Induced-charge electro-osmosis around metal and Janus spheres in water: Patterns of flow and breaking symmetries
实验研究了固定化金属微球在电解质溶液中的诱导电荷电渗（ICEO）流型。AC场修改局部电解质浓度，并导致四极流，向内的速度小于向外的。在高磁场下，流动变得不规则，涡流小于球体的尺寸。Janus金属电介质球产生偶极流并将流体从电介质泵向金属部分。实验确定的远场流随距离衰减为r-3。
2014-11-06 cond-mat.soft
Low-frequency dielectric response of a periodic array of charged spheres in an electrolyte solution: The simple cubic lattice
我们研究了置于电解质溶液中的立方晶格高电荷球的低频介电响应。我们专注于在离子电荷是中性的政权的异相电流的影响。我们考虑的情况下，带电球体没有表面电导和频率依赖的表面电容。因此，介电常数的频率色散主要是由双电层外的中性电流的影响。在薄的双层限制下，我们使用Fixman的边界条件在双层的外表面捕获的电场和离子流之间的相互作用。对于周期性的条件下，我们结合的方法开发的瑞利勋爵为了解跨矩形排列的障碍物和Korringa，Kohn和Rostoker的电子能带结构计算的导电。当带电球体占据非常小的体积分数，小于百分之一，我们的解决方案变得一致的麦克斯韦加内特混合公式连同单粒子极化响应，正如预期的那样，因为粒子间的相互作用变得不那么突出在稀极限。相比之下，粒子间的相互作用大大改变了介电响应，即使带电球体只占体积的百分之二。我们发现，特征频率转移到一个更高的值相比，来自单粒子偏振响应。与此同时，低频介电增强，一个签名的带电球体浸在电解质中，变得不那么突出的带电球体的周期性阵列。我们的研究结果意味着，一个系统的介电响应的签名组成的密集填充的带电球体浸泡在电解质中可以从一个稀释的悬浮液有很大的不同。
2018-11-30 cond-mat.soft physics.class-ph
Application of the SRISM approach to the study of the capacitance of the double layer of a high density primitive model electrolyte
在这项研究中，单重参考相互作用网站模型（SRISM）的研究电极电荷的平面双电层电容的依赖性使用的原始模型的双电层的高密度电解质，模仿离子液体。离子由带电的硬球表示，电极是均匀带电的平坦表面。该模型流体的电容计算与SRISM方法与封闭的基础上超网链（HNC）和Kovalenko-Hirata（KH）封闭和模拟比较。只要电极电荷的大小不是太大，HNC闭合显示出最有希望。KH结果对于高密度电解质是相当好的，但是当在低密度下应用时是差的。
2012-02-22 cond-mat.soft
Double layer for hard spheres with an off-center charge
模拟了模型电解质和离子液体的平面双电层中离子的密度和电势分布。实际电解质或离子液体的离子通常不是球体;在离子液体中，阳离子是分子离子。在过去，这种不对称性已经通过考虑尺寸和/或价态不对称的球体（即，原始模型）或通过切向接触球体形成的二聚体阳离子。在本文中，我们考虑的球形离子是不对称的大小和模仿的不对称形状，通过一个偏离中心的电荷，位于远离中心的阳离子球，而阴离子的电荷是在中心的阴离子球。各种单重态密度和潜在的配置文件进行比较（i）二聚体的情况下，即，组成领域的二聚体阳离子切向拴系，和（ii）标准的原始模型。结果表明，特别是当阳离子是反离子时，双电层结构受到很大影响。以及被内在的兴趣，这种偏离中心的电荷模型可能是有用的理论，考虑球形模型和引入偏离中心的电荷作为一个扰动。
2016-03-07 cond-mat.soft
Highly asymmetric electrolytes in the primitive model: Hypernetted chain solution in arbitrary spatial dimensions
本文用超网链（HNC）近似计算了任意空间维流体离子混合物的对关联函数。在原始模型中，所有离子近似为具有库仑相互作用的非重叠超球体。我们的光谱HNC求解器基于Talman [J. Comput.物理、29，35（1978）]，与几何间隔的计算网格。任意空间维度的数值效率是这种变换方法通常利用的优点。在这里，我们强调对数网格的另一个优点，包括在高效率的采样对关联函数高度不对称的离子混合物。对于三维流体，可以处理大于一千的离子尺寸和电荷比，对应于迄今为止计算上未访问的1-1电解质中的微米大小的胶体球。有效的胶体电荷数提取从我们的原始模型的结果。对于中等大小的离子尺寸和电荷不对称性，我们提出了分子动力学模拟的结果，同意与近似HNC对相关。
2013-07-16 cond-mat.soft
Machine learning many-body potentials for charged colloids in primitive 1:1 electrolytes
Utrecht University（乌得勒支大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）
针对DLVO势在强库仑耦合区域的不足，提出用机器学习框架生成依赖密度的多体势，实现带电胶体悬浮液的高效大规模模拟，助力其相行为研究。
2025-10-22 cond-mat.soft
Diffusion of colloids at short times
我们研究了静电和流体动力学相互作用（HI）对电荷稳定胶体球的短时动力学的综合影响。为此，我们计算了平移和旋转自扩散系数，$D^t_s$和$D^r_s$，作为体积分数$ϕ$的函数，对于不同的有效粒子电荷$Z$值和不同浓度的添加的1- 1电解质$n_s$。我们的研究结果表明，在去离子悬浮液中的自扩散系数的影响较小，HI比添加电解质的悬浮液。对于非常大的$n_s$，我们恢复了硬球的众所周知的结果，即在小的$ϕ$下$D^t_s$和$D^r_s$的线性$ϕ$依赖性。相比之下，对于去离子带电悬浮液在小$ϕ$，我们观察到有趣的非线性缩放特性$D^t_s\propto1-a_tϕ^{4/3}$和$D^r_s\propto 1-a_rϕ^2$。发现系数$a_t$和$a_r$几乎与$Z$无关。带电粒子和不带电粒子动力学之间的质的差异可以很好地解释在一个有效的硬球（EHS）模型。
1997-07-28 cond-mat.soft
A simulational and theoretical study of the spherical electrical double layer for a size-asymmetric electrolyte: the case of big coions
在原始模型中，对被尺寸不对称电解质包围的球形大离子进行了蒙特卡罗模拟。我们考虑了尺寸比为2的1：1和2：2盐（即，具有抗衡离子尺寸的两倍的共离子），对于大球体的几个表面电荷密度。的径向分布函数，在亥姆霍兹表面的静电势，和综合电荷的报告。我们将这些模拟数据与从Ornstein-Zernike积分方程获得的原始结果进行比较，并补充了超网链/超网链（HNC/HNC）和超网链/平均球面近似（HNC/MSA）闭包，以及使用修改的Gouy-Chapman和不等半径修改的Gouy-Chapman理论进行相应的计算。HNC/HNC和HNC/MSA积分方程形式主义显示出良好的一致性与Monte Carlo“实验”，而点离子方法的显着局限性是显而易见的。最重要的是，模拟证实了我们以前的理论预测的反离子在尺寸不对称的球形双电层[J. Chem. Phys. 123，034703（2005）]，在外部亥姆霍兹平面的异常曲率的外观和电荷反转的增强和筛选高胶体表面电荷密度由于离子尺寸不对称。
2009-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universality class of criticality in the restricted primitive model electrolyte
采用巨正则精细离散化蒙特卡罗方法对1：1等尺寸硬球电解质或受限原始模型进行了模拟。新设计的无偏有限尺寸外推法使用温度-密度、（T，rho）、拐点位置、Q = <m^2>^2/<m^4>最大值、正则和C_V临界性，得到（T_c，rho_c）至+-（0.04，3）%的估计值。外推指数和Q比为（gamma，nu，Q_c）= [1.24（3），0.63（3）; 0.624（2）]，它们支持Ising（n = 1）行为，（1.23_9，0.630_3; 0.623_6），但排除经典、XY（n = 2）、SAW（n = 0）和n = 1临界性，其中当r \to \infty时，电势phi（r）>Phi/r^{4.9}。
2001-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topological-defect-induced surface charge heterogeneities in nematic electrolytes
我们表明，拓扑缺陷的离子掺杂的双液晶可以用来操纵化学均匀，电荷调节外表面上的表面电荷分布，使用最小的理论模型。特别地，缺陷的位置和类型对表面电荷的精确分布进行编码，并且当液晶是挠曲电的时，该效果增强。我们证明了图案化的表面和带电的胶体球的原则。更一般地说，我们的研究结果表明一个有趣的方法来控制外表面上的表面电荷，而不改变表面化学。
2020-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
Transport in polymer-gel composites: Theoretical methodology and response to an electric field
本文提出了电迁移、扩散和对流传输聚合物-凝胶复合材料的理论模型。体属性来自标准电动力学模型与嵌入在电解质饱和Brinkman介质中的不可穿透的带电球体。由于微结构可以仔细控制，这些材料是有前途的候选人，增强凝胶电泳，化学传感，药物输送和微流体泵送技术。该方法为静电势、浓度和压力梯度引起平衡扰动的情况提供了“精确”解决办法。虽然夹杂物的体积分数应该很小，但麦克斯韦著名的传导理论表明，该理论在中等体积分数下也可能是准确的。在这项工作中，该模型被用来计算离子通量，电流密度和对流引起的外加电场。电场诱导（电渗透）流是一个敏感的指标，包括zeta电位和大小，电解质浓度，达西渗透性的凝胶，而电导率增量是最经常独立的聚合物凝胶，是不太敏感的颗粒和电解质的特性。
2006-01-13 cond-mat.soft
Independent Ion Migration in Suspensions of Strongly Interacting Charged Colloidal Spheres
本文报道了高电荷胶体球悬浮液低频电导率的系统测量。在封闭管道系统中进行系统制备，可精确控制数密度在1 E16/m3和1 E19/m^3之间（填充分数在1 E-7和1 E-2之间），电解质浓度在1 E-7和1 E-3 mol/l之间。由于长程库仑排斥，一些系统显示出明显的流体或结晶有序性。在去离子条件下，我们发现S线性依赖于包装分数没有检测到的相变的影响。此外，在固定的填充分数s增加亚线性与可解离的表面基团N的数量增加。作为c的函数，电导率显示出取决于所使用的电解质的种类的显著差异。我们提出了一个简单而强大的模型的基础上独立迁移的所有物种的存在和各自的电导率贡献的可加性。它考虑到小离子宏离子的相互作用，在一个有效的传输电荷。该模型成功地描述了我们的定性复杂的实验观察。它进一步促进了在广泛的粒子和实验参数范围内的电导率的定量估计。
2000-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dielectric Enhancement from Non-Insulating Particles with Ideally Polarized Interfaces and Zero $ζ$-Potential I: Exact Solution
我们精确地解决了半径$a$的非绝缘球悬浮在对称的，单价电解质溶液中的介电响应，理想的极化界面，但没有显着的$ζ$ -电位。然后，我们使用这个解决方案，推导出这样的球体，体积分数$f\ll1$，在麦克斯韦-加内特有效介质近似的稀释随机悬浮液的介电响应。令人惊讶的是，我们发现了一个巨大的介电增强在这个裸的基本模型的固体在电解质溶液中的介电响应：在低频$ωτ_D \ll (λ/a) / (σ_w / σ_s+1/2)$，混合物的有效介电常数的实部是$1-(3f/2)+(9f/4)(a/λ)$。这里，$σ_{w/s}$是电解质溶液/固体的电导率，$λ$是溶液中的德拜屏蔽长度，$τ_D=λ^2/D$是扩散的标准时标，$D$是离子扩散系数。由于即使对于稀电解质溶液，甚至对于亚毫米球体和低体积分数$f=0.05$，$λ$也是纳米级的，因此巨大的几何因子$a/λ$意味着超过$f=0.05$-倍的增强。此外，我们表明，这种增强产生了显着的低频（$ωτ_D\ll1$）相移$\tanθ= \mathrm{Re}~ ε(ω) / \mathrm{Im} ~ε(ω)$在一个简单的阻抗测量的混合物，这通常是可以忽略不计的纯电解质溶液。相移在$ω_{\mathrm{max}}=(2D/λa)/(2σ_w/σ_s+1)$处具有尺度不变的最大值$\tanθ_{\mathrm{max}}=(9/4)f/(2σ_w/σ…
2016-10-23 cond-mat.other cond-mat.soft physics.class-ph
Anomalous interactions in confined charge-stabilized colloid
分散在1：1弱电解质中的电荷稳定的胶体球应该彼此排斥。因此，实验证据的异常远程类荷吸引力诱导几何约束激发了一个爆发的活动。这在很大程度上已经平息，因为人们对实验的可靠性和解释一直存在疑虑。我们描述了一个新的类的自洽胶体相互作用的测量，确认由一个或两个边界墙限制的胶体球之间的成对吸引力的外观。除了支持先前关于这种尚未解释的效应的说法外，这些测量还为其机制提供了新的解释。
2004-04-13 cond-mat.soft
Virial expansion for charged colloids and electrolytes
使用场论的方法，我们推导出前几个系数的准确的低密度（“维里”）膨胀的二元混合物的正电荷和负电荷的硬球（两个组件的硬核等离子体，TCPHC）。我们的计算对于正离子和负离子的直径$d_+$和$d_-$以及电荷价态$q_+$和$q_-$是非微扰的。因此，我们的自由能和活性的系数的封闭形式的表达式可以用来处理稀盐溶液，其中通常$d_+ \sim d_-$和$q_+ \sim q_-$，以及胶体悬浮液，其中大离子和抗衡离子之间的大小和价态的差异可以是非常大的。我们展示了如何映射的TCPHC上的一个组成部分的硬核等离子体（OCPHC）在大尺寸和价比的胶体极限，在这种情况下，抗衡离子有效地形成一个中和背景。检测到与具有均匀刚性背景的标准OCPHC相当大的差异，这可以追溯到抗衡离子不能穿透胶体的事实。对于电解质溶液的情况下，我们展示了如何获得的阳离子和阴离子半径作为独立的参数从实验数据的活度系数。
2002-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Poisson-Fermi Modeling of Ion Activities in Aqueous Single and Mixed Electrolyte Solutions at Variable Temperature
数以万计的经验参数的组合爆炸对扩展的Debye-Hückel模型计算化学中最重要的盐的水溶液混合物的活度系数提出了巨大的挑战。参数的爆炸起源于德拜-休克尔理论的唯象扩展，该理论没有考虑离子和水的空间效应和相关效应。相比之下，近年来发展起来的泊松-费米理论将离子和水分子视为具有间隙空隙的任何尺寸的非均匀硬球，并包括离子-水和离子-离子相关性。我们提出了一个Poisson-Fermi模型和数值计算方法，用于计算在大范围的盐浓度和温度下具有任意数量的离子物种的电解质溶液的单个或平均活度系数。对于每一条活度-浓度曲线，我们证明了泊松-费米模型最多只需要三个不变的参数就能很好地拟合相应的实验数据。这三个参数是与玻恩半径的溶剂化能量的离子在电解质溶液中，盐浓度的变化在一个高度非线性的方式。
2017-12-23 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Electrophoresis of electrically neutral porous spheres induced by selective affinity of ions
基于电流体动力学和Poisson-Boltzmann和Debye-Bueche-Brinkman理论，研究了电中性多孔球在离子对球的非对称亲合力作用下在电解质溶液中的吸附行为.在弱电场条件下，忽略双电层极化，得到了静电势、电泳迁移率和流场的解析表达式。在平衡态中，伽伐尼势穿过球体的界面形成。在弱电场作用下，微球表现出有限的迁移率，其符号与伽伐尼势相同。当球的半径是显着大于德拜和流体力学筛选长度，流动性单调增加，随着盐度。
2014-11-18 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Interaction between like-charged polyelectrolyte-colloid complexes in electrolyte solutions: a Monte Carlo simulation study in the Debye-Hückel approximation
我们通过蒙特卡罗模拟研究了不同电荷的聚电解质-胶体复合物在电解质溶液中的有效相互作用。当短而灵活的双链吸附到分散在电解质溶液中的带相反电荷的胶体球上时，形成这些复合物。在我们的模拟中，与静电能相比，相邻单体之间的弯曲能很小，并且链一旦被吸附，就不与溶液交换，尽管它们在颗粒表面上重新排列以容纳进一步吸附的链或由于与相邻复合物的静电相互作用。相当出乎意料的是，当两个相互作用的粒子彼此接近时，表面电荷分布的重新排列总是产生反平行的偶极双峰，在等电点处反转它们的取向。这些发现清楚地排除了偶极-偶极相互作用对所观察到的复合物之间的吸引力相互作用的贡献，指出这种悬浮液不能被认为是偶极流体。在改变电解质的离子强度时，我们发现，为了观察由于电荷在其表面上的不均匀分布而引起的类似带电复合物之间的吸引力（“补丁吸引”），需要与胶体颗粒的尺寸相比短的屏蔽长度。另一方面，通过改变电荷/粒子的电荷比，在短的间隔，带电荷的聚电解质装饰（PD）粒子之间的相互作用，从纯粹的排斥性发展到强烈的吸引力。因此，复合物之间的有效相互作用的特征在于势垒，其高度取决于净电荷和其表面电荷分布的不均匀性。
2010-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Theory of hydrodynamic forces in electric double layers
提出双电层排水流中水动力力理论，明确电动与扩散动力学力，预测扩散动力学刚度长程衰减，可无参数检验输运理论。
2025-03-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Peaked bulk crystal nucleation in charged sphere melts from salt concentration dependent crystallization experiments at very low metastability
我们确定了散装晶体成核率在低亚稳带电球的水悬浮液。实验进行依赖于电解质浓度和两个不同的粒子数密度。随时间变化的成核速率显示出明显的初始峰值，而凝固后的晶体尺寸分布偏向于更大的晶粒尺寸。在每个浓度下，成核速率密度最初随盐浓度的增加而呈指数下降。然而，完整的数据集，显示出一个意想不到的缩放的成核速率密度与亚稳态倍的粒子数密度。用经典成核理论对结果进行参数化处理，发现核表面和成核势垒的界面自由能非常低，远低于热能。我们尝试性地将我们的观察结果归因于由所采用的条件化技术引入并充当成核种子的双重态的存在。
2021-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unraveling the behavior of the individual ionic activity coefficients on the basis of the balance of ion-ion and ion-water interactions
我们使用基于离子-离子（II）和离子-水（IW）相互作用的竞争的理论研究了纯1：1和2：1电解质的各个活度系数（Alfreze等人，J. Chem.Phys.133，154507，2010）。II项计算从巨正则蒙特卡罗模拟的基础上的隐式溶剂模型的电解质使用硬球离子与鲍林半径。IW项是根据Born对溶剂化的处理，使用实验水合自由能计算的。这两个术语通过电解质的浓度依赖性介电常数耦合。用这种方法，我们能够重现的非单调浓度依赖性的纯电解质的平均活度系数定性，而无需使用可调参数。在本文中，我们表明，该理论也可以提供有价值的洞察个人的活度系数的行为。我们将我们的理论预测与含有离子特定电极的电化学电池测量的实验数据进行比较。在平均活度系数的情况下，我们发现良好的协议为2：1电解质，而我们的模型的准确性是较差的1：1系统。这种精度偏差的原因是，在2：1的情况下，两个竞争项（II和IW）要大得多，因此两个独立项的误差影响较小。阳离子和阴离子的过剩化学势之差（活度系数之比）取决于两种离子性质的不对称性：电荷、半径和水合自由能。
2014-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electric field shielding in dielectric nanosolutions
为了深入了解电介质胶体的电化学活性的技术和生物医学的利益，我们研究了一个模型的介电纳米溶液，其微观构成是由偶极-正和负电荷的球对称的纳米结构组成的离子电荷包围的云的径向极化偶极子的电中性分子的溶剂。将各向同性介质液体的标准本构方程与静电学的Maxwell方程相结合，并假定束缚电荷粒子密度为Boltzmann形状，导出了介质内静电场的方程。特别注意的是得到的解析解的数值分析，这个方程描述的外部领域的偶极分子与偶极气氛的溶剂分子赋予永久或场诱导的偶极矩径向极化的中心对称场的抗衡离子。计算结果表明，介电纳米溶液中偶极离子的电场屏蔽与Debye-Hückel电解质理论中的反离子纳米复合物的电场屏蔽有很大的不同。
2014-03-26 cond-mat.soft
Complexation of DNA with positive spheres: phase diagram of charge inversion and reentrant condensation
研究了DNA与带相反电荷的球形大离子的水溶液的相图。DNA缠绕在球体周围形成串珠状复合物，类似于染色质10 nm纤维。在足够小的球体浓度下，这些“人工染色质”复合物是负的，而在足够大的球体浓度下，DNA的电荷被吸附的球体反转。配合物的电荷使它们的溶液稳定。在DNA和球体的浓度平面中，具有正性和负性复合物的相被另一相分离，所述另一相包含中性DNA-球体复合物的冷凝物。因此，当球体的浓度增加时，DNA-球体复合物经历冷凝和再溶解（或再入冷凝）。提出了重入凝聚和电荷反转相图的唯象理论。用微观理论计算了该理论的参数。结果表明，一价盐的相图上的效果的一个重要部分可以描述由非平凡的重整化的DNA缠绕在一个球的有效线性电荷密度，由于Onsager-Manning凝聚。我们认为，我们的现象学相图或重入冷凝是通用的一大类强不对称电解质。这些结果可能的影响天然染色质进行了讨论。
2001-06-15 cond-mat.soft q-bio
Polyelectrolyte-surfactant complex: phases of self-assembled structures
研究了离子型表面活性剂（SF）与一个带相反电荷的聚乙烯（PE）链形成的复合物的结构。对于我们的计算机模拟，我们使用的“连续”电解质模型：虽然连续是由带电的硬球珠的拴系链建模，表面活性剂分子由一个单一的带电头珠拴系到拴系硬球的尾巴。通过假设硬球直径外的Lennard-Jones势引入尾珠之间的疏水吸引力。作为一个功能的静电和疏水相互作用的强度，我们发现以下情况：开关和增加的静电力首先导致拉伸的PE，然后通过SF的缩合形成一个复杂的。为了消除疏水力，这种复合物具有以拉伸的PE分子为中心的圆柱形分子瓶刷结构。当增加SF尾部之间的疏水吸引力时，发生转变，将该结构转化为具有SF尾部的中性核和SF头部的带电电晕的球形胶束，其中PE分子缠绕在该球形胶束周围。在中间的疏水性有两种结构之间的竞争表示的形状作为库仑强度的函数的非单调依赖性，有利于弱的圆柱形和球形胶束复合物的强相互作用。
2004-04-26 cond-mat.soft
Surface Charge--Potential Relation for Spherical Particles in Electrolyte Solutions
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所）
本文提出双渐近框架，为球形颗粒表面电荷-电势关系提供闭式解，严格证明弱曲率下Ohshima-Healy-White公式和强曲率下球形德拜-休克尔理论的渐近精确性，并揭示非线性屏蔽随半径增大的重现机制。
2026-10-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Electrostatic solvation free energies of charged hard spheres using molecular dynamics with density functional theory interactions
确定水溶液中单离子的溶剂化自由能是物理化学中最基本的问题之一，但仍有许多未解决的问题。特别是，分解成简单和直观的贡献的溶剂化自由能的能力将有重要的影响模型的电解质溶液。在这里，我们提供的各种类型的单离子溶剂化自由能的定义基于不同的模拟协议。采用密度泛函理论相互作用势结合分子动力学模拟（DFT-MD）计算了带电硬球的溶剂化自由能，并与Born（线性响应）模型进行了比较，分离了电荷和空穴的影响.我们表明，使用未校正的埃瓦尔德求和导致非物理值的单离子溶剂化自由能和充电的阳离子的自由能是近似线性的函数的电荷，但有一个小的非线性小阴离子。用量子力学确定的硬球的电荷水合不对称性（CHA）比类似的真实离子大得多。这表明，真正的离子，特别是阴离子，是显着更复杂的比简单的带电硬球，一个常用的表示。
2017-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Nonlinear screening and gas-liquid separation in suspensions of charged colloids
利用多中心非线性Poisson-Boltzmann理论计算了1：1电解质中带电胶体球的相图（价态$Z$和半径$a$）。我们的理论考虑到电荷重整化的胶体相互作用和体积项，由于多体效应。对于小到Z=1和大到$10^4$的化合价，我们发现在$Z\lB/a\gtrsim24\pm1$提供的胶体盐相图中存在气-液调幅不稳定性，其中$\lB$是Bjerrum长度。
2006-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetization Plateaus of a Double Fullerene Core/Shell Like-Nanostructure in an External Magnetic Field: Monte Carlo Study
本文研究了系统的临界（HC）和饱和（HS）磁场随不同物理参数的变化规律。采用Monte Carlo方法研究了双富勒烯X60核/壳结构的亚铁磁行为，其中X代表任意磁性原子.在伊辛模型的基础上，我们研究了由双球核/壳构成的系统。这两个球包含自旋：核中的$σ=\pm 1/2$被壳中的自旋$S=\pm 1, 0$包围。根据交换耦合、晶场和温度之间的竞争，发现了多种类型的磁化曲线。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of many-body interactions on the solid-liquid phase-behavior of charge-stabilized colloidal suspensions
电荷稳定的胶体悬浮液的固液相图计算使用的技术，结合连续的泊松-玻尔兹曼描述微观电解质离子与分子动力学模拟的macroionic胶体球。虽然在这种方法中忽略了微离子之间的相关性，但胶体之间的多体相互作用完全包括在内。在高胶体体积分数下确定固-液转变，其中多体相互作用预计是强的。鉴于Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论预测胶体通过Yukawa对势相互作用，我们将我们的结果与简单Yukawa液体的相图进行了比较。在高盐条件下发现良好的协议，而在低离子强度相当大的偏差观察。通过计算有效的胶体-胶体对相互作用，证明了这些差异是由于多体相互作用。我们提出了一个密度依赖的对势的形式截断汤川势，并表明，它提供了一个相当大的改进描述的固-液相的行为浓缩胶体悬浮液。
2002-09-06 cond-mat.soft
Spatial inhomogeneities in ionic liquids, charged proteins and charge stabilized colloids from collective variables theory
大小和电荷之间的不对称性带相反电荷的离子或粒子的空间不均匀性的影响进行了研究，为大范围的电荷和尺寸比。我们进行了稳定性分析的原始模型（PM）的离子系统的周期有序使用集体变量为基础的理论。我们扩展了以前的研究[A. Ciach等人，Phys. Rev.E \textbf{75}，051505（2007）]。首先，我们采用了非局部近似的参考硬球流体，从而导致的Percus-Yevick对直接关联函数的均匀情况下。其次，我们使用Weeks-Chandler-Anderson正则化方案的库仑势内的硬核。我们确定了与周期有序有关的序参量，并分析了沿$λ$线的主要涨落的性质。我们表明，上述修改产生大量的定量和部分定性的变化，在以前得到的相图。我们讨论了可能的情况下的周期性订购的整个范围内的大小和电荷比的两个离子物种，包括电解质，离子液体，带电的球状蛋白质或纳米粒子在水溶液和电荷稳定的胶体。
2012-07-06 cond-mat.soft
Partitioning of a polymer chain between two confining cavities: the role of electrostatic interactions
用格点场论方法研究了电解质溶液中带电聚合物的统计力学[S.松切夫河D. Coalson和A. Duncan，Phys. Rev. E { \bf{60} }，4257，（1999）]被推广到聚合物格林函数中基态优势不适用的情况。完整的平均场方程的系统推导，并具有唯一的解决方案。该方法适用于问题的带电高斯聚合物链限制在由两个熔融球定义的区域内移动。在一定条件下，即使在大量单体的限制下，基态优势的概念的失败被证明。
1999-12-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatic contribution to colloidal solvation in terms of the self-energy modified Boltzmann distribution
静电相互作用对离子流体如电解质和胶体分散体中的溶剂化自由能有很大贡献。静电对溶剂化自由能的贡献归因于带电粒子的自能。本文将基于下界不等式的变分场论应用于单组分带电硬球的非均匀流体，从而验证了自能是由总关联函数与直接关联函数之差给出的。基于液态理论的知识，在这项研究中指定的自能不仅涉及到一个直接的关联函数的高斯涂抹的每个带电球，但也提供了静电贡献的溶剂化自由能，表现出良好的协议与模拟结果。此外，Ornstein-Zernike方程导致一组新的广义Debye-Hückel方程反映高斯分布电荷。
2020-01-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Electrostatic stability and encapsidation of charged nano-droplets
我们调查的静电稳定性的带电液滴，建模为可渗透的，带电的球体，和他们在薄的，任意带电的纳米壳，沉浸在一个中和不对称的电解质背景的epidsidation。后者由一价（正和负）离子的浴溶液中的小浓度的可移动多价抗衡离子组成。我们使用广泛的蒙特卡罗模拟调查的空间分布的多价抗衡离子和它们的渗透压的球形纳米壳的边界表面上的静电分量。渗透压可以是负的（向内的压力），正的（向外的压力）或零，这取决于系统参数，如液滴的电荷密度，壳的电荷密度，和电解质筛选，从而确定纳米容器的稳定性。多价抗衡离子的反直觉效应包括具有较大电荷密度的带电液滴的增加的稳定性、在具有与带电液滴相同符号的电荷密度的双壳化壳的情况下增加的稳定性、以及完全免除双壳化壳的可能性，其限制效应由多价抗衡离子接管。这些戏剧性的效果是在传统的平均场的图片，这特别意味着，一个更高度带电的球形液滴应该是静电不太稳定，因为它的更大的（排斥）自能形成鲜明对比。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A systematic Monte Carlo simulation study of the primitive model electrical double layer over an extended range of concentrations, electrode charges, cation diameters and valences
本研究的目的是提供数据的原始模型的双电层，其中离子被建模为带电的硬球，溶剂作为一个隐含的介电背景（与介电常数$ε= 78.5$），和电极作为一个光滑的，均匀带电的，硬壁。我们使用正则和巨正则蒙特卡罗模拟来计算浓度分布，并通过求解泊松方程来获得电场和静电势分布。我们报告了一个扩展范围的参数，包括1：1，2：1和3：1的电解质浓度$c=0.0001-1$ M附近的电极携带表面电荷高达$σ=\pm 0.5$ Cm $^{-2}$。阴离子是一价的，具有固定的直径$d_{-}=3$ Ω，而阳离子的电荷和直径在$z_{+}=1$，2、3和$d_{+}=1.5$，3、6和9 Ω的范围内变化（温度为$298.15$ K）。我们在支持性信息中提供了所有原始数据。
2017-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Real single ion solvation free energies with quantum mechanical simulation
单离子溶剂化自由能是电解质溶液最重要的性质之一，但关于这些值是什么一直存在争议。只有中性离子对的值是已知的。在这里，我们使用DFT相互作用势与分子动力学模拟（DFT-MD）结合准化学理论（QCT）的修改版本来计算这些能量的锂离子和氟离子。提出了一种修正DFT泛函中误差的方法，得到了与氟化锂对实验值非常吻合的结果。此外，该方法将能量划分为物理上直观的术语，如表面电势，空腔和充电能量，这些能量可以用简化模型进行描述。我们的研究表明，锂的溶剂化自由能主要由带电硬球的自由能，而氟化物表现出显着的量子力学行为，不能简单地用简化模型来描述。
2017-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
