Structures and dynamics of glass-forming colloidal liquids under spherical confinement
最近的理论预测,当一个过冷液体接近玻璃化转变,颗粒簇与一个特殊的“无定形秩序”的液体内成核,这导致静态相关性指示液体松弛的急剧放缓。然而,这一预测尚未在3D实验中得到验证。在这里,我们设计了一个胶体系统,其中颗粒被限制在球形空腔内,边界处钉扎着一层无定形颗粒。使用这个新的系统,我们捕获的无定形顺序的粒子团簇,并展示了静态相关的发展。此外,通过研究球形约束样品的动力学,我们揭示了静态相关性对胶体液体弛豫的深刻影响。在类比与随机钉扎粒子的玻璃形成液体,我们提出了一个简单的关系,为改变的构型熵的限制胶体液体,定量地解释了我们的实验结果,并说明了一个发散的静态长度尺度在胶体玻璃化转变。
2016-03-02 cond-mat.soft
Revealing the pure confinement effect in glass-forming liquids by dynamic mechanical analysis
当液体被限制在介孔基质中时,许多分子玻璃形成液体显示玻璃化转变Tg向较低温度的偏移。在文献中给出了这种效应的两种相反的解释:第一,限制引起的分子动力学加速导致Tg随着孔径减小而增加的有效下移。其次,由于液体和周围主体基质之间的热失配,随着温度降低,在孔内产生负压,这也使Tg向较低温度移动。在这里,我们提出了新的动态力学分析测量的玻璃形成液体salol在Vycor和Gelsil的孔径为d = 2.6,5.0和7.5 nm。动态复弹性磁化率数据可以一致地描述与假设的两个松弛过程内的孔隙:表面诱导的减缓松弛由于与粗糙的孔隙界面和第二个松弛内的孔的核心。该芯松弛时间随着孔径d的减小而减小,导致Tg的下移与最近的DSC测量完全一致。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dynamical Susceptibilities Near Ideal Glass Transitions
基于最近导出的非均匀模式耦合理论,我们将过冷液体的广义模式耦合理论推广到非均匀环境中。这提供了一个基于第一性原理的、系统的、严格的方法,从多体动力学结构因子关于它们的共轭场的变化中导出高点动力学可调性。这个新的框架允许一个新的和完全微观的可能性,探测集体弛豫机制在过冷液体附近的模式耦合玻璃化转变。
2022-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Macroscopic active matter under confinement: dynamical heterogeneity, bursts, and glassy behavior in a few-body system of self-propelling camphor surfers
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS, IJCLab(法国国家科学研究中心,原子核与亚原子物理实验室);Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma(罗马大学物理系);Department of Physics, California State University Fullerton(加州州立大学富勒顿分校物理系);Department of Chemistry, California State University Fullerton(加州州立大学富勒顿分校化学系);Université de Toulouse(图卢兹大学);CNRS, Laboratoire de Physique Théorique(法国国家科学研究中心,理论物理实验室);CNRS, Centre de Biologie Intégrative(法国国家科学研究中心,综合生物学中心)
研究自推进山梨糖浆游动体在圆形边界内的集体动力学,揭示密度依赖的爆发现象和玻璃行为。
2026-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Length Scales in Glass-Forming Liquids: A Inhomogeneous Molecular Dynamics Simulation Approach
在这项工作中,我们数值研究了一种新的方法与玻璃形成液体的空间非均匀动力学的增长尺度的表征。这种方法的动机是制定非均匀模式耦合理论(IMCT)[Biroli G.等,Phys.Rev.Lett. 2006 97,195701],利用非均匀分子动力学模拟,其中系统被空间调制的外部势扰动。我们表明,两点关联函数的外部字段的响应允许一个探测动态相关性。我们研究这个函数所示的关键属性,特别是相关的动态相关长度,这被发现是可比的标准采用的四点关联函数中提取的一个。我们的数值计算结果与IMCT预测定性一致,但建议人们必须考虑到波动不包括在这个平均场的方法,以达到定量协议。我们的方法比更传统的四点关联函数的基础上的优势进行了讨论。
2013-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Confinement effects on glass forming liquids probed by DMA
当液体被限制在介孔基质中时,许多分子玻璃形成液体显示出玻璃化转变T-g向较低温度的偏移。在文献中给出了这种效应的两种相反的解释:第一,限制引起的分子动力学的加速导致有效的T-g随着孔径的减小而减小。其次,由于液体和周围的主体基质之间的热失配,随着温度降低,在孔内产生负压,这也使T-g向较低温度移动。在这里,我们提出了动态力学分析测量的玻璃形成液体salol在Vycor和Gelsil的孔径d=2.6,5.0和7.5 nm。动态复弹性磁化率数据可以一致地描述与假设的两个松弛过程内的孔隙:表面诱导的减缓松弛由于与粗糙的孔隙界面和第二个松弛内的孔的核心。该芯松弛时间随着孔径d的减小而减小,导致与1/d成比例的T-g的下移与最近的差示扫描量热法(DSC)测量完全一致。空的和salol填充的介孔样品的热膨胀测量显示,负压对T-g的下移的贡献很小(<30%),并且主要效果是由于当孔径xi接近时,尺寸xi的动态相关区域的抑制。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Reorientation dynamics in thin glassy films
我们提出了一个低分子量的玻璃形成薄膜的取向弛豫动力学的温度和膜厚的函数的研究。通过极化电场释放后的二次谐波产生来探测弛豫。从测量的二次谐波信号的衰减和它们与拉伸指数的拟合,我们可以确定在系统中的弛豫时间的分布。随着温度从玻璃化转变以上降低,我们观察到,分布的宽度首先在限制下增加,但是在玻璃态的更深处,限制不再对动力学产生影响。
2004-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Confinement-induced glassy dynamics in a model for chromosome organization
最近的实验显示染色体内接触概率的缩放,$P(s)\sim s^{-1}$与基因组距离$s$,被解释为意味着一个自相似的分形样染色体组织。然而,不同生物体之间的$P(s)$比例不同,需要解释。我们说明动态逮捕在一个高度封闭的空间作为一个有区别的标记基因组组织,通过建模细胞核内的染色体作为一个均聚物局限于一个不同大小的球体。布朗动力学模拟表明,链动力学减慢的聚合物体积分数($ϕ$)内的限制接近一个临界值$ϕ_c$。足够长的聚合物($N\gg 1$)的$ϕ_c^{\infty}\approx 0.44$的普适值允许我们使用$ϕ$作为单个参数来讨论基因组动态。我们的研究表明,玻璃态动力学的发生是人类染色体分离组织($N\approx 3\times 10^9$,$ϕ\gtrsimϕ_c^{\infty}$)的原因,而芽殖酵母染色体($N\approx 10^8$,$ϕ<ϕ_c^{\infty}$)是平衡的,没有明确的组织特征。
2015-10-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Tagged-particle dynamics in a fluid adsorbed in a disordered porous solid: interplay between the diffusion-localization and liquid-glass transitions
导出了无序多孔介质中吸附的流体中的慢单粒子动力学的模式耦合理论,其补充了先前关于集体动力学的工作[V. Krakoviack,Phys.Rev.E75,031503(2007)]。它的方程,像以前的,反映了约束诱导的松弛现象和玻璃态动力学之间的相互作用,通过存在两个贡献的存储内核,这是线性和二次的密度关联函数的缓慢的一部分,分别。从两个简单的模型与纯硬核相互作用的数值解,它表明,两种不同的情况下的扩散-本地化过渡的结果,取决于约束的强度。对于弱约束,这种转变是不连续的,与理想的玻璃化转变相一致,就像在单组分体系统中一样,而对于强约束,它是连续的,并且在集体动力学变得非遍历之前发生。在后一种情况下,玻璃化转变表现为二次转变,它可以是连续的或不连续的,在已经被捕的单粒子动力学。在所有这些过渡附近发现的异常动力学的主要特点进行了审查和详细的计算说明。
2009-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamic properties of quasi-confined colloidal hard-sphere liquids near the glass transition
由于分层和局部填充之间的竞争而产生的受限流体的复杂行为可以通过考虑准受限液体来解开,其中沿限制方向的周期性边界条件恢复平移不变性。该系统提供了一种手段来调查的限制和当地秩序的相关长度尺度的相互作用。本文提出了准受限液体玻璃化转变的模式耦合理论,并详细阐述了数值实现的有效方法。在MCT的非遍历性参数进行比较,计算机模拟结果为硬球流体。我们评估的非平衡态图,并调查集体中间散射函数。对于这两种方法,非单调行为取决于限制长度观察。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The mode-coupling glass transition in a fluid confined by a periodic potential
我们表明,在强空间周期约束下的流体显示模式耦合理论(MCT)内的玻璃化转变在一个比相应的散装系统的密度低得多。我们使用波动的流体力学,通过一个周期性的潜力,其波长在我们的治疗中起着重要作用的限制。为了使计算易于处理,我们在一维中实现了详细的计算。虽然我们并不期望简单的一维流体表现出玻璃化转变,我们的研究结果表明,在更高的维度预期的行为。在参数空间的某个区域中,我们观察到最近在计算机模拟中报道的三步弛豫[S.H. Krishnan,博士论文,印度科学研究所(2005年); Kim等人,EUR. J-ST 189,135-139(2010)]和玻璃-玻璃转变。我们将我们的结果与Krakoviack,PRE 75,031503(2007)和Lang等人的结果进行了比较,PRL 105,125701(2010)。
2012-02-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Inhomogeneous Mode-Coupling Theory (aIMCT) for Dense Systems of Self-Propelled Particles
本文提出主动非均匀模耦合理论(aIMCT),揭示活性玻璃中动态非均匀性的非平凡行为源于一种新的非平衡效应,并解释了其与弛豫动力学不同的标度行为。
2024-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Molecular dynamics of glycerol and glycerol-trehalose bioprotectant solutions nanoconfined in porous silicon
甘油和海藻糖-甘油二元溶液是具有显著生物保护特性的玻璃形成液体。非相干准弹性中子散射(QENS)被用来揭示不同的影响,纳米约束和添加海藻糖的分子动力学在正常的液体和过冷液体阶段,在纳秒的时间尺度上。在由多孔硅形成的直径D=8 nm的直通道中实现了限制。它导致液相深处更快和更不均匀的弛豫动力学。这种限制效应在较低温度下保持,在那里它影响玻璃态动力学。受限体系的玻璃化转变相对于体相体系向低温方向移动。添加海藻糖往往会减缓整体玻璃态动力学,并增加结构松弛的非指数特征。前所未有的结果是获得的二元生物保护剂的解决方案,表现出一个非常非德拜松弛动力学的限制和混合的两种成分的效果的组合的结果。
2009-01-26 cond-mat.soft
Interface-Sensitive Raman Microspectroscopy of Water via Confinement with a Multimodal Miniature Surface Forces Apparatus
现代界面科学越来越多学科。对界面相互作用的独特见解需要新的多模态技术来询问表面,同时进行补充物理和化学测量。我们在这里描述的设计和测试的显微镜,结合了一个微型表面力装置(μSFA)在球与平面模式的力距离测量,同时获取拉曼光谱的限制区。该显微镜使用一个简单的光学设置,隔离独立的光路(i)牛顿环的照明和成像和(ii)拉曼模式激发和有效的信号收集。我们基准的方法,通过检查特氟龙薄膜在不对称(特氟龙-水-玻璃)和对称(特氟龙-水-特氟龙)配置。在距离和拉曼信号中都观察到了具有纳米级灵敏度的特氟龙-玻璃界面附近的水。我们对浸泡在水中的特氟龙和玻璃表面之间的受限接触区域进行化学分辨、无标记成像。值得注意的是,我们估计,结合的方法,使振动光谱与单水单层的灵敏度在几分钟内。总之,Raman-μSFA允许探索具有化学选择性的表面之间的分子限制以及与相互作用力的相关性。
2019-06-24 cond-mat.soft physics.ins-det physics.optics
Virial series for inhomogeneous fluids applied to the Lennard-Jones wall-fluid surface tension at planar and curved walls
我们制定了一个简单的计划,统计力学的非均匀系统,包括在权力的活动的大自由能和密度分布的维里系列。在那里,集群积分制定非均匀系统发挥了主要作用。我们集中在硬壁约束的情况下进行分析的二阶项,集中在平面,球形和圆柱形的墙壁。进一步分析了Lennard-Jones系统及其推广的2k-k势。对于这种相互作用势的第二集群积分进行了评估分析。得到了平面、球形和圆柱形约束下流体-基底表面张力的二阶表达式。球形和圆柱形的情况下进行了分析,使用一系列的扩展半径,包括高阶项。我们检测到的$\ln R^{-1}/R^{2}$依赖的表面张力的标准Lennard-Jones系统所限制的球形和圆柱形的墙壁,无论颗粒的内部或外部的硬墙。分析扩展到弯曲和高斯曲率,在那里也得到了精确的表达式。
2016-03-09 cond-mat.soft
MFU-type metal-organic frameworks as host materials of confined supercooled liquids
在这项工作中,我们研究了使用金属有机框架(MOF)系统作为主体材料的玻璃态动力学的调查在受限的几何形状。我们研究了分子玻璃前体甘油在三种不同孔径的MFU型MOFs中的限制,并通过介电谱研究了限制液体的动力学。根据以前的报告限制玻璃成型,我们发现不同程度的偏差,从散装行为取决于孔径大小,表明MOFs是非常适合的主机系统的限制调查。
2015-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
In-situ contrast calibration to determine the height of individual diffusing nanoparticles in a tunable confinement
我们研究了带电球形金纳米粒子在纳米流体狭缝中的行为,作为对称带电限制表面分离的函数。一种称为纳米流体限制装置(NCA)的专用装置允许我们将两个限制表面平行化,并不断接近它们以直接接触。使用干涉散射(iSCAT)检测来测量具有2 ms时间分辨率的颗粒对比度。我们从玻璃和氧化物覆盖的硅片表面的干涉信号中获得了纳米精度的限制间隙距离。我们提出了一个三参数模型,该模型描述了粒子的光信号作为粒子高度和间隙距离的函数。使用固定在玻璃和基板表面的纳米颗粒验证该模型。对于自由扩散的粒子,粒子信号的包络作为间隙距离和在紧密约束下的已知粒子高度的函数,用于原位校准粒子信号并获得所有自由模型参数。由于周期性的对比度变化的大间隙距离,我们得到一组可能的粒子高度为一个给定的对比度值。对于一系列小间隙距离,该分配是唯一的,并且可以直接以高精度测量颗粒高度。高时间分辨率使我们能够测量高度占据概率,这提供了一个直接的链接到自由能景观的粒子通过玻尔兹曼分布探测。因此,通过将结果拟合到基于线性叠加近似(LSA)的物理模型,量化了控制颗粒-玻璃相互作用的物理参数。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Cooperative strings in glassy nanoparticles
最近的玻璃态聚合物纳米粒子的实验结果的启发,我们开发了一个最小的理论框架,在球形限制的玻璃化转变。这是完成使用我们的合作弦模型的过冷动力学,这是成功的恢复体现象和描述的薄膜异常。特别是,我们得到的预测作为温度的函数的移动层厚度,和作为球形纳米粒子的半径的函数的有效玻璃化转变温度-包括存在的临界粒子半径低于它的玻璃化永远不会发生。最后,我们比较的理论结果,从最近的文献中的聚苯乙烯的实验数据,我们讨论后者。
2017-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Single-particle and collective slow dynamics of colloids in porous confinement
利用分子动力学模拟研究了无序多孔介质中硬球流体的慢动力学行为。不连续和连续玻璃化转变的存在,以及单粒子和集体动力学之间的复杂的相互作用,以及捕获最近扩展的模式耦合理论的多孔介质中的流体。通过引入流体和基质颗粒之间的尺寸差异以及相互作用中的柔软度,研究了模式耦合理论预测胶体相关模型的普遍性程度。
2009-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-glass transition of confined fluids: Some insights from a mode-coupling theory
限制玻璃形成液体的动力学讨论的基础上,最近扩展的模式耦合理论的液体玻璃化转变的淬火退火的二元混合物的模型。它特别表明,在禁闭中,密度关联函数总是衰减到一个非零的无限时间值,即使在流体状态,和一些澄清的问题,结构和动力学之间的关系,在封闭的流体。
2005-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamics of a rod in a homogeneous/inhomogeneous frozen disordered medium: Correlation functions and non-Gaussian effects
我们提出了分子动力学模拟的运动中的一个单一的刚性杆在一个无序的静态二维阵列的盘状障碍。后者使用了两种不同的配置:一种是完全随机的配置,因此具有不均匀的结构,另一种是均匀的“玻璃状”配置,通过冷冻处于平衡状态的软盘液体获得。两种结构之间的杆的质心的平移动力学观察到小的差异。与此相反,在玻璃宿主介质中的旋转动力学是强烈减慢相比,随机的。我们计算了角度关联函数为一个很宽的范围内的杆长$L$和密度的障碍物$ρ$作为控制参数。一个两步衰减观察到大值的$L$和$ρ$,在类似的过冷液体在接近玻璃化转变的温度。与模式耦合理论的预测一致,得到了时间长度和时间密度的标度。为了深入了解动力学的非均匀性与宿主介质结构之间的关系,我们确定了不同长度尺度下的高斯偏差。即使在比杆长大得多的空间尺度上也能获得强偏差。这些偏差的大小与宿主介质的性质无关。这一结果表明,大规模的平移动力学的杆的主机介质中的不均匀性的存在下,只有微弱的影响。
2006-05-09 cond-mat.soft
Dynamic mechanical analysis of supercooled water in nanoporous confinement
采用动态力学分析(DMA)(f=0.2 - 100 Hz)研究了在T=80 - 300 K温度范围内,Gelsil(2.6 nm和5 nm孔)和Vycor(10 nm)中承压水的动力学行为。将水限制在纳米孔中部分地抑制了结晶,并允许我们在235 K以下,即在水的所谓的“无人区”中,在部分孔中进行过冷水的测量。Gelsil 2.6 nm和Gelsil 5 nm在0.2 Hz时在T1 = 145 K(P1)和T2 = 205 K(P2)附近观察到两个明显的弛豫峰。这两个峰随着孔径d的增加而向更高的T移动,并且以系统的方式随f变化,这是相应弛豫时间的典型Arrhenius行为。对于P1,我们得到的平均活化能Ea=0.47 eV,与文献值吻合良好。有人建议,P1对应于过冷水的玻璃化转变远离孔壁,而P2反映了水分子的动态附近的孔隙表面。在165 K附近(对于Gelsil 2.6 nm,0.2 Hz)的杨氏模量的显著软化的观察与P1附近的玻璃-液体转变一致。此外,我们发现一个明确的1= d-依赖的计算玻璃化转变温度外推到Tg(1/d=0)=136 K,即水的传统值。
2020-05-20 cond-mat.soft
A direct quantitative measure of surface mobility in a glassy polymer
聚合物薄膜具有显著的动力学性质,不同于它们的本体对应物。与简单的几何形状的阶梯状聚合物膜的基板上,我们探测的迁移率以上和以下的玻璃化转变温度$T_{\textrm{g}}$。高于$T_{\textrm{g}}$,整个膜流动,而低于$T_{\textrm{g}}$,只有近表面区域响应于过量的界面能。一个分析薄膜模型的流动限制到自由表面区域显示出良好的协议与子$T_{\textrm{g}}$数据。该系统从整个膜流过渡到表面局部流在一个狭窄的温度区域附近的散装$T_{\textrm{g}}$。实验和模型提供了一种测量样品几何形状的表面迁移率,其中限制和衬底效应可以忽略不计。这种精细控制的玻璃流变学是关键的利益,纳米光刻众多其他应用。
2015-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Simulation Study of the Effects of Polymer Network Dynamics and Mesh Confinement on the Diffusion and Structural Relaxation of Penetrants
本文通过分子模拟研究交联聚合物网络中渗透剂扩散机制,揭示交联主要通过改变玻璃化转变和链段弛豫影响扩散,而网格约束仅在高温、大渗透剂或弱动态异质性条件下才起显著作用。
2023-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Fractional size dependence of surface tension of a growing nucleus with an inhomogeneous interface
在初始相和最终相之间的中间特征的几个非晶亚稳相存在下生长的稳定相的核的表面能可非平凡地取决于核的尺寸。这种尺寸依赖性正越来越多地用于解释各种非平衡相选择和弛豫,如玻璃的随机一阶转变(RFOT)理论。在这里,我们开发了一个序参量的金斯堡-朗道方法,明确包括崎岖的自由能景观由于亚稳相。在这项研究中,熔体和稳定的固相之间的总表面能的分数依赖于亚稳相($N_{MS}$)的数量已被询问。我们还分析了这种分数依赖性如何随温度而改变。我们发现,分数尺寸依赖的表面能是无所不在的,从自由能的最小化,并要求一定的有序的界面中的亚稳相。我们的结果可以恢复Villain的著名结果,该结果构成了眼镜RFOT理论的基础。我们发现了另外一个结果,即表面张力饱和到一个与尺寸无关的有限值。
2019-03-07 cond-mat.soft
Spatially Heterogeneous Dynamics in a Metallic Glass Forming Liquid Imaged by Electron Correlation Microscopy
过冷液体在其原子排列的波动动力学中表现出空间不均匀性。非均相动力学的长度和时间尺度是玻璃化转变的核心,并影响晶体从液体成核和生长。我们报告的直接实验可视化的空间非均匀动力学作为一个函数的温度在过冷液体状态的Pt基金属玻璃,使用电子相关显微镜与亚纳米分辨率。实验的四点时空强度关联函数表明,当液体冷却到玻璃化转变温度时,动态相关长度$ξ$不断增长。$ξ$作为弛豫时间的函数$τ$数据与玻璃化转变的Adam-Gibbs、非均匀模耦合理论和随机一级转变理论符合得很好。同样的实验表明,存在一个纳米厚度的表面层附近的数量级较短的弛豫时间比内部的散装。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Slowdowns of Water Dynamics when Approaching a Glass Transition or a Solid Interface: A Common Rationale
进行分子动力学模拟,我们调查了巨大的减速接近玻璃化转变或固体界面时的水动力学。我们表明,这两种效果可以描述在一个理论框架内,这是最近提出的Schweizer等人的共同点。并考虑耦合本地跳跃和弹性失真。对于承压水,我们正确地描述了α-弛豫时间τ_α的变化作为温度和相对于界面的位置的函数。利用我们的知识的合作长度尺度xi(T)的约束研究,我们定量合理的玻璃减速,τ_alpha(T),和斯托克斯-爱因斯坦分解散装水。对于封闭和散装液体,α-弛豫时间的变化是密切相关的变化的笼摇铃振幅。
2015-06-18 cond-mat.soft
Vapor Condensed and Supercooled Glassy Nanoclusters
我们使用分子模拟研究的结构和动力学性质的玻璃纳米团簇形成的直接冷凝的蒸汽低于玻璃化转变温度,没有基板的存在下,和\textit{via}的缓慢过冷的无支撑的液体nanodrodots。使用Voronoi多面体的局部结构的分析表明,集群的能量稳定性的特点是由一个大的,不断增加的分数的双帽正方形反棱柱图案。我们还表明,具有相似的固有结构能量的纳米团簇在结构上是相似的,独立于它们的历史,这表明过冷团簇访问相同的低能量区域的势能景观的蒸汽凝聚团簇,尽管它们的形成方法不同。通过测量中间散射函数在不同的半径从集群中心,我们发现,集群的弛豫动力学是不均匀的,与核心成为玻璃化以上的玻璃化转变温度,而表面保持移动在低温下。这有助于团簇在势能面上采样高度稳定的低能结构。我们的工作表明,纳米团簇系统在结构上比通过气相沉积到冷衬底上形成的超稳定玻璃态薄膜更稳定,但是纳米团簇不表现出超稳定玻璃态的过热效应特征。
2017-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrested state of clay-water suspensions: gel or glass?
本文用小角X射线散射(Q=0.03 - 5 nm ~(-1))和动态光散射(Cw = 0.6%-2.8%)研究了不同粘土浓度下带电胶体体系的老化。静态结构因子S(Q)是老化时间和浓度的函数。这是第一个直接的实验证据的存在和演化与老化时间的两个不同的逮捕状态在一个单一的系统中简单地获得只有通过改变其体积分数:一个不均匀的状态是在低浓度达到,而一个均匀的发现在高浓度。
2008-01-24 cond-mat.soft
Glass transition and alpha-relaxation dynamics of thin films of labeled polystyrene
用介电测量法研究了4-[N-乙基-N-(羟乙基)]氨基-4-硝基偶氮苯(分散红1,DR 1)标记的聚苯乙烯薄膜的玻璃化转变温度和链段运动的弛豫动力学。DR 1标记的聚苯乙烯的介电弛豫强度在玻璃化转变以上是未标记的聚苯乙烯的约65倍,而在玻璃化转变以下它们之间几乎没有差异。DR 1标记的聚苯乙烯的玻璃化转变温度可以被确定为电容的温度系数从玻璃态的值变为液态的值的交叉温度。DR 1标记的聚苯乙烯的玻璃化转变温度以与未标记的聚苯乙烯薄膜的玻璃化转变温度相当类似的方式随着膜厚度的减小而降低。研究了DR-1标记聚苯乙烯的介电弛豫谱。随着厚度减小,$α$ -弛豫时间变小,并且$α$ -弛豫时间的分布变宽。这些结果表明,薄膜的DR 1标记的聚苯乙烯是一个合适的系统调查的限制效应的玻璃化转变动力学使用介电弛豫光谱。
2008-01-05 cond-mat.soft
Slow dynamics in cylindrically confined colloidal suspensions
我们研究了限制在玻璃微毛细管内的双分散胶体悬浮液,以模拟受限圆柱几何形状中的玻璃化转变。我们使用高速三维共聚焦显微镜观察颗粒运动的体积分数和管半径的范围很广。保持体积分数不变,我们发现颗粒在较薄的管中移动较慢。管壁诱导颗粒迁移率的梯度:颗粒在管壁附近移动得相当慢。这表明,约束引起的玻璃化可能是由于界面效应。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nanotribology of ionic liquids: transition to yielding response in nanometric confinement with metallic surfaces
室温离子液体(RTIL)是一种具有独特物理和化学性质的熔融盐,通常用于润滑和能源应用。RTIL的纯离子性质导致液体之间的强静电相互作用,并且在界面和限制的存在下增强。在这项工作中,我们使用的音叉为基础的动态表面力摩擦计(TF-SFT),它允许探测的流变学和摩擦学性能的RTILs薄膜之间的毫米球和表面,在广泛的限制。当RTIL被限制在金属表面之间时,我们证明了其流变特性在阈值限制以下的突然变化。这让人想起最近报道的约束诱导毛细管冻结,在这里观察到一个广泛的接触面积。在平行,我们探测下施加纳米剪切变形的膜的摩擦学响应,并揭示了低于此阈值限制的界面固相的屈服行为。这是其特征在于从弹性过渡到塑性制度,表现出惊人的相似性与玻璃材料的响应。RTIL在金属约束下的这种屈服过渡导致摩擦力的总体降低,并提供了表面的自修复保护,避免了直接接触,在摩擦学中具有明显的应用。
2021-02-18 cond-mat.soft
Methyl group dynamics in a confined glass
我们对限制在不同孔径的中孔硅酸盐中的玻璃态甲苯中的甲基动力学进行了中子散射研究。的势垒分布模型,这样的分布以下的结构紊乱的玻璃态的实验结果进行了分析。禁闭的结果在一个强烈的平均旋转势垒的降低相比,体状态。我们已经粗略地分离了在块状和表面状的贡献,对应于转子在距离孔壁分别大于和小于的相互作用的空间范围,这有助于甲基的旋转电位的距离的局限状态的分布。我们已经估计了7 Amstrong的距离作为相互作用范围的下限,超出了典型的最近邻质心之间的距离(4.7 Amstrong)。
2003-02-04 cond-mat.soft
Polymorphism of the glass former ethanol confined in mesoporous silicon
限制在平行排列的通道中的乙醇的X射线衍射图案约为。10 nm直径和50微米长度的中孔硅已被记录为填充分数,温度和不同的冷却和加热速率的函数。的吸附等温线,记录在液体状态下,表明三个单层厚,强烈吸附的壁层和毛细孔中心的分子冷凝馏分。虽然强烈吸附的膜保持在一个非晶态的整个温度范围内的调查,毛细管凝聚的分子再现散装固体乙醇的多态性,即形成结晶或玻璃状的状态作为冷却速率的函数。然而,在中孔中实现玻璃化所需的临界速率比本体状态小至少两个数量级。这一发现可以追溯到纯粹的几何约束和淬火无序效应,限制在介孔硅的特点。
2010-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk Metallic Glasses Deform via Slip Avalanches
非弹性变形的金属玻璃发生通过滑动事件与雪崩动力学类似的地震。对于第一次在这些材料中,测量已经获得了足够高的时间分辨率,以提取指数和比例函数,描述的性质,统计和动态的滑移根据一个简单的平均场模型。这些滑移源于剪切带中的局部变形。平均场模型将滑移过程描述为剪切转变区(STZ)中原子重排的雪崩。小滑移显示预测的幂律缩放,并对应于有限的传播的剪切前,而大滑移与均匀剪切无约束剪切带。之间的协议的模型和数据跨多个独立的措施的滑移统计和动力学提供了令人信服的证据STZ的滑动雪崩的基本机制,在金属玻璃中的非均匀变形。
2013-12-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Monte Carlo and Molecular Dynamics Simulation of the Glass Transition of Polymers
用计算机模拟研究了致密玻璃形成聚合物熔体中聚合物链的两种粗粒模型:简单立方晶格上的键长涨落模型用动态Monte Carlo方法处理,其中键长势有利于长键;连续体中的珠-弹簧模型用分子动力学处理,其中珠之间具有Lennard-Jones势。虽然这两个模型的动力学不同的短长度尺度和相关的时间尺度,中观的空间和时间尺度上的两个模型表现相似。特别是,模式耦合理论的玻璃化转变可以用来解释过冷聚合物熔体的减慢。对于非格点模型,研究了恒压和恒容两种情况下模耦合临界点的逼近。晶格模型允许测试玻璃化转变的吉布斯-迪马齐奥熵理论,我们的发现是,虽然熵确实显着减少,但没有“熵灾难”,流体熵将变为负值。最后,对薄膜几何结构中约束效应对玻璃化转变的影响进行了展望。
1998-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft