Lane formation in gravitationally driven colloid mixtures consisting of up to three different particle sizes
本文通过布朗动力学模拟研究重力驱动的二元及三元胶体混合物在二维微通道中的条带形成，发现驱动力差异诱导非平衡相变，并揭示三元系统存在条带形成的最佳中等粒径区间，同时发现细条带长期不稳定且与颗粒沿通道的非均匀分布相关。
2024-01-10 cond-mat.soft
Switching the structural force in ionic liquid-solvent mixtures by varying composition
高浓度电解质中的结构和相互作用具有从能量储存到生物分子相互作用的影响。然而，许多实验观测尚未在这些混合物中得到解释，这远远超出了平均场模型的有效性。在这里，我们研究的结构力的离子液体和溶剂的混合物，是在室温下混溶的所有比例。使用表面力平衡来测量宏观光滑表面之间的力，在液体混合物中，我们发现了一个突然增加的阈值离子浓度以上的波长。在阈值浓度以下，波长由溶剂分子的大小决定，而在阈值以上，决定波长的是阳离子-阴离子对的直径。
2017-02-13 cond-mat.soft
Wave mechanics in an ionic liquid mixture
本文通过测量两种离子尺寸差异很大的离子液体混合物中宏观表面间的相互作用力，发现其振荡力可用两个振荡模式和一个单调模式的叠加拟合，且参数与纯液体匹配，从而提出液体物质中相互作用具有波动力学特征。
2024-02-27 cond-mat.soft
Reentrance effect in the lane formation of driven colloids
最近，它已被证明，一个强烈的相互作用的胶体混合物组成的相反驱动的颗粒，经历了一个非平衡过渡到车道的形成提供的驱动强度超过一个阈值。我们在这里预测的再入效应车道形成：固定的高驱动力和增加颗粒密度，首先是一个过渡到车道形成，其次是另一个过渡回到一个状态，没有车道。我们的结果是通过布朗动力学计算机模拟和唯象动力学密度泛函理论得到的。
2004-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the microscopic origin and macroscopic implications of lane formation in mixtures of oppositely-driven particles
在相反方向上驱动的两种类型的胶体颗粒可以分离成泳道[Vissers等人，软物质7，2352（2011）]。这种现象可以通过模型粒子的二维布朗动力学模拟来再现[Dzubiella等人，Phys.Rev.E65，021402（2002）]。在这里，我们使用计算机模拟来评估车道形成相对于颗粒类型和动态协议的变化的一般性。我们发现，拉宁的结果从整流扩散的尺度上的颗粒直径：相反驱动的粒子必须，在所花费的时间遇到对方的方向上的驱动器，扩散在垂直方向约一个颗粒直径。这种几何约束意味着，在存在相反类型的粒子的情况下，粒子的扩散常数随着Peclet数近似线性地增长，这一预测由我们在模型参数范围内的数值证实。这种依赖于环境的扩散在统计上类似于有效的粒子间吸引;与此观察一致，我们发现相反驱动的非吸引胶体显示具有粒子间吸引和持续运动的最简单模型系统的特征，驱动的伊辛格子气[Katz，Leibowitz，Spohn，J. Stat. 34，497（1984）]。这些特征包括无序状态中的长程相关性，以及临界状态，其特征是粒子流的斜率随佩克莱特数的变化以及随系统大小而增长的波动。以此类推，我们认为在宏观极限下，驱动胶体系统中泳道的形成是一种相变，但从无序初始条件开始，在有限时间内不会发生宏观相分离。
2016-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour in ionic solutions: restricted primitive model of ionic liquid in explicit neutral solvent
我们研究了最简单的离子溶液模型中的流体-流体平衡，其中明确包括溶剂，即，一种由受限原始模型（RPM）和中性硬球（RPM-HS混合物）组成的二元混合物。首先，使用集体变量方法，我们发现自由能，压力和部分化学势的随机相近似（RPA）的一个相当一般的模型，考虑到溶剂-溶剂和溶剂-离子的相互作用以外的硬核。在RPM-HS混合物的特殊情况下，我们考虑硬核内部库仑势的两种正则化，即，Weeks-Chandler-Andersen（WCA）正则化导致WCA近似，并且优化正则化给出优化RPA（ORPA）或平均球面近似（MSA）。此外，我们使用关联平均球近似（AMSA）计算相共存。一般来说，这三种近似产生了RPM-HS混合物的定性相似的相图，即，具有上临界溶解点的流体-流体共存包络，共存区域随着压力的增加而向更高的总数密度和更高的溶剂浓度移动，以及临界温度随着压力的增加而小幅增加。对于纯RPM，当使用Olaussen和Stell提出的缔合常数时，AMSA导致与可用的模拟数据的最佳一致性。我们还讨论了WCA近似中相图的特殊性。
2019-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Acetone as a Polar Cosolvent for Pyridinium-Based Ionic Liquids
研究了三种吡啶类离子液体（RTIL）--N-丁基吡啶六氟磷酸盐[BPY][PF 6]、N-丁基吡啶三氟磺酸盐[BPY][TF]和N-丁基吡啶双（三氟甲磺酰基）酰亚胺[BPY][TFSI] --与丙酮（ACET）的混合物的输运和结构性质.离子电导率最大值出现在10摩尔% RTIL，无论阴离子。[BPY][TF]的绝对离子电导率值高于其他RTIL。这是由于阳离子-阴离子结合比[BPY][PF 6]弱，阴离子尺寸比[BPY][TFSI]小。所有研究的RTIL都与ACET无限混溶，这提高了它们的扩散率和电导率。小粘度的ACET有利于RTIL-ACET混合物的粘度急剧衰减。结构分析（径向分布函数，离子簇）的混合物是符合其运输性能提供了一个可靠的微观解释所观察到的宏观性能。作为一种分子共溶剂，ACET构成了一个有趣的替代品和竞争对手，更深入地研究液体。
2015-12-11 cond-mat.soft
Molecular dynamics simulation of behaviour of water in nano-confined ionic liquid--water mixtures
本工作描述了水分子在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中在石墨烯片之间的纳米限制下的行为。通过分子动力学模拟，研究了水分子在石墨烯表面的吸附。在中性和带负电荷的石墨烯表面附近的水分子的耗尽和它们在带正电荷的表面处的吸附被观察到与离子液体阴离子的优先水合一致。使用两级统计模型适当地描述了结果。的结构和动力学的混合物上的限制效果进行了彻底的分析，使用的密度和潜在的平均力的配置文件，以及由振动密度的状态的水分子附近的石墨烯表面。还讨论了水分子的取向和最接近石墨烯表面的层中的水诱导的结构转变。
2016-04-11 cond-mat.soft
Novel force field of [Bmim][Nf$_2$T] and its tranferability in a mixture with water
本文为离子液体[Bmim][Nf$_2$T]提出新力场IL/ε，以小于3%的误差重现介电常数、密度和蒸发焓，并验证了其在[Bmim][Nf$_2$T]-H$_2$O混合物中的可转移性。
2023-05-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Instabilities and turbulence-like dynamics in an oppositely driven binary particle mixture
使用广泛的基于粒子的模拟，我们研究了在一个相反驱动的二进制粒子系统在二维的平衡模式动力学。研究发现，在车辆行驶过程中存在着丰富的动力学行为，包括车道形成、堵塞、振荡和类顺磁动力学等，其中两个摩擦系数的比值是决定车道形成稳定性的关键参数。当横向的外力方向的摩擦系数是足够小的纵向相比，车道结构变得不稳定的剪切引起的干扰，系统最终表现出一个新的动态过渡到一个类似的阶段，其特征在于随机对流。我们用数值方法构造了一个非平衡相图。对完全非线性湍流状相的复杂时空动力学的统计分析表明，它明显地让人想起某些活性物质系统中的蜂拥动力学。
2012-08-27 cond-mat.soft
Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolyte-Ionic Liquid Mixtures - A Molecular Dynamics Simulation Study
通过分子动力学模拟研究了PEO/LiTFSI和不同比例的离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷双（三氟甲烷）磺酰亚胺组成的三元聚合物电解质中锂的输运机理。这是由最近的实验发现[Passerini等人，电化学。Acta 2012，86，330-338]，其证明了这些材料相对于其二元对应物PEO/LiTFSI显示出增强的锂迁移率。为了掌握引起这些观察结果的潜在微观情景，我们采用了一种基于Rouse的分析阳离子传输模型[Maitra等人，PRL 2007，98，227802]，其最初被设计用于常规聚合物电解质。该模型描述了通过三种不同的机制，每个特征在于一个单独的时间尺度的阳离子传输。事实证明，在三元电解质中，基本上所有的锂离子都由PEO链配位，从而排除了离子液体分子的存在增强的传输机制。相反，离子液体的增塑作用通过增强PEO链的动力学以及因此也增强附着离子的运动而有助于增加锂迁移率。额外的重点放在预测锂扩散系数从模拟数据为各种链长和与实验数据的比较，从而证明了我们的方法的广泛适用性。
2013-02-20 cond-mat.soft
A new approach for efficient simulation of Coulomb interactions in ionic fluids
我们提出了一个简化的局部分子场（LMF）理论来处理离子流体模拟中的库仑相互作用。LMF理论依赖于将库仑势分裂成与其他短程核相互作用相结合的短程部分，并且被明确地模拟。通过自洽确定的有效外场，考虑了其余长程部分的平均效应。该理论包含一个可调的长度参数西格玛，指定的短程相互作用的截止距离。这可以被选择为最小化由互补长范围部分的平均场处理所导致的误差。在这里，我们建议，在许多情况下，有效场的精确近似可以直接从德拜屏蔽理论给出的平衡电荷密度得到，从而消除了自洽处理的需要。在极限σ-> 0时，这个假设简化为经典的德拜近似。我们研究了一个简单的模型的对称离子混合物的这种近似的数值性能。均匀离子混合物的热力学和结构性质的结果与Ewald模拟的完整离子系统的类似结果吻合得很好。此外，我们已经使用简化的理论中的一个非均匀的离子混合物，其中一个离子已被固定在原点的巨正则模拟。使用短程截断的库仑相互作用单独的模拟不满足固定离子的完全屏蔽的确切条件，但当考虑到有效场时，该条件被恢复。我们认为，这种简化的方法也可以用于更复杂的非均匀系统的模拟。
2008-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge ordering induces a smectic phase in oblate ionic liquid crystals
本文报道了用计算机模拟研究一个由带相反电荷的旋转椭球组成的电中性混合体，椭球的长宽比为A = 1/3。相反，硬或软排斥椭球，这是纯粹的双折射，该系统表现出近晶-A相，其中等号的电荷是违反直觉地包装在垂直于双折射导演层。
2010-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
What dictates soft clay-like Lithium superionic conductor formation from rigid-salts mixture
本文结合深度学习分子动力学模拟与实验，揭示刚性盐混合物经阴离子交换形成分子固体单元及缓慢反应动力学是生成类软黏土锂超离子导体的关键，并据此提出通用制备策略。
2023-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Two-dimensional pattern formation in ionic liquids confined between graphene walls
我们进行分子动力学模拟的离子液体之间的石墨烯壁限制在各种条件下（纯离子液体，与水和醇的混合物，与锂盐和有缺陷的石墨烯壁的混合物）。我们的研究结果表明，Stern层中条纹和六边形图案的形成可以被认为是离子液体在电化学界面处的一般特征，图案之间的过渡由吸附分子的最内层中的电荷的净平衡控制。这解释了先前报道的实验和计算结果，并且第一次解释了为什么这些图案变化是由双电层最内层的电荷密度的任何扰动（电压和组成变化，以及电极壁处的空位等）触发的，这可能有助于调节电极-离子液体界面。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，这种结构可以复制一个简单的二维晶格模型，只有最近邻的相互作用，高度屏蔽离子相互作用和短程和排除体积相互作用。我们还表明，我们的模拟结果是一致的，从Landau-Brazovskii理论的斑图形成的自组装系统中推断。这些图案在离子液体石墨烯-电极界面处的存在可能对从本体混合物到电极的离子转移过程、对电极-电解质双层的微分电容或对电极处的氧化还原反应速率以及其他物理化学性质具有强烈影响，因此是具有很大技术意义的效果。
2019-02-13 cond-mat.soft
Nematic phase transitions in mixtures of thin and thick colloidal rods
我们提出了第一个实验测量的各向同性和双相的混合物薄，带电半柔性FD病毒，厚，FD-PEG创建共价接枝聚（乙二醇）的FD，杆的表面。FD-PEG是空间稳定的，其相行为与离子强度无关。FD充电。因此，通过改变fd和fd-PEG的混合物的离子强度，仅裸fd棒的有效直径改变，随后将有效直径比（d=D_fd-PEG/D_fd）从3.7改变至1。在溶液中，FD和FD-PEG的二元混合物显示出各向同性的，双相的和向列相共存的浓度增加。我们测量的二元相图的组成，总浓度和离子强度的函数。我们发现了一个较低的临界点，在向列相-非向列相共存的区域，这是以前没有观察到的。这些实验结果解决了文献中关于向列相分离随浓度变化的争论。实验结果定性描述的重新缩放Onsager型理论的二元棒混合物的相行为。
2004-09-15 cond-mat.soft
Pattern formation in colloidal mixtures under external driving fields
通过计算机模拟和一个简单的理论，研究了外场对两种组分的二进制胶体混合物进行布朗动力学的影响。在我们的模型中，一半的粒子（$A$ -粒子）被外力${\vec F}^{(A)}$拉动，而另一半的粒子（$B$ -粒子）被外力${\vec F}^{(B)}$拉动。如果${\vec F}^{(A)}$和${\vec F}^{(B)}$是平行的，并且无场状态是混合流体，则先前的模拟（J. Dzubiella等人，Phys. Rev. E { \bf 65} 021402（2002））已经示出了非平衡斑图形成，其仅涉及$A$或$B$颗粒的通道，所述通道在外力的方向上彼此相对滑动。在本文中，我们将这种情况推广到非平行外力和无场晶体状态。对于非平行力，也观察到泳道形成，但相对于外力具有{ \it倾斜}的取向。如果无场状态是结晶的，则平行外力的连续增加产生新颖的{ \it再入冻结}行为：晶体首先通过外力机械地熔化，然后再结晶成相互滑动的分层结晶带。
2002-08-06 cond-mat.soft
Screening Lengths in Ionic Fluids
离子流体中相关性的衰减是软物质物理学中的一个经典问题，它支持从控制胶体自组装到电池和超级电容器的应用。传统的智慧，基于分析无溶剂电解质模型，表明物种之间的所有关联函数在渐近远场极限中以共同的衰减长度衰减。尽管如此，溶剂存在于许多电解质系统中。我们表明，使用分析理论和分子动力学模拟，多个衰变长度可以共存的渐近极限，以及在中间距离，一旦被认为是硬球溶剂。我们的分析提供了一个解释，最近观察到的结构力的不连续变化的离子液体-溶剂混合物的薄膜的组成是不同的，以及重新架构最近的争论在文献中的屏蔽长度在浓缩电解质。
2018-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of proximity to ionic liquid-solvent demixing on electrical double layers
离子液体及其与溶剂混合物在金属界面上的性质越来越受到人们的关注，特别是由于它们在能量储存方面的应用。到目前为止，主要的焦点一直是在双电层与离子液体远离相变。然而，在其相变附近的系统是已知的，表现出一些显着的功能，如润湿转变和毛细凝聚。在这里，我们开发了一个平均场模型，适合于接近分层的IL-溶剂混合物，并结合它与Carnahan-Starling（CS）和晶格气体表达式的排斥体积相互作用。这个模型，然后解决解析，使用微扰展开，和数值。我们证明，除了众所周知的骆驼和钟形电容，有一个鸟形电容，有三个峰值作为电压的函数，出现由于接近分层。此外，我们发现骆驼形的电容，这是一个签名的稀电解质，可以出现在高IL密度的疏离子电极。我们还讨论了CS和晶格气体表达式在我们的模型的背景下所产生的差异和影响。
2020-01-07 cond-mat.soft
Simple theory for oscillatory charge profile in ionic liquids near a charged wall
离子体系的介观场论[A. Ciach和G. Stell，J. Mol.液态87，255（2000）]推广到带电边界系统。导出了电荷密度的超巨势泛函的一个非常简单的表达式。在内能的表达式中考虑了离子硬核的大小。该泛函适用于描述离子液体和离子液体混合物中离子在弱带电壁附近的分布。得到了欧拉-拉格朗日方程，并求解了一个平坦的限制表面。获得了指数衰减振荡电荷密度分布。在半定量的水平上，限制原始模型的静电势与模拟结果一致。
2018-11-18 cond-mat.soft
Kinetics of Surfactant Adsorption: The Free Energy Approach
本文综述了表面活性剂在流体/流体界面吸附动力学的自由能方法。形式主义适用于几个系统。对于非离子表面活性剂的解决方案，结果与以前的模型相吻合，同时表明其有效性的限制。我们研究的情况下，表面活性剂的混合物，专注于混合动力学和其个别成分的属性之间的关系。无盐离子表面活性剂溶液中的强静电相互作用大大改变了吸附动力学。在这种情况下，理论解释了以前不能理解的实验结果。并对加盐筛选的效果进行了研究。我们的理论预测与现有的实验进行了比较。
2001-06-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dipolar Poisson-Boltzmann Approach to Ionic Solutions: A Mean Field and Loop Expansion Analysis
我们研究了离子水溶液介电响应随离子强度的变化。盐对介电常数的影响是通过离子与偶极水分子之间的耦合来实现的。在平均场水平上，我们考虑了粒子的任何内部电荷分布。偶极自由度被添加到离子自由度，并导致泊松-玻尔兹曼（PB）方程的推广，称为偶极PB（DPB）。通过研究定点离子周围的DPB方程，得到了介电常数的封闭式公式。我们使用表征离子周围偶极子的水合壳的“水合长度”来表达介电常数，从而表达介电衰减的强度。DPB方程，然后检查三个额外的情况下：溶剂的混合物，极化介质和离子的有限大小。采用场论方法，我们扩大吉布斯自由能的一阶环展开和计算自洽的介电常数。对于纯水，偶极波动代表了一个重要的修正的平均场值和良好的协议与水的介电常数。对于离子溶液，我们预测分析依赖于离子强度在一个非线性的方式介电衰减。我们的预测很好地适合了大范围的浓度不同的盐，只使用一个适合的参数有关的离子和偶极子的大小。在低盐度下，介电常数与盐浓度呈线性关系，当离子强度大于1 μ M时，介电常数与盐浓度的线性关系有明显的偏离，这与实验结果一致。
2013-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
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
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
Modified Poisson-Boltzmann equations and macroscopic forces in inhomogeneous ionic fluids
我们提出了一个基于热力学微扰理论的场论方法，并在其中推导出一个大的非均匀离子流体的热力学势作为任意参考流体系统的静电势的函数。我们得到一个修改的Poisson-Boltzmann方程作为Euler-Lagrange方程的功能。应用Noether定理这个功能，我们推导出一个一般的平均场的应力张量与相应的修改后的Poisson-Boltzmann方程一致的表达式。我们推导出一个一般表达式的宏观力作用在介电或导电体浸没在离子流体。特别是，我们推导出一个一般的平均场表达式的分离压力的离子流体在一个狭缝孔隙。我们应用开发的形式主义来描述三个离子流体模型的实际重要性：非极化模型（包括著名的泊松-玻尔兹曼和泊松-费米方程），极化模型（离子携带非零永久偶极子或静态极化率），和模型的离子-偶极子混合物（包括著名的泊松-玻尔兹曼-朗之万方程）。对于这些模型，我们得到修改的Poisson-Boltzmann方程和相应的应力张量，这可能是有价值的不同的应用，其中有必要估计的宏观力作用在电介质或导电体（电极，胶体，膜，{ \it等}）。以及局部静电势（场）和离子浓度。
2022-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Oscillatory driven colloidal binary mixtures: axial segregation versus laning
使用布朗动力学的计算机模拟，我们表明，在相反的方向驱动的振荡外场的胶体的二元混合物表现出轴向偏析片垂直于驱动方向。分离效应仅在振荡频率和驱动强度的有限窗口中是稳定的，并且如果驱动力增加，则在驱动场的方向上由车道形成接管。在交叉制度中，观察到相对于驱动方向倾斜的带。可能的实验来验证轴向偏析进行了讨论。
2008-12-23 cond-mat.soft
Life's Solutions are Not Ideal
生命存在于离子溶液中，而不是纯水中。这些溶液的离子混合物与水非常不同，对生物系统的细胞和分子有巨大的影响，但理论和模拟无法计算它们的性质。我认为原因是，现有的理论源于理想或简单气体的经典理论，其中（在第一近似下）原子不相互作用。甚至质量作用定律也把反应物描述成理想的。我建议离子溶液的理论应该从复杂流体理论开始，因为该理论从一开始就被设计来处理相互作用。复杂流体的变分理论特别适合于描述像生物细胞内外的溶液这样的混合物。当一个分量或力被添加到一个解决方案中时，该理论仅通过数学推导出一组偏微分方程，该方程自洽地捕获了所产生的相互作用。这种理论已经在生物学相关系统中实现并证明是可计算的，但它尚未在平衡或流动中得到彻底的测试。
2011-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Impact of extended long-range electrostatics on the correlation of liquid-liquid equilibria in aqueous ionic liquid systems
本文首次将改进的长程电解质模型与UNIQUAC耦合，用于计算离子液体与水混合物的液液相平衡，发现考虑浓度依赖性质及修正最近距离参数的ME-PDH模型显著提升了预测性能。
2023-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Influence of Creaming and Ripening on the Aggregation Rate of Non-Ionic Dodecane-in-Water Nanoemulsions
探讨了在用Brij 30稳定的十二烷水包纳米乳液的聚集速率的测量过程中乳状液分层的可能影响。为此，合成了用中性浮力油（溴代十二烷）以及十二烷和溴代十二烷与角鲨烯的混合物制成的附加乳液。它的结论是，当成熟的效果被抑制时，浮力对絮凝率的评价的影响可以忽略不计。在不存在角鲨烯的情况下，存在成熟，并且观察到十二烷和溴代十二烷的絮凝速率的相当大的差异。然而，这种差异并不是由重力的影响造成的。
2014-10-09 cond-mat.soft
Ionic conductivity of a lithium-doped deep eutectic solvent: Glass formation and rotation-translation coupling
本研究通过介电谱法探究锂掺杂深共晶溶剂甘氨酸的玻璃化冻结与旋转-平移耦合，发现锂掺入降低离子电导率并减慢偶极运动，但影响小于锂盐型深共晶溶剂，且低温下动力学解耦遵循分数德拜-斯托克斯-爱因斯坦关系。
2024-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rotational dynamics, ionic conductivity, and glass formation in a ZnCl2-based deep eutectic solvent
本文利用介电谱研究乙二醇与ZnCl2混合物的玻璃化转变与重取向动力学，发现玻璃态冻结主导离子电导率的温度依赖性，并揭示不同低共熔溶剂中旋转与平移运动的解耦现象。
2023-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solvo-osmotic flow in electrolytic mixtures
我们表明，一个电场平行于电中性表面可以产生流动的电解质混合物在小通道。我们称之为溶剂渗透流，因为流动是由离子在液-固界面的不对称优先溶剂化引起的。所产生的流量是可比的大小无处不在的电渗流在带电表面，但对于一个固定的表面电荷密度，它的依赖性离子强度的定性不同。溶剂渗透流动也可以用温度敏感地控制。我们推导出一个修改后的Helmholtz-Smoluchowski方程，占这些影响。
2017-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Destructed double-layer and ionic charge separation near the oil-water interface
我们研究悬浮液的疏水带电胶体球分散在分层的油-水混合物通过修改后的泊松-玻尔兹曼理论，考虑到图像电荷效应和分区的一价离子。我们发现，离子对油的厌恶可以破坏油分散胶体的双层。这影响了胶体吸附到油-水界面的盐浓度依赖性定性。该理论还预测了一个狭窄的范围内的油介电常数，其中微米级的油包水液滴获得足够的电荷结晶在体积分数小到$\sim 10^{-3}$在没有胶体。这些发现解释了最近的观察结果[M. E。Leunissen { \em等人}，Proc. Nat. Ac. Sci { \bf 104}，2585（2007）]。
2007-05-16 cond-mat.soft
Pattern formation in binary fluid mixtures induced by short-range competing interactions
分子动力学模拟和积分方程计算的一个简单的等摩尔混合物的双原子分子和单体通过吸引和排斥的短程势相互作用显示存在的斑图形成（微观异质性），主要是由于耗尽力远离分层区域。用逆蒙特卡罗方法和积分方程反演方法从对关联函数中提取的有效位-位势具有短程吸引势和长程排斥势的特征。当电荷被纳入模型中时，这变成了室温离子液体的粗粒度表示，并且正如预期的那样，中程有序变得更加明显和稳定。
2015-06-29 cond-mat.soft
Critical mingling and universal correlations in model binary active liquids
一般来说，沿相反方向移动的驱动或运动体的集合体被报告为自组织成强各向异性的车道。在这里，建立在一个极小模型的自推进机构针对相反的方向，我们首先证明了一个关键的相变之间的混合状态和相分离的车道状态特定的活性粒子。然后，我们证明了混合状态显示代数结构相关性也发现在驱动的二元混合物。最后，构建一个流体动力学理论，我们挑出负责这些普遍的长程相关性的物理机制，典型的合奏相反运动的机构。
2017-04-07 cond-mat.soft
Electrostatic correlations on the ionic selectivity of cylindrical membrane nanopores
我们表征的作用，静电波动的圆柱形纳米孔限制电解质混合物的电荷选择性。为此，我们开发了一个扩展的单回路理论，可以解释由表面电荷，电解质的纳米限制，和与低介电常数膜相关的界面极化电荷引起的相关效应。我们通过与先前从文献中获得的蒙特卡罗模拟数据进行比较来验证理论的定量准确性，并详细审查了驱动纳米孔离子选择性的潜在力量。在生物学相关的情况下，电解质与二价阳离子，如CaCl 2在带负电荷的纳米孔，与致密的抗衡层在通道中的静电相关性的结果在孔共离子密度与表面电荷的增加。类似于电荷反转现象的这种特性对于介电不均匀的孔保持完整，这表明该效应在以低膜介电常数为特征的纳滤膜或DNA封闭的纳米孔中应该是可观察到的。我们的研究结果表明，一个定量准确的考虑相关效应是必要的，以确定在电解质与多价抗衡离子的存在下，纳米孔的离子选择性。
2014-01-25 cond-mat.soft
Universal Long Ranged Correlations in Driven Binary Mixtures
当两群“粒子”向相反方向移动时，就像电场下带相反电荷的胶体或交叉的行人流一样，它们可以集体移动，沿着它们的运动方向形成车道。这种“拉宁过渡”的性质仍在争论中，特别是对关联函数，这是关键的可观测量来量化这一现象，还没有被描述。在这里，我们确定的相关性使用的分析方法的基础上线性化的随机方程的密度场，这是有效的软粒子的稠密系统。我们发现，沿运动方向的相关代数衰减，并在横向上有一个自相似的指数轮廓。布朗动力学模拟证实了我们的理论预测，并表明它们也超出了我们的分析方法的有效范围，指向一个普遍的行为。
2017-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-diffusiophoresis of Janus particles in near-critical mixtures
从理论上研究了近临界水二甲基吡啶混合物中激光加热Janus粒子的自推进，并将其速度vp和蠕动参数\b{eta}与其两半球的润湿性联系起来.对于非离子表面力，粒子将活性帽向前移动，除了在强驱动下，如果其中一个半球吸引水而另一个半球吸引二甲基吡啶，则会发生更复杂的行为。vp和\b{eta}都显示出对加热功率的非单调依赖性，甚至可以改变符号。包括漂移的抗衡离子由于组成梯度，我们发现，一个带电的帽子与卢剔啶亲和力驱动粒子的帽子前进，并与水的亲和力在相反的方向，与实验结果一致。
2015-11-02 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
Critical behaviour of ionic fluids
最近，我们提出了一个微观的方法来描述二元流体混合物的相行为和临界现象。它是基于集体变量（CV）与参考系的方法。该方法使我们能够获得功能的Ginzburg-Landau-Wilson（GLW）的哈密顿量表示的CV（波动密度）。相应的CV集包括与序参量相关的变量。在本文中，我们使用这种方法来研究离子流体的临界行为。对于限制原始模型，我们得到了与涨落密度共轭的两个涨落场的相空间中的巨配分函数的泛函。首先，我们在平均场（MF）近似下计算RPM的相图，然后考虑有效哈密顿量中的高阶项进行计算。在这两种情况下，相图表明气-液（GL）和电荷有序相不稳定性。在后一种情况下，所获得的GL临界温度值与MC模拟数据吻合良好，而临界密度被低估。在GL临界点附近的大热力学势的显式表达式意味着RPM的经典临界行为。
2003-01-04 cond-mat.soft
Multigranular modeling of ionic liquids
离子液体是一类特殊的熔融盐，其熔点接近环境温度或按惯例低于100 ℃。由于离子液体具有许多重要的物理化学性质，如液体、溶剂、表面和封闭环境等，在物理、化学、材料科学和工程等领域引起了学术界和工业界的广泛关注。由于它们几乎无限数量的阳离子和阴离子对的组合以及与共溶剂的混合物，分子水平上理解它们的分级结构和动力学，需要连接几个长度和时间尺度的策略，对于合理设计具有所需性质的离子液体，以及此后改进它们在应用中的功能性能具有至关重要的意义。作为从合成到表征的实验的宝贵补充，计算建模和模拟显着增加了我们对离子液体的物理化学和结构特性如何通过其潜在的化学和分子结构来控制的理解。在这一章中，我们将给出一些例子，从我们自己的建模工作的基础上选定的IL系统，重点是咪唑和tetraalkylphosphonium orthoborate IL，在不同的环境中，在几个时空尺度上研究，并特别注意高科技感兴趣的应用。
2019-05-27 cond-mat.soft
Empirical correlation of the surface tension versus the viscosity for saturated normal liquids
1966年Pelofsky提出了表面张力的自然对数与粘度的倒数之间的经验线性关系，这似乎适用于广泛的流体。特别是，它已被证明是有用的情况下，正构烷烃及其二元和三元混合物。然而，最近已经发现，它不适用于几种离子液体，除非倒数粘度提高到幂。至少对于所研究的离子流体，该幂的指数固定为0.3。在目前的工作中，原始Pelofsky关联和修改后的表达式，包括指数的性能和精度进行了研究，为56个不同种类的非离子流体在很宽的温度范围内。此外，限定了温度范围，对于该温度范围，每个表达式以低于1%的平均绝对偏差再现表面张力值。所需的系数都给出了广泛的和界定的温度范围为每个表达式。不幸的是，结果表明，在修改Pelofsky表达式的指数值是物质依赖的正常流体研究。
2016-06-29 cond-mat.soft physics.chem-ph
Lattice Model for water-solute mixtures
本文提出了一种研究缔合液体混合物的格子模型。采用缔合格子气（ALG）模型对溶剂和溶质进行模拟。通过调节ALG模型中分子间的能量相互作用，控制溶质/溶剂相互作用的性质。我们已经研究了三组参数，导致，亲水，惰性和疏水相互作用。进行了广泛的蒙特卡罗模拟，并研究了纯组分的行为和混合物的过量性质。纯成分：水（溶剂）和溶质具有非常相似的相图，呈现：气体、低密度液体和高密度液体相。在溶质的情况下，共存的区域大大减少时，与水和标准ALG模型相比。为了在常压下对巨正则系综中的格子气模型进行数值模拟，得到了一系列的结果。混合物的过剩性质：体积和焓作为溶质分数的函数进行了研究，为不同的相互作用参数的模型。我们的模型能够很好地再现定性的过剩体积和焓为不同的水溶液。对于亲水性的情况下，我们表明，该模型是能够重现的小醇和胺的混合物的过量体积和焓。惰性情况再现了大醇如丙醇、丁醇和戊醇的行为。对于最后一种情况（疏水性），过量性质再现了离子液体在水溶液中的行为。
2016-05-17 cond-mat.soft
Ion mediated cross-shield driven mucous swelling kinetics
我们提出了一个实验指导的，双相，多物种的离子凝胶模型，比较和定量预测健康粘液与囊性纤维化感染的粘液的粘弹性。混合物理论由粘液（聚合物相）和水（溶剂相）以及几种不同的离子组成：H $^+$、Na $^+$、Cl $^-$和Ca $^{2+}$。用粘液扩散系数的实验数据对模型进行了标定。数值研究表明，Donnan力是驱动粘液膨胀/去膨胀转变的主导机制。然而，这些转变可以是连续的或不连续的，这取决于离子浴浓度、pH、溶剂中的聚合物质量和每个单体的平均电荷之间的复杂相互作用。
2015-01-21 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
