Classical Nucleation Theory for Active Fluid Phase Separation
经典成核理论（CNT），连接罕见的成核事件的自由能景观的一个不断增长的核，是核心的被动流体中的相变动力学的理解。非平衡系统中的成核更难描述，因为没有自由能，而是一个依赖于动力学的准势，通常必须用数值方法找到。在这里，我们将CNT扩展到一类由最小场论模型（Active Model B+）控制的主动相分离系统。在小的噪音和过饱和度的限制，CNT假设，我们计算解析的准势，因此成核势垒，液-汽相分离。至关重要的是，我们的结果，细致平衡，虽然打破微观活动，恢复沿瞬子轨迹，其中在CNT涉及的核半径作为唯一的反应坐标。
2023-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nucleation of solitary wave complexes in two-component mixture Bose-Einstein condensates
玻色-爱因斯坦凝聚体的双组分混合物被证明支持孤波复合物，保持其形式以恒定的速度移动。本文得到了二维二元混合凝聚体中的孤立波族。这些解决方案是根据在每个组件的波函数的结构进行分类。我表明，这些复合物成核从表面的磁盘时，它移动超临界，因此，提出了一种机制，这些波可以通过移动的激光束在凝聚物中获得。这样的成核的条件推导解析。对超临界圆盘速度下的流动进行了数值计算。阐明了边界层分离的过程，即在每一个分量中发射涡对，或在一个分量中发射涡对而在另一个分量中发射"从动波“。
2004-12-29 cond-mat.other cond-mat.soft
Molecular Dynamics Simulations of Binary Sphere Mixtures
高度尺寸分散颗粒的流体混合物的显式模拟受到与识别对相互作用邻居相关的数值挑战的约束。最近的算法发展在一定程度上改善了这些困难，允许更有效地模拟系统与许多大小分散的颗粒。我们利用这些功能来执行分子动力学模拟的二元球混合物的弹性刚性颗粒接近硬球极限和颗粒尺寸比高达50，接近胶体极限。所考虑的系统包括500个大颗粒和高达近360万个小颗粒，总颗粒体积分数高达0.51。我们的模拟证实了定性预测的大颗粒之间的相关性先前获得的分析和模拟采用有效的耗尽相互作用，但也揭示了额外的见解，近接触结构，结果从明确的小颗粒溶剂的治疗。在模拟过程中没有观察到自发的晶体成核，这表明在流体-固体共存区域中的成核速率太小，无法观察到可行的模拟系统尺寸和时间尺度的晶体成核。
2022-11-10 cond-mat.soft
Tuning nucleation kinetics via nonequilibrium chemical reactions
与处于热平衡的流体不同，生命系统中的生物分子混合物可以维持非平衡稳态，其中活性过程改变组成分子的构象状态。尽管在这些系统中液-液相分离之间的定性相似性，相分离动力学差异的程度仍然不清楚。在这里，我们表明，不均匀的化学反应可以改变成核动力学的液-液相分离的方式，是与经典的成核理论相一致，但只能通过引入非平衡界面张力合理化。我们确定的条件下，可以加速成核，而不改变的能量或过饱和，从而打破了快速成核和强驱动力，这是典型的相分离和自组装在热平衡之间的相关性。
2023-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Separation in Fractonic Fluids: Coarsening, Interfaces, Nucleation, and Hyperuniformity in and out of Equilibrium
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本研究发展高阶多极矩守恒流体的相分离理论，发现高阶守恒定律减缓弛豫，非平衡涨落-耗散违背抑制涨落并阻碍成核，模拟验证了预测。
2026-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Phase Separation under Ultra-Slow Cooling: Onset of Nucleation
我们讨论了一个缓慢的连续漂移的温度，从而导致连续的相分离，和非线性扩散项的$ϕ^4$模型的二元混合物的相分离之间的相互作用。这导致了扩散分层的稳定性的界限。有人认为，这些发现是不是特定的$ϕ^4$模型，但他们总是适用于轻微的修改的约束。在实践中，只有在对实际混合物进行实验时采取特殊的预防措施，才能实现稳定的扩散分层。因此，最近观察到的复杂的动力学行为在这样的系统应被视为一个新的挑战，了解相分离系统的一般特征。
2008-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nucleation pathway and kinetics of phase-separating active Brownian particles
纯粹排斥但自推进的布朗粒子的悬浮液可能会经历相分离，这种现象非常类似于具有吸引力的被动粒子的相分离。在这里，我们采用计算机模拟研究成核动力学和微观途径积极的布朗磁盘时，淬火从均匀悬浮液的推进速度超越双结点在两个维度。我们发现相同的定性行为的成核率作为密度的函数作为被动悬浮液进行液-气分离，这表明一个有效的自由能的情况下，也延伸到相分离的动力学。我们研究的过渡更详细地通过一个committor分析，并发现，过渡态最好的描述由集群的大小和径向极化的粒子在集群中的组合。
2016-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase coexistence and nucleation of aging condensates
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
本研究结合Flory-Huggins相分离模型与老化动力学陷阱模型，揭示老化生物分子凝聚体的相共存与两步成核机制，为其热力学和动力学描述提供统一基础。
2026-10-16 cond-mat.soft
Designing an Optimal Ion Adsorber at the Nanoscale: The Unusual Nucleation of AgNP/Co$^{2+}$ -- Ni$^{2+}$ Binary Mixtures
从水中选择性去除重金属是一个复杂的课题。我们提出了一种理论计算方法，实验证据的支持下，设计一种功能化的纳米材料，能够选择性地捕获金属离子从水中的自组装过程。理论模型用于将Ag纳米颗粒和Co $^{2+}$或Ni $^{2+}$的实验混合物映射到添加剂高度不对称吸引的Lennard Jones二元混合物上。广泛的NVT（恒定数量的颗粒，体积和温度）蒙特卡罗模拟进行推导出一组参数，首先诱导两种物质在溶液中的聚集，然后影响聚集体的形态。因此，计算预测与实验结果进行了比较。所收集的见解可以用作预测新一代选择性纳米颗粒的最佳设计的指导方针，用于金属离子吸附，从而最大限度地捕获水溶液中的离子。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase Separation in Two-Dimensional Additive Mixture
我们研究二维二元混合平行广场以及磁盘。最近的聚类算法使我们能够建立一个熵的分层过渡之间的均匀填充的流体相和一个分层相的一个几乎紧密包装的聚集体的大广场周围的流体的小广场。
1998-07-01 cond-mat.soft
Entropy Driven Phase Separation in a Model Colloid-Polymer Mixture
一个巨正则蒙特卡罗方法模拟一个简单的胶体聚合物混合物称为AO模型将被描述。已知在该模型中发生的相分离由熵驱动。确定了不混合转变的相图、表面张力和临界点。出现在：“计算机模拟研究在凝聚态物理XVIII，编辑。D.P. Landau、S.P. Lewis和H.B. Schuettler（Springer Verlag，Heidelberg，Berlin，2004）.
2004-02-24 cond-mat.soft
Phase Separation in Mixtures of Nematic and Isotropic Fluids
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
研究了向列相与各向同性流体混合物的相行为，结合Landau-de Gennes自由能与Cahn-Hilliard自由能，分析均匀相稳定性及界面现象，探讨被动与活性向列相混合物的相分离差异。
2025-03-31 cond-mat.soft
Microstructural diversity, nucleation paths and phase behaviour in binary mixtures of charged colloidal spheres
我们研究低盐，二元水悬浮液的带电胶体球的尺寸比Φ = 0.57，数密度低于共晶数密度n_E，和数分数p = 1.00-0.40。由均匀剪切熔体凝固获得的典型相是体心立方结构的替代合金。在严格气密的小瓶中，多晶固体在长时间内对熔化和进一步相变是稳定的。为了比较，我们也准备了相同的样品，缓慢和机械不受干扰的商业狭缝细胞去离子。这些细胞的特点是一个复杂的，但良好的再现性序列的全球和局部梯度的盐浓度，数密度和组成诱导连续去离子，电泳运输和差异沉降的组件，分别。此外，它们提供了适合β相非均质成核的扩展底表面。我们给出了一个详细的定性表征的结晶过程中使用成像和光学显微镜。与体样品相比，在狭缝单元中的初始合金形成不是体积填充的，并且我们现在还观察到具有低溶解度的奇数组分的α和β相。除了最初的均匀成核路线，梯度的相互作用打开了各种进一步的结晶和转化途径，导致微观结构的巨大多样性。在随后的盐浓度增加时，晶体再次熔化。基于壁的卵石状β相晶体和多面α晶体最后熔化。我们的观察结果表明，在体实验中形成的替代合金均匀成核和随后的增长是机械稳定的情况下，固-液界面，但结晶亚稳。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase Transition and Separation for Mixture of Liquid He-3 and He-4
本文利用平衡态相变的统一动力学Ginzburg-Landau模型，介绍了液态氦-3和氦-4混合物的动态Ginzburg-Landau相变/分离模型。通过对该模型的分析，得到了三个临界尺度L1 < L2 < L3，详细的理论相图和不同尺度下的相变性质。
2008-05-31 cond-mat.soft
Enslaved Phase-Separation Fronts in One-Dimensional Binary Mixtures
相分离前沿在其尾流中留下的形态与均匀相分离中形成的形态有很大不同。在本文中，我们专注于在二进制混合物的奴役相分离的前线，即前线，遵循在一个控制参数前。在一维的情况下，这是本文的重点，所形成的形态是看似简单的：交替域的规则大小。然而，确定这些域的大小作为前速度和其他系统参数的函数是一个重要的问题。我们提出了一个分析解决方案的情况下，没有材料沉积在前面和数值解和缩放参数更一般的情况下。通过这些受控的相分离前沿，可以形成在均匀的一维相分离中实际上无法实现的大的畴。
2008-05-24 cond-mat.soft
Spontaneous Phase Separation of Ternary Fluid Mixtures
我们用格子玻尔兹曼方法计算研究了三元流体混合物的自发相分离，无论是当所有的表面张力是相等的，当它们有不同的值。以前的理论工作通常依赖于分析一个简单的线性稳定性分析产生的特征值的符号，但我们发现这并不能解释所观察到的流体形态。在这里，通过结合系统的计算机模拟在整个范围内的组成空间和理论分析的不稳定模式的本征值和本征向量，我们确定了四个基本的相位分离途径。特别是，我们强调了一个占主导地位的，但迄今被忽视的机制，涉及富集和不稳定的流体-流体界面处的次要成分
2022-07-28 cond-mat.soft
Gelation as arrested phase separation in short-ranged attractive colloid-polymer mixtures
我们提出了进一步的证据，凝胶化是一个有吸引力的胶体-聚合物混合物中的相分离，基于一种方法相结合的共聚焦显微镜实验与数值模拟最近建立在{ \bf自然453，499（2008）}。我们的结果是独立的形式的粒子间的吸引力的潜力，因此，应广泛适用于任何有吸引力的粒子系统与短程，各向同性的吸引力。我们还给出了凝胶态的结构，不均匀性和局部密度方面的额外表征。
2008-10-23 cond-mat.soft
Phase separation dynamics in colloid-polymer mixtures: the effect of interaction range
胶体-聚合物混合物可以经历流体-流体相分离或凝胶化。这取决于骤冷的深度（聚合物浓度）和聚合物-胶体尺寸比。本文对具有中长程吸引力（聚合物-胶体粒径比qR =0.45-0.89）的胶体-聚合物混合物的相分离动力学进行了实空间研究，目的是了解随着吸引力范围的变化，凝胶化的机理。与以前的研究相比，短程吸引力的系统，凝胶化发生后不久，跨越平衡相边界，我们发现了大量的区域的流体-流体相分离。在更深的淬灭时，系统经历连续的交叉以形成凝胶。我们确定了两个制度，“经典”相分离，其中单颗粒弛豫速度比相分离的动态，和“粘弹性”相分离，其中分层明显减慢，由于在富含胶体的相缓慢的动态。在网络链表面的颗粒比埋在凝胶链内部的颗粒表现出更大的流动性，这是一种粗化方法。
2012-09-18 cond-mat.soft
Reply to Smallenburg: Near-melting nucleation and the exponential growth of hard-sphere nucleation times
Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Missouri（密苏里大学机械与航空航天工程系）
针对斯马伦堡的评论，本文指出其结论有误，重申体积分数偏离53%仅零点几，硬球成核时间就会天文数字增长，该现象源于弗伦克尔的熵交换机制，还提供计算纠正误解。
2026-08-11 cond-mat.soft
Phase separation in star polymer-colloid mixtures
研究了星形臂数f= 2，6，16，32和不同星形-胶体尺寸比的星形聚合物-胶体混合物的分层转变。在理论上，我们用直接分子计算机模拟得到的三个有效对势求解二元混合物的热力学自洽Rogers-Young积分方程。数值结果显示了旋节不稳定性。近似计算了分离双结点，并发现与实验观测相一致。
2000-10-12 cond-mat.soft
Confinement-induced fractionation and liquid-liquid phase separation of polymer mixtures
细胞中通过液-液相分离形成的（生物）分子凝聚物已受到越来越多的关注，因为这些凝聚物在生物系统中发挥重要的功能和调节作用。然而，大多数研究集中在纯系统在本体溶液中的行为，从而忽略了限制效应和细胞中存在的众多分子之间的相互作用。为了提高我们的知识，我们进行模拟的二元聚合物混合物的液滴，考虑单分散和多分散的分子量分布的较长的聚合物物种。我们发现，限制诱导的聚合物的空间分离的长度，与较短的移动到液滴表面。这种分配导致液滴中心的局部聚合物浓度的明显增加，这在多分散体系中更为明显。因此，该系统在平均聚合物浓度下表现出液-液相分离，其中本体系统仍处于单相状态。
2022-11-23 cond-mat.soft
Size-Sieving Separation of Hard-Sphere Mixtures through Cylindrical Pores
精确求解了硬球与圆柱形孔的碰撞动力学，即规则孔膜的极小模型。非平衡事件驱动的分子动力学模拟表明，通过尺寸$d$的圆柱形孔的尺寸$σ$的硬球的渗透率$P$遵循受阻扩散机制，由于尺寸排阻为$P \propto (1-σ/d)^2$。在该定律下，大小颗粒的二元混合物的分离在$α^{-1/2}$和$P^{-1/2}$之间表现出线性关系，其中$α$和$P$分别是较小颗粒的选择性和渗透性。通过多分散孔隙的平均渗透率是单个孔隙的渗透率的总和，通过单个孔隙面积在总孔隙面积中的分数加权。
2021-04-22 cond-mat.soft
Phase separation in soft repulsive polymer mixtures: foundation and implication for chromatin organization
本文提出一种超粗粒化模型，将聚合物表示为可重叠的介观软珠，基于平均场理论研究均聚物混合物的相分离行为，并与数值模拟对比揭示混溶性相图的普适特征，进而将分析推广到随机共聚物体系，为细胞核内染色质组织提供理论启示。
2024-09-04 cond-mat.soft
Role of a polymeric component in the phase separation of ternary fluid mixtures: A dissipative particle dynamics study
本文采用耗散粒子动力学（DPD）方法模拟了三元（ABC）流体混合物在$d=3$中的相分离动力学，其中组分A和B代表简单流体，组分C代表聚合物流体。在这里，我们研究的作用，聚合物流体（C）域形态通过改变组成比，聚合物链长，和聚合物刚度。我们观察到，所考虑的系统是作为一个简单的三元流体混合物在相同的动力学普适类。然而，尺度函数取决于上述参数，因为它们改变了演化形态的时间尺度。在所有情况下，特征域大小如下：$l(t) \sim t^ϕ $与动态增长指数$ϕ$，显示了在后期系统中从粘性流体动力学状态$(ϕ=1)$到惯性流体动力学状态$(ϕ=2/3)$的交叉。
2018-04-25 cond-mat.soft
How liquid-liquid phase separation induces active spreading
多组分混合物的相分离和润湿之间的相互作用在自然界和技术中普遍存在，并且由于生物分子凝聚体的发现，最近在科学学科中获得了显著的关注。众所周知，固着液滴在静态润湿配置中经历相分离，在其接触线处表现出微滴成核，在后期阶段形成油环。然而，当在非平衡润湿构型中发生相分离时，即，散布水滴在这里，我们报告，液-液相分离强烈耦合到三相接触线的扩展运动。因此，经典的Cox-Voinov定律不再适用，因为相分离在毛细管驱动之外增加了主动铺展力。有趣的是，我们观察到，在主液滴中的任何可见的微滴成核之前，铺展就开始了。使用高速椭圆偏振，我们进一步证明，表面力导致更早的成核润湿前体膜周围的液滴，开始观察到的润湿过渡。我们希望我们的研究结果丰富的相分离过程，涉及动态接触线和/或表面力的基本理解，在广泛的应用，从石油回收或喷墨打印材料合成和生物分子凝聚体的影响。
2022-02-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Precipitation in aqueous mixtures with addition of strongly hydrophilic or hydrophobic solute
我们研究相分离的水溶液中的混合物，由于优先溶剂化与低密度溶质（亲水性离子或疏水性颗粒）。对于亲水性离子，优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种沉淀发生在温度和平均组成的宽范围内，高于临界溶质密度$n_p$，其中混合物溶剂将处于没有溶质的单相状态。当平均溶质密度$\bar n$降低到$n_p$或当相互作用参数$χ$降低到临界值$χ_p$时，析出畴的体积分数趋于零。如果我们从具有${\bar n}>n_p$或$χ>χ_p$的单相状态开始，沉淀通过均匀成核或通过非均匀成核进行，例如，在悬浮的胶体周围。在后一种情况下，胶体颗粒被厚的润湿层包裹。我们还预测了一个一阶预湿转变为$\bar n$或$χ$略低于$n_p$或$χ_p$。
2010-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Early Crystal Nucleation Process in Hard Spheres shows Synchronised Ordering and Densification
我们调查的硬球流体中的晶体成核过程的早期部分使用计算机模拟产生的数据。我们发现，六角秩序体现连续在过压缩液体，开始约一个扩散时间之前出现的第一个“固体状”颗粒的成核簇，并集体涌入的粒子对成核网站同时发生的订购过程：密度增加导致成核产生相同的个别粒子位移的顺序增加。我们排除了中期和低超压缩之间的早期成核过程中存在的质的差异，也提供了证据，反对任何分离的平移和取向顺序的相关长度尺度。
2016-04-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluid-solid phase-separation in hard-sphere mixtures is unrelated to bond-percolation
在最近的一封信中，Buhot提出，在硬核二元混合物中，熵驱动的相分离与键渗流转变直接相关。然而，至少对于二元硬球混合物，基于g_{ll}（r）的精确近似的计算表明，n_b沿模拟直接计算的相边界变化很大，这意味着在这些系统中键渗透与相分离无关。
2000-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Formation of porous crystals via viscoelastic phase separation
胶体悬浮液的粘弹性相分离可以通过玻璃化转变或结晶而中断以形成凝胶。与一个新的共聚焦显微镜协议，我们遵循整个动力学的相分离，从均匀相不同的逮捕状态。在实验中，我们的结果首次揭示了一种新的结晶途径海绵状多孔晶体结构。在早期阶段，我们表明，成核需要一个结构重组的液相，称为应力驱动的老化。一旦成核开始，我们观察到结晶遵循三种不同的路线：液相直接结晶，Bergeron过程，和Ostwald熟化。成核在重组网络内部开始，但晶体通过气相在其表面上的直接冷凝而生长，驱动液体蒸发，并产生不同于原始相分离模式的网络结构。我们认为，类似的晶体凝胶状态可以形成在单原子和分子系统中，如果液相是足够慢，以诱导粘弹性相分离，但足够快，以防止立即玻璃化。这提供了一种新的途径来形成金属和半导体的纳米多孔晶体而不脱合金，这对于催化、光学、传感和过滤应用可能是重要的。
2018-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase-separation in ion-containing mixtures in electric fields
当液体混合物经受外部电场时，离子屏蔽导致场梯度。我们指出，如果混合物最初处于均相，则这种筛选可以带来具有两个主要特征的稳健的相分离转变：（i）相分离预期发生在任何电极几何形状中，以及（ii）所需的电压通常为1V的量级，甚至更小。我们讨论了与微流体领域相关的效应的几种应用，专注于在相分离过程中产生纳米级润滑层。
2007-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crystallization and phase-separation in non-additive binary hard-sphere mixtures
本文首次计算了非对称非加性硬球混合物的全相图。非加和性强烈影响结晶和流-流相分离。相图的整体拓扑结构由有效尺寸比y_{eff}控制，而流固共存与有效势阱的深度成比例。
1999-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation in mixtures of colloids and long ideal polymer coils
被认为是自由的聚合物线圈大于胶体颗粒的胶体悬浮液。聚合物-胶体相互作用是由Asakura-Oosawa模型的扩展。当加入聚合物时，发生相分离成胶体颗粒的稀相和浓相。当聚合物线团的尺寸发散时，这种转变的临界密度趋于零。
2000-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of atomic Bose-Fermi mixtures in an optical lattice
我们研究了一个二维玻色子和费米子的原子混合物，它们被冷却到量子简并态，并受到光晶格的约束。光晶格在费米子态密度中提供范霍夫奇点。我们发现，这些范霍夫奇异性产生新的和有趣的功能，向相分离的过渡：任意的玻色子和费米子之间的弱相互作用是足够的，以驱动在低温下的相分离。由于玻色子和费米子之间的吸引和排斥作用，相分离态变得稳定，并且可以被转换成“液体-气体”转变的标准形式。
2004-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of mixtures after a second quench: composition heterogeneities
我们调查二元混合物进行相分离后，第二次（更深）的温度淬火成两相和三相共存区域。分析是基于以前开发的气液分离在通用混合物的晶格理论。我们以前的结果，考虑了任意数量的物种和一个单一的淬火，表明，由于缓慢的变化组成，致密的胶体混合物可以分两个阶段相分离。此外，较致密的相包含长寿命的组成不均匀性，起源于收缩域的界面。在这里，我们预测几个新的影响，出现后的第二次淬火，主要与拥挤的程度可以减缓“分馏”，即平衡的组合物。它们包括长寿的定期安排的二级域;润湿的分级界面相反的分级层;“表面”定向的spinodal“波”传播的初级界面;一个“死区”，没有相分离发生;和，在三相共存的情况下，丝状形态所产生的二级域。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nucleation and Growth of Droplets in Vapor-Liquid Transitions
采用Lennard-Jones体系的分子动力学模拟，研究了不同密度下温度淬火后的汽液相变动力学。对于临界密度，观察到双连续的液体和蒸汽域随时间的增长服从流体动力学机制的预测。另一方面，对于密度显著低于临界密度的淬火，通过液滴的成核和生长进行相分离。在后一种情况下，布朗扩散和碰撞机制的液滴增长被证实。我们还讨论了液滴间相互作用导致不同幅度的增长规律的可能性。还提供了早期观察到的更快增长的论据。
2013-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural correlations and phase separation in binary mixtures of charged and uncharged colloids
用计算机模拟的原始模型与显式微离子计算带电和不带电球的二元混合物中的胶体之间的结构相关性。对于大介电常数的溶剂中的水悬浮液，传统的Derjaguin-Landau-Vervey-Overbeek（DLVO）的线性屏蔽理论，辅以硬核相互作用，再现了在完整的原始模型中得到的结构相关性定量。然而，对于较低的介电对比度，增加微离子和宏离子之间的库仑耦合导致强烈的偏差。我们发现流体-流体相分离成两个区域，要么富含带电粒子，要么富含不带电粒子，这是DLVO理论无法再现的。我们的结果是可验证的带电-不带电的胶体或纳米粒子的混合物的散射或真实空间实验。
2022-07-20 cond-mat.soft physics.comp-ph
The Mechanics of Nucleation and Growth and the Surface Tensions of Active Matter
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文从力学角度探讨了活性物质凝聚与生长的机制，揭示了三种表面张力在活性界面稳定性中的作用。
2025-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Small activity differences drive phase separation in active-passive polymer mixtures
最近的理论研究发现，活性和被动胶体颗粒的混合物相分离，但只有在非常高的活性比。高值对这一现象的实验探索构成了严重的障碍。在这里，我们使用模拟表明，当主动和被动的颗粒是聚合物，临界活性比随着聚合物的长度而降低。这不仅方便了实验，而且对活细胞核中的DNA组织也有影响。熵产生可以作为这种非平衡相变的精确指标。
2017-01-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase-Separation Transition in Liquid Mixtures Near Charged Objects
我们研究了非极性液体混合物在弯曲带电物体（如电极或带电胶体）附近的热力学行为。对于物体上足够小的电荷，或者等效地，小电势，介电泳力导致靠近胶体的极性更大的液体富集。然而，存在电荷（或电势）的临界值，在该临界值以上发生相分离转变，并且高介电常数和低介电常数组分之间的界面变得尖锐。给出了解析的和数值的组分分布，找到了平衡前沿位置与电荷或电压的函数关系，并利用简单的Cahn-Hilliard型方程研究了空间非均匀电场中相分离的动力学.我们发现一个指数松弛的组合物前的位置，与特征时间取决于收费，混合物的组成和环境温度。
2008-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Separation in Symmetric Mixtures of Oppositely Charged Rodlike Polyelectrolytes
本文用准解析计算方法研究了带相反电荷的棒状聚电解质的无盐对称混合物的相分离。对混合物中各向同性-各向同性和各向同性-均相相变的稳定性进行了分析，结果表明静电相互作用有利于均相有序化。对称混合物的共存曲线也被构建，并用于检查的影响，线性电荷密度和静电相互作用强度棒状的双金属络合。结果表明，由于聚电解质的线电荷密度和Bjerrum长度决定的静电相互作用强度较低，反离子均匀地分布在共存相中。然而，随着静电相互作用强度的增加，抗衡离子也与棒状聚电解质一起分配。结果表明，反离子的数密度是在浓缩（或“凝聚”）相比在稀释（或上清液）相。与这样的棒状混合物相反，柔性的无规混合物可以仅经历各向同性-各向同性相分离。弱电荷棒状混合物的共存曲线与那些类似的灵活的混合物的比较表明，各向同性-各向同性相分离的静电驱动力是更强的柔性混合物。
2010-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Sedimentation of a two-dimensional colloidal mixture exhibiting liquid-liquid and gas-liquid phase separation: a dynamical density functional theory study
我们提出了动态密度泛函理论的结果的密度分布的时间演化的沉积模型的二维二元混合胶体。混合物的体相行为、其在限制壁处的界面性质和引力场之间的相互作用产生了丰富多样的平衡和非平衡形态。在流体状态下，该系统表现出液-液相分离和气-液相分离。随着系统的沉积，相分离显着影响的动态，我们探讨的情况下，最终状态是一个共存的三个不同的阶段。求解二维的动力学方程，我们发现在某些情况下，两种物质的最终密度分布具有不同于外部势的对称性，这可能是令人惊讶的，考虑到该理论的统计力学起源。文章最后对此进行了讨论。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Thermodynamics predicts a stable microdroplet phase in polymer-gel mixtures undergoing elastic phase separation
我们研究的热力学的二元混合物的少数组分的体积分数小于所需的量，以形成一个平坦的界面，并表明，占主导地位的平衡相的混合物的表面张力形成一个单一的宏观液滴。凝胶-聚合物混合物中的弹性相互作用使具有多个液滴的相稳定。使用平均场自由能，我们计算的液滴的大小作为一个函数的界面张力，弗洛里参数，和弹性模量的凝胶。我们的研究结果说明了弹性相互作用的作用，在支配的相行为的生物聚合物进行液-液相分离。
2023-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation dynamics in a two-dimensional magnetic mixture
基于经典的密度泛函理论，研究了二维二元海森堡流体混合物的分层相变。混合物中的粒子被建模为高斯软球，其中一个组件的特点是由一个额外的海森堡类型的经典自旋-自旋相互作用。在DFT中，我们使用平均场近似处理粒子相互作用。对于某些磁耦合强度，我们计算的密度浓度平面的相图。对于足够大的耦合强度和密度，我们发现一个分层相变驱动的磁性物种的铁磁相互作用。我们还提供了微观描述（即，密度分布）。最后，我们使用动态密度泛函理论（DDFT）研究相分离，同时考虑成核过程和旋节线分层。
2011-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of penetrable core mixtures
考虑了可穿透粒子通过高斯核势相互作用的两组分体系，该体系可作为二元聚合物溶液的粗略模型。在无规相近似（RPA）和超网链（HNC）积分方程的范围内计算对结构和热力学性质。的分析RPA的预测是半定量的协议与数值解的HNC近似，这本身是非常准确的高斯核心系统。预测流体-流体相分离在广泛的潜在参数范围内发生。对结构表现出非平凡的少数组件的聚类行为。类似的结论适用于耗散粒子动力学（DPD）模拟中经常使用的抛物核混合物的相关模型。
2001-10-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microphase separation in active filament systems is maintained by cyclic dynamics of cluster size and order
在活性物质中极性群集的开始是不连续的，类似于气-液相变，除了稳态表现出微相分离成极性簇。虽然在理论模型和实验中已经观察到这些特征，但对团簇水平上的介观过程知之甚少。在这里，我们表明，极性秩序的出现和维护是由集群的组装和拆卸动力学之间的相互作用，具有不同的大小和程度的极性秩序。使用基于代理的模拟推进丝在一个参数制度相关的肌动球蛋白运动性测定，我们监测集群统计和集群之间的运输过程的长丝的时间演变。我们发现，在一个广泛的参数范围内，秩序的出现是由成核和极性集群的增长，其中的成核阈值不仅取决于集群的大小，但也对它的极距。增长涉及集群的自我复制，极序建立集群的增长和破碎。维持微相分离，极性有序状态的结果从集群的大小和顺序的循环动力学，由集群成核，凝聚，分裂和蒸发之间的相互作用的单丝驱动。这些发现证实了集群动力学模型，包括这些基本的集群级过程。它一致地再现了集群统计以及从无序到有序集群的循环周转。这种循环动力学过程可以代表活性物质系统中维持秩序的一般机制。
2020-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Microphase separation in oil-water mixtures containing hydrophilic and hydrophobic ions
我们发展了一种基于格子的蒙特卡罗模拟方法，能够处理带电混合物的介电异质性。使用这种方法，我们研究了含有拮抗盐的油水混合物，具有亲水性阳离子和疏水性阴离子。我们的模拟揭示了几个阶段与空间调制的溶剂组合物，其中的离子分配之间的富水和贫水区域根据其亲和力。除了最近观察到的层状相，我们发现管状，液滴，甚至gyroid相让人想起那些发现在嵌段共聚物和表面活性剂系统。有趣的是，这些结构源于离子介导的相互作用，其允许通过浓度、离子性质和温度来调节相行为。
2017-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation in a binary mixture of sticky spheres
本研究通过数值模拟发现，二维粘性球二元混合物在吸引作用范围趋近粘性球极限时会出现一级混合-去混合-混合相变，相分离时一组分呈晶态、另一组分呈无序态，该现象在作用范围更大的体系中不存在。
2024-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Non-equilibrium phase separation in mixtures of catalytically active particles: size dispersity and screening effects
细胞中的生物分子凝聚体通常富含催化活性酶。这在被称为代谢子的大酶复合物的情况下尤其如此，代谢子包含参与相同催化途径的不同酶。这种自组织的一个可能的解释是酶的催化活性和对底物梯度的趋化反应的结合，这导致了底物介导的酶之间的有效相互作用。这些相互作用构成了一个纯粹的非平衡效应，并显示出奇异的功能，如非互惠性。在这里，我们分析研究了描述这种催化活性颗粒的混合物的相分离的模型。我们发现，一个Michaelis-Menten-like依赖的粒子的活动表现为相互作用的筛选，和两个不同大小的活性物种的混合物可以表现出瞬态振荡相分离。我们还得到了丰富的稳定性相图的两个物种的混合物与浓度依赖性的活动和大小分散性。这项工作突出了化学活性颗粒混合物中可能的相分离行为的多样性，这为更常见的与细胞相分离相关的被动相互作用提供了另一种途径。我们的研究结果突出了非平衡组织的原则，可以是重要的生物相关的液液相分离。
2021-10-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Structure, phase behavior and inhomogeneous fluid properties of binary dendrimer mixtures
溶液中不同种类树枝状大分子之间的有效对势可以用适当的高斯函数很好地近似。我们发现，在二元树枝状聚合物混合物的有效相互作用的范围和强度强烈依赖于特定的树枝状聚合物的架构。我们考虑两种不同类型的树枝状聚合物混合物，采用高斯有效对势，以确定体相流体的结构和相行为。使用一个简单的平均场密度泛函理论（DFT），我们发现理论和模拟结果之间的一致性很好的体相流体结构。根据混合物，我们发现本体流体-流体相分离（宏观相分离）或微相分离，即，向以无阻尼的周期性浓度波动为特征的状态的过渡。我们还确定了非均匀流体结构的限制在球形腔。同样，我们发现DFT和模拟结果之间的良好协议。对于表现出微相分离的树枝状聚合物混合物，我们观察到相当惊人的斑图形成下的限制。
2005-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active phase separation in mixtures of chemically interacting particles
我们从理论上研究化学相互作用粒子的混合物，在许多共存物种的最一般情况下，这些粒子产生或消耗它们被吸引或排斥的化学物质。我们发现了一类新的活性相分离现象，其中粒子之间的非平衡化学相互作用，打破了作用-反应对称性，可以导致分离成具有不同密度和化学计量比的相。由于我们的极小模型的通用性，我们的研究结果揭示了细胞和细菌，催化酶或泳动胶体的非平衡自组织背后的基本原理。
2019-07-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Phase separation kinetics of a symmetric binary mixture of glass-forming liquids
玻璃形成流体的混合物有时在低温下表现出玻璃-玻璃相分离。在这里，我们使用分子动力学模拟来研究玻璃-玻璃相分离的最简单的例子之一。考虑由A型粒子和B型粒子组成的混合粒子，其中A-A和B-B相互作用是相同的Lennard-Jones相互作用，A-B相互作用是排斥的。为了避免结晶，我们还引入了每种组分粒度的多分散性。我们研究了该模型在不同温度下的50：50浓度下的相分离动力学。我们发现，流体动力粗化发生时，温度高于玻璃态动力学的起始温度。在较低的温度下，在很长的时间内观察到扩散粗化，并且在较短的时间内出现进一步较慢的粗化。低于玻璃化转变温度时，畴的生长不会停止，而是变得对数缓慢甚至比对数更慢。通过分析两个时间的关联函数，我们表明，这些缓慢的粗化过程是伴随着一个放缓的微观动力学，这与老化动力学没有相分离的定性相似。基于这些结果，我们讨论了玻璃-玻璃相分离过程中的缓慢粗化和类老化微观减慢之间的可能联系。
2020-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic equation of concurrent nucleation and chemical aging of an ensemble of aqueous organic aerosols
使用的经典成核理论的形式主义，我们推导出一个新的动力学方程的大小和组成分布的合奏的含水有机气溶胶，通过成核和伴随的化学老化。这种分布可以受到非均相化学反应的焓和气溶胶吸收的有机痕量气体的消耗的显著影响。从离散的平衡方程出发，通过泰勒级数展开，得到了该分布随时间演化的二阶偏微分方程。一旦简化为多维Fokker-Planck方程的标准形式，该动力学方程可以通过完全分离变量的方法求解。新的动力学方程为一级相变动力学理论的发展开辟了一个新的方向，而将其应用于大气有机气溶胶的形成和演化，则可能大大提高全球气候模式的精度。
2019-12-17 cond-mat.soft physics.ao-ph physics.chem-ph
Activity-induced phase separation and self-assembly in mixtures of active and passive particles
我们通过布朗动力学模拟和理论研究了主动（\textit{i.e.}，自推进）和被动等距布朗粒子的单分散混合物的相行为和动力学。在一个纯粹的主动系统中，运动的活性成分触发相分离成一个稠密和稀相;在稠密相，我们进一步发现主动-被动分离，与“筏”的被动粒子在“海”的活性粒子。我们发现，从最初的无序混合物相分离可以发生少至15%的颗粒是活跃的。最后，我们表明，在一个合适的完全隔离的初始状态下制备的系统可重复地自组装一个主动的“电晕”，通过启动一个压缩波触发结晶的被动核心。我们的研究结果是相关的实验追求定向自组装使用活性粒子。
2015-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
