边形二元混合物的饱和覆盖率,发现奇偶效应和对称性影响,三角形混合物覆盖率最低,轴对称正方形最高,奇边多边形趋近圆盘极限,偶边多边形从上方收敛。
2026-06-23 cond-mat.soft
Gap-Size Distribution Functions of a Random Sequential Adsorption Model of Segments on the Line
我们进行了广泛的模拟伴随着一个两段大小的随机序列模型的详细研究。我们遵循对干扰状态的动力学,但我们特别注意干扰状态结构的表征。特别地,我们研究了在干扰状态下,尺寸比对平均间隙尺寸、间隙尺寸离散度、间隙尺寸偏度和间隙尺寸峰度的影响。我们还分析了四种可能的片段间间隙类型的上述量。我们把尺寸比的值从1到20排列。在尺寸比为1的限制下,人们恢复了经典的停车问题。我们观察到,在低尺寸比的干扰状态是由小的和大的段的短条纹,而在高值的尺寸比的干扰状态的结构是由一个单一的大段分离的小段的长条纹。堵塞状态结构作为尺寸比的函数的这种观点得到了各种测量量的支持。目前的工作可以帮助提供洞察力,例如,如何最大限度地减少粒子间距离或最大限度地减少平均粒子间距离的波动。
2006-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-range-interactions induced ordered structures in deposition processes
我们提出了一个新的顺序吸附模型,其中吸附颗粒经历偶极相互作用。我们表明,在这些长程相互作用的存在下,在吸附层中的高度有序的结构可能会在低温下诱导。这种新的现象学表现为对关联函数和干扰极限的显着变化,相对于非相互作用粒子的情况。我们的研究可能是相关的理解磁性胶体颗粒在磁场的存在下的吸附。
1998-05-05 cond-mat.soft
Ordering in a fibrinogen layer
有序蛋白质层由于其通常有趣的物理化学性质(例如渗透性、刚度和倾倒结构)而成为活跃的生物医学研究的主题。在所提出的工作中,我们专注于纤维蛋白原分子的层构建,其特征在于强形状各向异性。采用随机序贯吸附(RSA)方法,模拟了吸附过程中吸附质的取向分布为非均匀概率分布。由此得到的覆盖层具有不同程度的全局取向有序性。这使我们能够找到层的主要属性之间的依赖关系,如最大随机覆盖率,和序参量。为了更好地描述和更深入地理解所获得的结构,确定了自相关函数以及未覆盖空间的分布。此外,我们还计算了有效表面函数(ASF),这对于确定吸附动力学至关重要。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hard sphere packings within cylinders
直径为$σ$的硬球(HS)在圆柱体中的堆积已被用于模拟实验系统,如纳米管中的富勒烯和胶体线组装。然而,在这种约束下,发现HS的密排填料随着圆柱体直径$D$而变得越来越复杂。因此,对$D>2.873σ$的可实现密度填料知之甚少。在这项工作中,我们扩展到$D=4.00σ$的包装识别通过调整Torquato-Jiao的自适应收缩细胞配方和序列线性规划(SLP)技术。我们确定了17个新的结构,几乎所有的手性。除了$D\approx2.85σ$之外,大多数结构由外壳和内核组成,它们竞争紧密堆积。在某些情况下,壳层采用自己的最大密度结构,并且其中核心球体的堆叠是准周期性的。在其他情况下,观察到两个组件之间的相互作用,这可能会导致简单的周期性结构。在另一些情况下,核和壳之间的区别消失了,导致更奇特的包装几何形状,包括一些是将硬盘包装在一个圆圈中获得的结构的三维扩展。
2015-11-26 cond-mat.soft
A hard-sphere model of protein corona formation on spherical and cylindrical nanoparticles
浸入生物介质中的纳米颗粒(NP)迅速形成吸附蛋白质的冠,随后控制颗粒的最终命运和可能发生不良结果的途径。日冕形成的组成和时间尺度都高度依赖于NP及其环境。蛋白质在NP表面上的沉积与随机顺序吸附过程有关,并且基于该模型,我们开发了一种速率方程处理,用于在球形和圆柱形NP上形成由硬球表示的电晕。我们发现,NP的几何形状显着改变了电晕的组成,通过一个独立的过程中假设的蛋白质的吸附和解吸的速率常数,NP的半径和形状都影响电晕。此外,我们证明,在强结合的条件下,吸附是有效的不可逆的电晕含量反映的蛋白质的流动性和浓度在溶液中,而不是他们的结合亲和力。
2021-04-28 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Liquid-Hextic-Solid Phase Transition of a Hard-Core Lattice Gas with Third Neighbor Exclusion
在二维系统中,相行为的确定,特别是相变的性质,常常被有限尺寸效应和适当的热力学机制所模糊。我们解决这些问题,使用另一种途径来推导一个二维的硬核颗粒系统的状态方程,动力学参数和吉布斯吸附等温线的基础上,通过使用随机顺序吸附与表面扩散(RSAD)模型。洞察共存区域和相变是通过直接可视化的系统在任何分数表面覆盖通过本地键取向顺序。键取向关联函数的分析证实,一级相变发生在一个两步液-六角-固体转变在高表面覆盖度。
2019-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph