Attraction between Neutral Dielectrics Mediated by Multivalent Ions in an Asymmetric Ionic Fluid
我们研究了两个中性平面平行的电介质体在一个高度不对称的离子流体的存在下，含有多价以及单价（盐）离子之间的相互作用。图像电荷相互作用，由于在边界处的介电不连续性，以及从离子限制在表面之间的狭缝区域的影响被充分考虑，导致图像产生的耗尽吸引力，离子相关吸引力和空间的排斥相互作用。我们研究这些影响，采用的方法，包括显式离子和隐式离子的蒙特卡罗模拟，以及一个有效的相互作用势分析理论的组合。后者采用强离子图像电荷相关性，这在混合物中的高价离子的存在下发展。我们表明，隐式离子模拟和建议的分析理论可以描述显式的模拟结果在定性水平上，而良好的定量协议，可以得到足够大的单价盐浓度。中性表面之间的相互作用所产生的吸引力是显着的，与通常的范德华相互作用之间的半无限大，因此可以发挥重要的作用，在纳米尺度。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Gas-liquid critical point in ionic fluids
基于集体变量方法，我们发展了一种研究简单电荷非对称$1:z$原始模型（SPM）的统计场论。结果表明，众所周知的近似的自由能，特别是DHLL和ORPA，可以得到在这个理论的框架内。为了研究SPM的气液临界点，我们提出了一种计算化学势与总密度共轭的方法，这种方法可以考虑高阶涨落的影响。计算了$z=2-4$的气液相图。计算结果与MC模拟结果定性一致：临界温度随$z$的增加而降低，临界密度随$z$的增加而迅速增加。
2006-06-27 cond-mat.soft
Dynamical properties across different coarse-grained models for ionic liquids
室温离子液体（RTILs）因其丰富的物理化学性质（包括结构和动力学的不均一性）而在分子液体中脱颖而出。RTIL中静电相互作用的重要性导致了长的特征长度和时间尺度，并促使了一些粗粒度（CG）模拟模型的发展。在这项研究中，我们的目标是更好地了解某些CG参数化策略和动力学性质和所产生的模型的可转移性之间的联系。我们系统地比较了五个CG模型：一个模型主要参数化的实验热力学观测值;这个模型的改进，以增加其结构的准确性;和三个模型，再现一组给定的结构分布函数的建设，不同的分子内参数化和参考温度。所有五个CG模型显示有限的结构可转移性随温度的变化，也导致各种有效的动力学加速因子，相对于一个参考原子模型。另一方面，结构为基础的CG模型往往会导致更一致的阳离子-阴离子相对扩散比基于的模型，为一个单一的热力学状态点。通过连接短时间尺度和长时间尺度的动力学行为，我们证明了不同的粗粒度模型的不同的动力学性质可以在很大程度上崩溃到一个单一的曲线，这提供了证据的路线，以构建动态一致的CG模型的RTIL。
2021-02-04 cond-mat.soft
Self-Consistent Description of Vapor-Liquid Interface in Ionic Fluids
离子关联的不均匀性广泛存在于许多物理化学、软物质和生物体系中。在这里，我们应用改进的高斯重整化涨落理论来研究离子流体汽液界面的经典例子。的离子相关性被分解成一个短期的贡献与当地的静电环境和长期的贡献占空间变化的离子强度和介电常数。对于对称盐，我们的理论预测的共存曲线和界面张力与文献报道的模拟数据定量一致。此外，我们提供了第一个不对称盐的界面结构的理论预测，突出了捕获局部电荷分离的重要性。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interactions of neutral semipermeable shells in asymmetric electrolyte solutions
我们研究了中性半渗透球壳在电解质溶液中的离子平衡和相互作用，包括聚离子。虽然壳是不带电的，但只有一种类型的电解质离子可以渗透它们，从而导致系统中的空间电荷分离。这引起壳内的电荷积累和浓度依赖性壳电势的建立，其转化为相邻壳之间的分离压力。这些都是量化的使用Poisson-Boltzmann和积分方程理论。特别是，我们表明，在低价电解质的情况下，壳之间的相互作用是排斥性的，可以足够强，以稳定壳分散体。相反，多价离子溶液中的电荷相关效应导致壳层之间的吸引，从而导致它们的聚集。
2012-07-22 cond-mat.soft
Sublattice Melting in Binary Superionic Colloidal Crystals
在超离子化合物中，一种组分预熔融，为固态电解质提供高离子电导率。在这里，我们发现在盐溶液中的大小和电荷高度不对称的带相反电荷的粒子的胶体晶体中的亚晶格熔化。当温度升高时，离子化合物中的小颗粒熔化，形成超离子相。与原子系统中的超离子相相反，这些在大的带相反电荷的粒子的晶体中的离域小粒子形成具有非电中性化学计量比的晶体。这产生了具有可调节化学计量的超离子相的离子晶体的多个域的结构。
2020-02-21 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
A theory of void formation in charge-stabilised colloidal suspensions at low ionic strength
使用一个仔细合理的发展Debye-Huckel理论的高度不对称的电解质，人们发现，一个区域的扩大相不稳定性，或可扩展间隙，可以出现在高电荷和低离子强度的电荷稳定的胶体悬浮液。有人认为，这是提供了一个简单的解释，在该地区的这种悬浮液的空隙结构和其他异常的观察。共存的阶段之间的接口的性质，和一般的参数，多体吸引力形成的基本物理图像的一个关键部分，也进行了检查。目前的分析也可能产生新的见解，如凝聚在带相反电荷的胶体或蛋白质/淀粉混合物的老问题，并提出有趣的新的可能性，如电荷密度波相的出现在胶体系统中的临界溶液点附近。
1999-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optimization-based design and analysis of tailor-made ionic liquids
溶剂占所有工业排放的三分之二。传统的有机溶剂很容易进入大气，因为它们具有高蒸气压，并且与气候变化，城市空气质量和人类疾病等一系列负面环境影响有关。另一方面，室温离子液体（RTIL）具有低蒸气压并且不易燃或易爆，从而导致更少的环境负担和健康危害。然而，人们对它们的生命周期环境影响以及淡水生态毒性影响知之甚少。RTIL是熔融盐，在相对较低的温度下以液体形式存在，具有独特的性质。离子液体由大的有机阳离子和电荷离域的较小尺寸和不对称形状的无机或有机阴离子组成。有机阳离子可以通过改性连接到基础阳离子骨架侧链的烷基而经历无限的结构变化，并且从化学合成的角度来看，由于其组分的容易制备性质，这些结构变化中的大多数是可行的。在功能上，离子液体可以通过切换阴离子/阳离子或通过将官能团引入阳离子/阴离子来调节以赋予特定的期望性质。据估计，理论上可以形成超过万亿的离子液体结构。由于它们的可调性质，这些熔融盐具有用作各种应用的溶剂的潜力。
2016-12-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
The Effects of Asymmetric Salt and a Cylindrical Macroion on Charge Inversion: Electrophoresis by Molecular Dynamics Simulations
通过分子动力学模拟研究了电荷反转现象，重点研究了尺寸和价态不对称盐，以及电荷反转的表面电荷密度阈值。由电泳迁移率和离子的径向分布函数确定的电荷反转判据除了在电荷反转阈值附近外是一致的。反向电泳迁移率随共离子与反离子半径比的增大而增大，随共离子与反离子价态比的增大而减小。单价盐在小离子强度下增强强带电大离子的电荷反转，但其在其它情况下降低反向迁移率。圆柱形大离子比相同半径和表面电荷密度的球形大离子对单价盐更持久。
2003-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coupled concentration-charge dynamics in asymmetric 1:1 electrolytes, local transient response and fluctuations
Princeton University（普林斯顿大学）
本研究通过理论与模拟分析，揭示了不对称电解质中浓度与电荷动力学的耦合机制，探讨了电场对电荷传输和波动的影响，为电解质应用提供了新的理论框架。
2026-01-20 cond-mat.soft
Molecular Dynamics Investigation of the Influence of the Shape of Cation on the Structure and Lubrication Properties of Ionic Liquids
我们提出了一个理论研究的影响的阳离子的分子几何形状的离子液体（IL）的限制和机械应变的响应。所谓的{ \it tailed}模型包括一个大的球形阴离子和由带电头部和中性尾部组成的不对称阳离子。尽管它的简单性，这个模型恢复了广泛的结构中看到IL：简单的立方晶格的小尾巴，液体状的对称阳离子尾部二聚体，和分子层结构的二聚体与大尾巴。所有调查模型离子液体的一个共同的特点是形成的固定（稳定）层的阳离子沿固体板。我们观察到单阴离子层的小间隙宽度，双阴离子层的中间，和尾部-到-尾部层形成宽的差距。法向力随间隙尺寸的演变可以与间隙内部形成的层有关。线性循环运动期间的低滞后损失表明间隙内存在强滑移。在我们的模型中，比摩擦系数很低，摩擦力随着尾部尺寸的减小而减小。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Real-space Atomic Dynamics in Liquid Gallium Studied by Inelastic Neutron Scattering
本研究利用非弹性中子散射揭示液态镓中两种中程有序的动力学行为，提出其由两种密度波驱动，为复杂液体动力学研究提供新方向。
2025-12-18 cond-mat.soft
Asymmetric periodic boundary conditions for molecular dynamics and coarse-grained simulations of nucleic acids
本文提出沿核酸链方向与垂直溶剂化方向区别处理的非对称周期性边界条件（APBC），通过粗粒化蠕虫状链模型和全原子DNA模拟验证其可减小有限尺寸效应并揭示序列依赖性质。
2023-06-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Poisson-Nernst-Planck charging dynamics of an electric double layer capacitor: symmetric and asymmetric binary electrolytes
本研究通过解析与数值方法求解Poisson-Nernst-Planck方程，分析对称及不对称二元电解质双电层电容器在阶跃电压下的充电动力学，划分不同浓度与电压下的弛豫区域并给出适用条件。
2025-08-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
