Density functional theory of inhomogeneous liquids. I. The liquid-vapor interface in Lennard-Jones fluids
提出了一个简单的模型，直接关联函数（DCF）的简单流体组成的硬核的贡献，一个简单的参数化的核心校正，和平均场的尾巴。该模型只需要输入均匀流体的自由能，例如，热力学微扰理论。与从Lennard-Jones流体模拟中获得的DCF相比，这表明对于宽范围的密度，这是一个令人惊讶的良好近似。利用该模型建立了非均匀流体的密度泛函理论，并将其应用于汽液界面表面张力的计算。数值计算结果与模拟结果吻合较好。
2007-10-05 cond-mat.stat-mech
Density Functional Theory of Inhomogeneous Liquids: II. A Fundamental Measure Approach
先前，已经示出了用于Lennard-Jones流体的直接关联函数可以通过硬球的直接关联函数、平均场尾部和构造成再现流体的（已知）体状态方程的芯区域中的简单线性校正的总和来建模（Lutsko，JCP 127，054701（2007））。在这里，这个模型是结合从基本测量理论的想法，建立一个密度泛函理论的自由能。该理论被证明可以准确地描述一系列非均匀条件，包括液-气界面、与硬壁接触的流体以及限制在狭缝孔中的流体。该理论给出了精确的定量预测的表面张力，包括其依赖于潜在的截止。它也服从两个重要的精确条件：直接关联函数与自由能对密度的泛函导数的关系，以及壁定理。
2008-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatic interaction between colloids with constant surface potentials at fluid interfaces
本论文研究了两种化学性质相同的胶体之间的静电相互作用，这两种胶体都具有恒定的表面电势，并且在两种不混溶流体的界面处，在颗粒间短距离分离的限制下。使用一个适当的模型系统，该问题的线性Poisson-Boltzmann理论和经典密度泛函理论的框架内解析地解决。静电问题的控制方程是由相应的密度泛函的最小化，这导致德拜-休克尔方程。随后，通过精确计算以及应用广泛使用的叠加近似来求解德拜-休克尔方程，每个方程都提供了系统内部静电势分布的表达式。此外，静电问题的结果被用来计算胶体颗粒之间的表面和线相互作用能量密度。在所有情况下，叠加近似不能正确预测小间距和大间距的相互作用能。此外，表面张力，线张力和界面张力，这都是独立的颗粒间的分离，得到的解析表达式。本论文的研究结果将丰富对流体界面上胶体间静电相互作用的描述。
2019-12-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Inhomogeneous Fermi mixtures at Unitarity: Bogoliubov-de Gennes vs. Landau-Ginzburg
我们提出了一个非均匀理论的共振相互作用的费米混合物的低温性能的陷阱，超越局域密度近似。我们比较了Bogoliubov-de Gennes和Landau-Ginzburg方法，并得出结论，后者更适合于处理一阶相变。我们的方法结合了国家的最先进的知识，均匀的混合物与人口不平衡，并给出了良好的协议与实验的密度分布的申{ \it等}。[Nature { \bf 451}，689（2008）]。我们计算了由于等密度超流体和部分极化正常态混合物之间的界面而产生的普遍表面张力。我们发现，异国情调和无间隙的超流Sarma相可以稳定在这个接口，即使当这个阶段是不稳定的大部分气体。
2009-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Spontaneous symmetry breaking via inhomogeneities and the differential surface tension
讨论了在约束有效势下具有连续对称群的自发破缺量子场论。采用晶格模拟与约束值的序参量，我们明确地表明，路径积分是由不均匀的场配置为主，这些是明确相关的有效潜力在破碎的阶段的平坦度。我们确定这些不均匀性的特征，包括它们的拓扑结构和相关的过剩能量与它们的大小的缩放。关于后者，我们介绍了微分表面张力-属于离散对称性的表面张力的概念的推广。在我们的方法中，自发对称性破缺仅仅是通过不均匀性的存在来捕获的，即不包括一个明确的破缺参数和一个仔细的双重限制程序来定义的序参量。虽然在这里，我们考虑三维$O(2)$模型，我们也阐述了可能的影响，我们的研究结果的手征极限的QCD。
2021-09-08 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-ph
Critical Casimir interaction between colloidal Janus-type particles in two spatial dimensions
我们研究胶体粒子与化学不均匀的表面悬浮在一个临界二元液体混合物。不均匀的颗粒表面是由补丁交替吸附偏好的两个组成部分的二元溶剂。通过用临界伊辛模型描述二元液体混合物\emph{at}及其相溶点，我们利用了它在二维空间中的共形不变性。这使我们能够准确地确定普遍的配置文件的顺序参数，能量密度和应力张量，以及他们的一些关联函数围绕一个单一的粒子的各种形状和配置的表面补丁。形式主义包括几个有趣的配置，包括Janus粒子的圆形和针形状的偶极对称和圆形粒子的四极对称。从这些单粒子的属性，我们构建了所谓的小粒子算子展开（SPOE），这使我们能够获得渐近精确的表达式的位置和方向相关的临界Casimir相互作用的粒子与遥远的物体，如另一个粒子或限制壁的半平面，带，或楔，与各种边界条件的序参量。在几种情况下，我们比较了大距离与近距离的相互作用（但在分子尺度上仍然很大）。我们还比较了我们的分析结果与最近的模拟数据的两个Janus粒子。
2019-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial Phenomena of Solvent-diluted Block Copolymers
用唯象平均场论研究了溶剂稀释的嵌段共聚物（BCP）的性质。使用这种方法，我们模拟的两嵌段共聚物和溶剂的混合物，并得到相应的临界行为。在低溶剂极限下，我们发现临界点如何依赖于溶剂密度。由于A/B和BCP/溶剂浓度之间的耦合的非线性性质，A/B调制诱导具有双波数的聚合物-溶剂相对浓度的调制。在两种情况下研究了分离富聚合物相和富溶剂相的自由边界。首先，我们展示了化学图案化的衬底的存在如何导致BCP膜/溶剂界面的变形，在层状BCP膜中产生梯田，甚至形成由图案化的衬底诱导的多域液滴。我们的结果与以前的自洽场论计算一致。其次，我们比较了平行层状结构与溶剂相共存时的表面张力与垂直层状结构共存时的表面张力，发现表面张力与温度呈非单调关系。在聚合物/溶剂相分离过程中，各向异性的表面张力可导致球形嵌段共聚物液滴变形为透镜状液滴，并导致液滴内部薄层的重新取向。
2013-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Transitions Without Thermodynamic Limit,The Crucial Rôle of Possible and Impossible Fluctuations, The Treatment of Inhomogeneous Scenaria in the Microcanonical Ensemble
微正则热力学（MCTh）是相对于正则热力学（CTh）。在1.5级相变时，即使在热力学极限下，两个系综也是不等价的。在CTh中，能量波动不会消失，相分离被抑制。对波动的适当处理是必要的。MCTh允许解决甚至孤立的小系统，其中相变可以清楚地分为一阶和连续的。微正则热曲线T（E）决定了转变温度、潜热和表面熵/张力。对于系统的约。1000钠，钾，或铁原子在1大气压。所有三个量都可以计算。这三个参数随着尺寸的增大而接近已知的体积值。没有什么要求使用热力学极限。在有限系统的微正则热力学中，守恒的广延变量和系综相关变量（如熵、温度和压力）之间存在着根本的区别。这是详细讨论。
1998-05-29 cond-mat.stat-mech nucl-th
An exact formalism to study the thermodynamic properties of hard-sphere systems under spherical confinement
本文提出了一种改进的巨正则系综，它为研究受限少体类流体非均匀系统提供了一种新的简单有效的方案。新的形式主义实施调查的硬球（HS）流体类系统的精确热力学性质，最多三个粒子被限制在一个球形空腔。此外，该系统的配分函数被用来分析的多HS系统的表面热力学性质，并推导出精确的曲率依赖的表面张力和吸附的密度的幂。得到了多- HS体系在固定硬球外的表面张力和吸附量的表达式。我们用这些结果来推导流体衬底托尔曼长度的依赖性，以一阶密度。
2014-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pressure and surface tension of an active simple liquid: a comparison between kinetic, mechanical and free-energy based approaches
本文讨论了在非热色噪声驱动下的球形粒子系统的压力的不同定义。我们表明，机械，动力学和自由能为基础的方法导致相同的结果，直到一阶的非平衡膨胀参数。第一个处方是基于动力学介观维里方程的概括，并表示施加在壁上的压力的平均维里的粒子间的力量。在第二种方法中，压力和表面张力被识别与体积和面积的衍生物，分别与已知的静态非平衡分布的模型相关联的配分函数。第三种方法是机械方法，与使系统变形所需的功有关。通过比较局部应力和应变方面的功的表达式与微观分布方面的相应表达式来获得压力。这是由Born-Green-Yvon方程中编码的力平衡确定的。这种方法的优点是即使在非均匀的情况下也能给出局部压力张量和表面张力的公式。通过直接检验，我们表明，这三个程序导致相同的压力值，并支持的想法，即配分函数，通过统一色噪声近似得到的，是一个系统的形式属性，但决定了稳态非平衡热力学模型。
2016-03-16 cond-mat.stat-mech
The pressure tensor across a liquid-vapour interface
非均匀流体表现出既不均匀也不各向同性的物理性质。压力张量是一个恰当的例子，关键的界面区域的力学描述。Kirkwood和Buff，以及后来的Irving和Kirkwood，基于对平面上压力的分析，得到了一种正式的处理方法[J.G. Kirkwood和F.P.Buff，J. Chem. Phys.，17（3），（1949），J.H.欧文和J.G. Kirkwood，J. Chem.Phys.18，817（1950）]。我们将Irving和Kirkwood的论点推广到波动的非平面表面，并获得压力张量的表达式，该表达式不会被分子尺度上的热波动和相应的毛细波所模糊[F.P. Buff，R.A. Lovett和F.H.小斯蒂林杰物理修订版信函15，621（1965）]。我们观察到出现的表面张力，定义为一个多余的切向应力，正好在整个分割表面的最尖锐的分子分辨率。新的统计力学表达式扩展了目前的治疗波动非均匀系统远离平衡。
2018-04-27 cond-mat.stat-mech
Dynamics of Fluid Mixtures in Nanospaces
我们最近的简单流体理论的多组分扩展[ U.M.B. Marconi和S. Melchionna，Journal of化学物理，131，014105（2009）]被提出来描述在受限流体流动的典型的不均匀、非稳定条件下的可混溶和不可混溶的液体混合物。我们首先从微观水平推导出的演化方程的相空间分布函数的每个组件在一组自洽场，代表体力和粘性力（力依赖于流体中的密度分布和速度分布）。其次，我们数值求解所产生的控制方程的格子玻尔兹曼方法，其实施包含新的功能，相对于现有的方法。我们的模型结合了流体动力学流动，扩散，表面张力，以及全球和局部粘度变化的可能性。我们验证我们的模型，通过研究体积粘度依赖的混合物的浓度，包装分数和尺寸比。最后，我们考虑非均匀系统和研究分子厚度的狭缝中的混合物的动力学和相关的结构和流动性质。
2011-02-10 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Coexistence of active Brownian discs: Van der Waals theory and analytical results
在热平衡时，像温度和压力这样的强量在整个系统中必须是均匀的，限制了由不同相组成的非均匀系统。典型的例子是蒸汽和液体的共存，这种状态也可以观察到活跃的布朗粒子被稳定地从平衡状态驱动。最近，已经提出了一种策略，可以预测活性颗粒的相平衡[Phys. Rev. E \textbf{97}，020602（R）（2018）]。在这里，我们详细阐述了这一战略，并制定它的框架内的范德瓦尔斯理论的积极光盘。对于一个给定的状态方程，我们推导出的有效自由能解析，并表明它产生共存的密度与数值结果非常吻合。讨论了界面张力与Cahn-Hilliard模型的关系。
2020-10-25 cond-mat.stat-mech
