A Fragile-Strong Fluid Crossover and Universal Relaxation Times in a Confined Hard Disc Fluid
我们发现，一个系统的硬盘局限于一个狭窄的通道表现出脆弱的强大的流体交叉位于最大的等压热容和弛豫时间为不同的通道宽度落在一个单一的主曲线时，重新缩放的弛豫时间和温度的交叉。构型熵和固有结构状态方程的计算发现，交叉的干扰景观的模型的属性，但亚当斯-吉布斯关系不能预测的松弛行为。我们还表明，一个方便的动力学描述的系统，动力学激发区域被确定与当地的包装安排的光盘，成功地描述了脆弱的强交叉。
2012-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer Simulations and Mode-Coupling Theory of Glass-Forming Confined Hard-Sphere Fluids
本文通过模式耦合理论与计算机模拟定量比较，首次求解完整矩阵方程组，研究受限硬球流体的动力学性质，在玻璃转变附近实现理论预测与模拟的定量一致，揭示笼效应与弛豫动力学。
2023-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion Enhancement in Core-softened fluid confined in nanotubes
我们研究了约束效应对核软化流体动力学行为的影响。流体被建模为两个长度尺度的潜力。这种潜在的散装复制的异常行为中观察到的密度和扩散的液态水。利用$NpT$分子动力学模拟对这两种长度尺度的纳米管中的流体进行了模拟。我们得到的扩散系数随着纳米管半径的增加，如预期的正常流体的宽通道。然而，对于窄通道，限制显示出增强的扩散系数时，纳米管半径减小。这种行为，观察到的水，解释的框架中的两个长度尺度的潜力。
2012-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strongly confined fluids: Diverging time scales and slowing down of equilibration
强约束流体的牛顿动力学表现出丰富的行为。其受限和非受限自由度对于受限长度$L \to 0$解耦。在这种情况下，对于狭缝几何形状，中间散射函数$S_{μν}(q,t)$简化，导致$(μ,ν) \neq (0,0)$在受限自由度的克努森气体行为中，否则在$S_{\parallel}(q,t)$中，描述非受限自由度的结构弛豫。考虑到耦合，我们证明了能量波动指数松弛。对于光滑势的弛豫时间发散为$L^{-3}$和$L^{-4}$，分别为限制和无限制的自由度。$L^{-3}$发散的强度可以通过分析计算。它取决于对势和二维对分布函数。实验装置，建议测试这些预测。
2016-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Transition State Theory for Calculating Hopping Times and Diffusion in Highly Confined Fluids
采用蒙特卡罗模拟研究了窄通道内流体从单列扩散到正扩散的动力学交叉。我们表明，涉及硬和软的相互作用势的一系列系统的长时间扩散系数可以描述在跳跃时间，测量所需的时间为一个粒子逃脱的笼子中形成的孔隙中的邻居。粒子跳跃过程的自由能垒的计算和使用表明，过渡态理论有效地描述了跳跃时间的所有系统的研究，在一定范围内的孔径。我们的工作表明，结合跳跃时间和过渡态理论提供了一个有用的和一般的框架来描述这些高度受限的流体的动力学。
2013-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality in confined ionic fluids
本文提出了一种二维受限电解质理论。通过$1/r$电势相互作用的正离子和负离子被限制在分离具有介电常数$ε_1$和$ε_2$的两种溶剂的界面上移动。结果表明，德拜-休克尔类型的理论预测，这种2d库仑流体应该经历相分离，变成共存的液相（高密度）和气相（低密度）。然而，我们认为，交替的正离子和负离子的聚合物样链的形成可以防止这种相变发生。
2001-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling the composition of a confined fluid by an electric field
从一个通用模型的孔/散装混合物平衡，我们提出了一种新的方法，用于调制的封闭流体的组成，而不必修改散装状态。为了实现这一点，两个基本的机制-灵敏度的孔隙填充体的热力学状态和电场效应-相结合。我们通过蒙特卡罗模拟表明，组成可以控制在一个连续的和跳跃的方式。在大体积分层不稳定性附近，我们证明了在孔隙中的场诱导的粒子数反转。实现该方法的条件应最好用胶体来满足，但基于稳健和通用的机制，它也应该适用于某些分子流体。
2009-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Packing frustration in dense confined fluids
封闭流体的包装挫折，即，研究了在短距离处，在平面硬表面之间限制的致密硬球流体的流体颗粒的优选堆积和由限制表面施加的堆积约束之间的不相容性。的挫折的详细机制进行了研究，通过分析的各向异性对分布的封闭流体，从积分方程理论得到的非均匀流体在对相关水平内的各向异性的打击-Yevick近似。通过研究狭缝中每个粒子周围的粒子间碰撞产生的平均力，我们计算出密度分布的平均力的主分量-每个分量是粒子半球面对任一表面的碰撞力的总和。这些组分随狭缝宽度的变化引起表面之间的层结构的相当复杂的变化，但是，如本文所示，这些变化的基础可以很容易地定性地理解，并且通常也是半定量地理解。据发现，流体的顺序在本质上是由当地的包装约束在每个单一的固体-流体界面。一个简单的叠加的力量，由于每个表面的存在下，令人惊讶的好估计的密度分布，但仍然存在非平凡的限制效应，不能解释的叠加，最值得注意的是在狭缝中的颗粒相对于散装的过量吸附的幅度。
2014-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An orientationally ordered helical fluid phase in a quasi-one-dimensional system of confined hard spheres
我们使用了一系列的分子动力学模拟，和分析理论，证明了一个系统的硬球局限于一个狭窄的圆柱形通道表现出连续的相变从各向同性流体在低密度，在高密度的取向有序，但螺旋无序，螺旋流体。有序的流体相包含由拓扑缺陷分开的螺旋的小部分，所述拓扑缺陷改变扭曲的方向，从而改变局部chirailty。缺陷破坏了平移有序，但流体发展了长程取向有序。颗粒填料的分析表明，缺陷之间的长度分离控制的螺旋部分的几何特性，包括方向，和对缺陷经历一个弱的，但长范围的吸引力导致熵自由体积效应。这些集体长程相互作用克服了准一维跃迁的限制，即使粒子-粒子相互作用是短程的。
2014-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions and ordering of confined dipolar fluids
本文应用改进的平均场密度泛函理论研究了具有相同基底势的两壁狭缝孔中Stockmayer流体的相行为。基于Carnahan-Starling状态方程，采用基本测度理论来考虑短程硬球关联的影响，而长程关联对流体相互作用势的贡献则作微扰处理。研究了液-汽、铁磁液-汽和铁磁液-各向同性液的一级相分离。研究了各向异性非均匀铁磁液相的局域取向结构。我们讨论了如何改变孔隙宽度的相图移动和扭曲。
2008-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium two-phase coexistence in a confined granular layer
本文报道了在两个垂直振动的水平平板之间的钢球致密层中晶体的均匀形核现象。在临界振动振幅以上，具有正方形对称性的两层晶体被发现与周围的颗粒状液体在稳态共存。通过类比平衡硬球系统，相行为可以通过熵最大化来解释。然而，戏剧性的非平衡效应是存在的，包括一个显着的差异，在两个阶段的颗粒温度。
2004-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning density profiles and mobility of inhomogeneous fluids
密度剖面是封闭流体中非均匀结构的最常用的测量方法，但人们对它们与输运系数的关系知之甚少。我们通过模拟探索如何调整粒子壁相互作用，以平坦化或增强模型约束流体的粒子分层影响其自扩散率，粘度和熵。有趣的是，消除颗粒分层的相互作用显着降低了受限流体的流动性，而那些增强分层的相互作用可能会产生相反的效果。过量熵有助于理解和预测这些趋势。
2008-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium mappings in polar-isotropic confined active particles
尽管它们具有根本的非平衡性质，但具有极性推进和各向同性相互作用的主动系统（极性-各向同性主动系统）的个体和集体行为被平衡映射技术很好地捕获。在这里，我们研究两个签名的平衡系统-存在一个本地的自由能函数和独立的粗粒度的行为的细节上的微观动力学-在极性各向同性的活性粒子的任意几何形状的硬壁限制在一个粒子的水平。我们发现，具有凹区域的边界，使密度分布强烈的动力学依赖，并给它一个非局部依赖的几何形状的限制盒。这反过来又限制了平衡映射技术在极性各向同性活性系统的范围。
2016-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic modes in a confined granular fluid
受限颗粒流体，放置在一个浅箱，垂直振动，可以实现均匀的稳态由于能量注入机制，发生在整个系统。这些状态可以是稳定的，即使在高密度和非弹性允许的流体动力学模式，管理粒状流体的动力学进行详细的分析。分析的时间关联函数的衰减，它表明，有一个准弹性政权之间的交叉，其中能量演变为一个缓慢的模式，到非弹性政权，与其他保守领域的能量奴隶。这两个制度有很好的差异化的运输性能，在非弹性制度，动力学可以描述由一个减少流体力学与修改的纵向粘度和声速。这两个政权之间的交叉发生在波矢，是成比例的非弹性。一个二维颗粒模型，与碰撞，模仿发生在一个封闭的系统中的能量转移进行了研究，通过微观模拟。结果显示出良好的协议与理论框架，并允许流体动力学模型的验证。
2013-02-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer simulation of the phase diagram for a fluid confined in a fractal and disordered porous material
本文采用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了Lennard-Jones流体吸附在分形多孔气凝胶中的相图。凝胶环境是由非晶格扩散限制的簇-簇聚集过程产生的。模拟已经进行了多规范集成采样技术。通过直方图重加权计算得到了有偏采样函数。比较限制和散装系统的液体-蒸汽共存曲线，我们观察到的临界温度和密度的定性协议与实验和其他Monte Carlo研究局限于随机矩阵的球体的Lennard-Jones流体的减少。在这些数值研究的差异，我们没有观察到约束后的共存曲线与液-液相共存相关联的液体侧的峰。在我们的例子中，只有共存曲线的肩部出现在限制时。该肩部可与液相中的高密度波动相关联。在我们的系统中共存的汽相和液相表现出高度的空间无序性和不均匀性。
2004-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An Analytic Model for Nano Confined Fluids Phase-Transition (Applications for Confined Fluids in Nanotube and Nanoslit)
在这份报告中，一个分析模型来预测相变的受限流体在纳米系统中，它是用来预测的行为的受限流体在纳米管和纳米缝。在我们的方法中，除了包括一个第三自由度，由于壁面效应来定义系统的状态，张量的压力字符被认为是。利用统计力学的微扰理论，证明了范德瓦尔斯状态方程对小系统和大系统同样有效。所提出的模型被证明是预测液-汽相变以及在任何尺寸的受限流体系统的临界点。临界温度随纳米系统尺寸的增大而增大，当纳米管直径（或纳米缝宽度）趋于无穷大时，临界温度达到宏观临界温度值。该模型还可以解释受限纳米体系在相变过程中局部密度和相破碎的存在。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Local order variations in confined hard-sphere fluids
在近距离的两个表面之间限制的流体的成对分布对于各种物理、化学和生物现象具有根本重要性，例如溶液中大分子之间的相互作用、表面力和窄孔中的扩散。然而，与体相流体相比，非均匀流体的性质很少在对分布水平上进行研究。受最近的实验进展，在确定各向异性结构因素的约束流体，我们分析了理论上的各向异性对分布的原型硬球流体限制在两个平行的硬表面之间的第一性原理的非均匀流体统计力学。为此，我们引入了一个实验上可访问的整体平均局域密度关联函数，并研究其行为作为限制狭缝宽度的函数。在增加的限制表面之间的距离，我们观察到一个交替序列的强各向异性与各向同性的地方秩序。后者是由于球形颗粒的堆积挫折。这一观察结果突出了在对分布水平上研究非均匀流体的重要性。
2013-10-31 cond-mat.soft
Available states and available space: Static properties that predict dynamics of confined fluids
虽然密度泛函理论提供了可靠的预测的静态性质的简单流体约束下，一个理论的比较准确的输运系数尚未出现。尽管如此，有证据表明，如何限制修改静态行为的知识可以帮助预测动态。具体而言，分子模拟研究表明，过量熵和自扩散率之间的关系的体积平衡流体的变化只有温和的流体时，等温约束，表明前者的知识可能允许半定量预测后者。其他静态测量，如表征自由或可用体积的测量，是否也与受限流体的单粒子动力学密切相关？在这里，我们研究这个问题的单组分硬球流体和硬球混合物。具体来说，我们使用分子模拟和基本测量理论来研究这些系统在近似$10^3$平衡态点。我们研究了三种不同的限制几何形状（狭缝孔，方形通道，圆柱形孔）和填充分数和颗粒边界相互作用的影响。虽然密度不能预测一些关键的定性趋势的动态约束流体，我们发现，一个新的广义措施的可用体积的非均匀流体强烈相关的自扩散系数在这些系统中的一个广泛的参数空间，大约独立的程度的限制。一个重要的后果，我们在这里证明，是密度泛函理论预测的静态属性可以一起使用的知识，散装流体的行为，以估计在平衡条件下的有限流体的扩散系数。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Does confining the hard-sphere fluid between hard walls change its average properties?
我们使用巨正则过渡矩阵蒙特卡罗和不连续分子动力学模拟来生成精确的热力学和动力学数据的平衡硬球流体之间的光滑硬壁。这些模拟表明，显着的不均匀结构的流体垂直于限制壁，通常是密度泛函理论研究的主要焦点，有一个可以忽略不计的影响，其许多平均性能在一个令人惊讶的广泛的条件。我们提出了一个后果，这种不敏感的限制：一个简单的分析方程有关的平均密度的封闭流体的散装流体具有相同的活动。在这个系统中确实出现了对平均流体性质的限制的重要影响，但只有当流体既（i）致密又（ii）被限制在小于大约三个颗粒直径的间隙时。对于这一组有限的条件，我们发现，“同相”的振荡偏差的过剩熵和自扩散（相对于在相同的平均密度的散装流体的行为）发生作为一个函数的间隙大小。这些成对的热力学/动力学偏离散装行为似乎反映了几何包装挫折时，所产生的有限空间不能自然地容纳整数个粒子层。
2007-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impact of surface roughness on diffusion of confined fluids
使用事件驱动的分子动力学模拟，我们量化了受限硬球流体的自扩散率如何取决于限制边界的性质。我们探索了具有无特征限制边界的系统，这些边界以不同的方式处理粒子边界碰撞，以及各种类型的物理（即，几何上）粗糙的边界。我们发现，对于中等密度的流体，一个粗糙的壁系统的自扩散率的比例，一个适当的光滑壁参考系是一个线性函数的倒易壁分离，与斜率取决于粗糙度的性质。我们还讨论了一些简单实用的方法来使用这些信息来预测不同粗糙壁系统中的受限硬球流体行为。
2011-09-26 cond-mat.soft
Hydrodynamics of confined colloidal fluids in two dimensions
本文应用混合分子动力学和介观模拟技术研究了二维受限胶体圆盘的动力学行为。我们计算的速度自相关函数，并观察到预测的$t^{-1}$长时间的流体动力学尾巴的特点，无约束流体，以及更复杂的振荡行为和负尾强约束的几何形状。由于速度自相关函数的$t^{-1}$尾部在有限系统中被切断较长时间，因此相关扩散系数不会发散，而是在数学上取决于系统的整体大小。
2008-12-18 cond-mat.soft
Influence of Wetting Properties on Diffusion in a Confined Fluid
我们简要地讨论了流体/固体界面的润湿性如何间接地影响两个固体壁之间的流体的扩散性质。这种影响与界面处的流体动力学边界条件的可变性有关，该界面处的流体动力学边界条件与润湿性质相关。
1999-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The phase behaviour and structure of a fluid confined between competing (solvophobic and solvophilic) walls
我们考虑一个模型流体与长距离，分散粒子间的潜力之间的竞争平行壁。一个壁是亲溶剂的，并且在本体液体-气体共存时将是完全湿润的，而另一个壁是疏溶剂的，并且在本体共存时将是完全干燥的。当壁间距L是大的，系统是低于散装临界温度和接近散装液-气共存，"离域界面“或”软模式“相形式与液-气界面附近的狭缝的中心，这通过幂律尾巴的粒子间的潜力与墙壁相互作用。我们使用一个粗粒度的有效哈密顿方法来获得明确的吉布斯吸附，表面张力，溶剂化力和总磁化率的标度表达式。使用非局部密度泛函理论（DFT），我们计算密度分布的非对称受限流体在不同的化学势，并充分大的L，确认的标度预测的四个热力学量。由于幂律势完全润湿的上临界尺寸<3，我们认为我们的（平均场）标度预测在结合界面波动影响的处理中仍然有效。由于壁分离L是减少在散装液-气共存，我们预测的毛细管蒸发过渡从“离域界面”相的稀释气体状态，只是一个薄的吸附膜的液体样密度旁边的亲溶剂壁。这种转变与半无限体系中发生在亲溶剂壁处的一级预润湿转变密切相关。我们比较的竞争壁系统的相图与相同的亲溶剂和相同的疏溶剂壁之间的流体限制的相图。
2012-07-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard sphere fluids confined between soft repulsive walls: A comparative study using Monte Carlo and density functional methods
硬球流体之间的平行板的距离$D$分开研究了广泛的包装分数，也包括开始结晶，应用蒙特卡罗模拟技术和密度泛函理论。壁排斥具有Weeks-Chandler-Andersen（WCA）势$V_{WCA}(z) = 4 ε[(σ_w/z)^{12}-(σ_w/z)^6 + 1/4]$的硬球（直径为$σ$），范围为$σ_w = σ/2$。我们在很宽的范围内改变强度$ε$，简单的硬墙的情况下也进行了比较。通过改变$ε$，可以改变表面过量堆积分数和壁流体$(γ_{wf})$和壁晶体$(γ_{wc})$表面自由能。实现了几种不同的从蒙特卡罗（MC）模拟中提取$γ_{wf}$和$γ_{wc}$的方法，并比较了它们的精度和效率。使用基本测量泛函的密度泛函理论（DFT）被发现在很宽的填充分数范围内是定量准确的; DFT和MC之间的小偏差附近的流体到晶体的过渡需要进一步研究。我们的研究结果的软壁附近的密度分布可能是有用的解释相应的实验与合适的胶体分散体。
2011-04-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium of a confined, randomly-accelerated, inelastic particle: Is there inelastic collapse?
本文研究了在高斯白噪声作用下粒子在0<x<1直线段上的一维随机加速运动。粒子在x=0和1处从边界的反射是非弹性的，具有恢复系数r。本文采用精确解析和数值计算相结合的方法，求解了平衡态分布函数P（x，v）所满足的Fokker-Planck方程。在整个区间0<r<1，P（x，v）保持伸展，而不是塌陷。粒子不局限于边界。然而，当r<0.163时，平衡边界碰撞率是无穷大的，正如Cornell等人所预测的那样，并且在边界反射后速度的所有力矩都消失了。
2004-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical modeling of equilibrium phase transition in confined fluids
The University of Tokyo（东京大学）；Stanford University（斯坦福大学）
研究受限流体在多孔材料中的相变行为，通过统计方法分析宿主-客体及客体-客体相互作用，揭示大孔和小孔中相变的连续与不连续特性，以及受限流体相变的自由能障碍较低。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density Functional Theory Predictions of Derivative Thermodynamic Properties of a Confined Fluid
New Jersey Institute of Technology（新泽理工学院）；Otto H. York Department of Chemical and Materials Engineering, New Jersey Institute of Technology（新泽理工学院 Otto H. York 化学与材料工程系）；Institut für Nichtklassische Chemie e. V.（非经典化学协会）
本文利用DFT方法预测受限流体的导数热力学性质，通过参数调整和分子模拟验证了等温压缩性和热膨胀系数的计算结果。
2026-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Anisotropic de Gennes narrowing in confined fluids
通过结合高能（21 keV）X射线光子相关谱和填充胶体的微流体通道的小角度X射线散射，研究了空间约束下稠密流体的集体扩散.我们发现，在禁闭的结构弛豫是缓慢的散装相比。集体动力学依赖于波矢量，类似于通常在体相流体中观察到的de Gennes窄化。然而，在形成鲜明对比的散装，结构因子和de Gennes狭窄的限制是各向异性的。这些实验观察是必不可少的，以发展一个微观的理论描述的集体扩散的致密流体在有限的几何形状。
2016-03-10 cond-mat.soft
Structure and relaxation processes of an anisotropic molecular fluid confined into 1D nanochannels
用中子散射和光谱技术研究了多孔硅柱状结构中近晶相液晶的结构序参量。结果表明，限制相的平移和取向各向异性特性强烈耦合到多孔硅基质的一维字符。讨论了这种限制诱导的各向异性局域结构对皮秒时间尺度内分子重取向的影响。
2006-05-04 cond-mat.soft
Fluids confined in wedges and by edges: From cluster integrals to thermodynamic properties referred to different regions
最近，新的见解之间的关系的几何形状的容器，限制流体和它的热力学性质的跟踪通过研究集群积分的非均匀流体。在这项工作中，我分析了流体的热力学性质限制在楔形或边缘，强调这些属性所指的区域的问题。在这种情况下，线热力学性质之间的关系，涉及到不同的区域推导出作为二面角$α$的解析函数，为$0<α<2π$，这使得一个统一的方法，以边缘和楔。作为这些结果的一个简单应用，我分析了低密度区的受限气体的性质。最后，利用最近的分析结果的第二集团积分的限制硬球流体，分析研究的低密度行为的线热力学性质的二阶密度为$0<α<2π$，并通过采用不同的参考区域。
2015-06-25 cond-mat.soft
Domain Growth and Aging in a Phase Separating Binary Fluid Confined Inside a Nanopore
本文通过分子动力学模拟研究了纳米孔受限二元流体的相分离动力学，发现系统冻结成条纹形态前平均区域尺寸遵循温度无关的 $t^{2/3}$ 幂律，老化动力学指数为 $\lambda\simeq2.55$，揭示了受限条件下独特的流体力学效应。
2025-10-31 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
High pressure induced phase transition and superdiffusion in anomalous fluid confined in flexible nanopores
利用分子动力学模拟研究了高压下受限球对称反常流体的行为。流体模拟的矿石软化势与两个特征的长度尺度，在批量再现的动力学，物理和结构的异常行为观察到的水和其他异常流体。我们的研究结果表明，该系统具有足够的高压和低温的超扩散制度。同时，我们的研究结果表明，这种超扩散机制与流体的结构性质密切相关，超扩散到扩散的转变是一级相变。我们展示了如何模拟时间和统计是重要的，以获得正确的动力学行为的封闭流体。我们的结果进行了讨论的基础上的两个长度尺度。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Fluidization induced by Magnetic Interactions in Confined Active Matter
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究院）
本研究通过实验和模拟揭示了磁相互作用如何抑制活性物质的聚集，诱导流化现象，并产生新的集体行为如列车状结构和涡旋。
2025-11-26 cond-mat.soft
Effects of confinement between attractive and repulsive walls on the thermodynamics of an anomalous fluid
本文用分子动力学模拟研究了一种受限于狭缝孔中的反常流体的热力学性质。我们发现，封闭流体的均匀部分的相图移动到更高的温度，密度和压力相对于散装，但它可以重新标度的散装情况下。我们计算了一个温和的增加流动性的均匀封闭的流体，我们解释为分层的结果，由于限制和集体模式，由于远程相关性。我们发现，在散装，封闭流体的结构，扩散和密度异常，该命令在水一样的层次结构，和液-液临界点（LLCP）。整体异常区域移动到更高的温度、密度和压力，并且LLCP与体相比较移位到更高的温度。受实验的启发，我们还计算了相图，不仅限于均匀的部分，但对于整个流体在孔隙中，并表明它是转向更高的压力，但保留了热力学，包括LLCP。由于我们的模型具有类似水的性质，我们认为，在实验中，过冷水被限制在狭缝孔中，如果亲水，宽度> 3 nm，如果疏水，宽度> 1.5 nm，LLCP的存在可能比在散装中更容易测试，在散装中它是不可直接访问的。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Distinct dynamical and structural properties of a core-softened fluid when confined between fluctuating and fixed walls
我们研究了流动性的约束介质的结构和动力学性质的核心软化流体约束下的影响。流体建模使用一个两个长度尺度的潜力，在批量再现在水中观察到的异常行为。我们进行模拟的$NVT$合奏与固定的平壁和$NpT$合奏使用波动壁控制的压力，研究流体的行为是如何受到固定和非固定的墙壁。我们的研究结果表明，流体动力学和结构特性的强烈影响壁的流动性。在两个长度尺度势的框架下解释了所观察到的不同行为。
2013-06-14 cond-mat.soft
Exploring anisotropic pressure and spatial correlations in strongly confined hard-disk fluids. Exact results
本文通过将窄通道中的硬盘系统精确映射为一维非相加硬棒混合物，解析计算了横向与纵向状态方程及结构关联函数，揭示了强受限条件下的各向异性热力学行为，并用模拟验证了结果。
2024-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Viscoelastic Multicomponent Fluids in confined Flow-Focusing Devices
采用基于格子玻尔兹曼模型（LBM）的数值模拟方法，研究了弹性对微流体交叉点中液丝断裂的影响。在小毛细管数下工作，我们研究了非牛顿相在从交叉结处的液滴形成（DCJ）和交叉结下游的液滴形成（DC）的转变中的影响（Liu & Zhang，${\it Phys. Fluids.}$ ${\bf 23}$，082101（2011））。粘弹性被发现影响的断裂点的线程，移动更接近交叉路口和稳定。这归因于在器件的侧通道与主通道相遇的拐角流中形成的聚合物反馈应力的增加。
2016-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Empty liquid state and re-entrant phase behavior of the patchy colloids confined in the porous media
在随机多孔介质中，具有三个和四个等效块体的胶体模型在液相密度趋于零的可能性下发生重入式气液相分离。这种不寻常的行为是由强的流体-流体键合相互作用和弱的流体-基质吸引力之间的相互作用引起的。在高温下，相图的形状由流体粒子之间的吸引力相互作用决定;流体和障碍物之间的弱汤川吸引力仅略微增强流体-流体结合。在足够低的温度下，流体粒子的网络形成，相图的形状由汤川流体障碍吸引力定义。由于这种相互作用，在障碍物周围形成了一层相互结合的颗粒，并且网络变成了流体颗粒，网络中的流体颗粒由基质颗粒的空间布置限定。这些特征可能为制备具有预定不均匀颗粒分布的平衡凝胶开辟了新的可能性。
2021-12-14 cond-mat.soft
Dynamics and steady states of a tracer particle in a confined critical fluid
研究了点状示踪粒子在受限临界流体中的动力学和稳态问题。流体是模拟场理论的序参量（浓度或密度场）服从耗散或保守的平衡动力学和（非）破环边界条件。示踪剂表示，例如，胶体颗粒通过局部改变其化学势或其相关性而与流体相互作用。示踪剂和流体之间的耦合产生了一个非线性和非马尔可夫示踪剂动力学，这是研究在这里解析和通过数值模拟的一维系统。从示踪剂-流体系统的耦合朗之万方程出发，通过绝热消去和弱耦合近似下的微扰理论，推导出示踪剂的有效福克-普朗克方程。有效的示踪剂动力学被发现是由波动引起的（Casimir）的潜力，空间依赖的流动性，和空间依赖的（乘法）噪声，其特性取决于相互作用和边界条件。示踪剂的稳态分布通常是不均匀的。值得注意的是，当细致平衡被打破时，时间相关噪声的驱动可以引起示踪剂朝向边界的有效吸引。
2022-12-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Confined colloidal crystals in and out of equilibrium
本文综述了近年来关于带电胶体粒子在平衡态和非平衡态下的受限晶体的研究进展。我们特别关注实验（光散射和显微镜）与晶格和计算和计算机模拟的直接比较。在平衡中，我们解决屈曲和结晶多层的硬和软狭缝约束的带电系统。我们还讨论了最近获得的带电混合物的晶体结构。此外，我们提出了施加外部扰动的可能性，以驱动系统的平衡。这些包括电解质梯度以及剪切和电场的应用。
2013-09-11 cond-mat.soft
Modulus-Pressure Equation for Confined Fluids
超声波实验允许人们测量散装固体或流体样品的弹性模量。最近已经在流体饱和的纳米多孔玻璃上进行了这样的实验，以探测受限流体的模量。在我们以前的工作[J. Chem. Phys.，（2015）143，194506]，使用蒙特卡罗模拟我们显示了限制在中孔中的流体的弹性模量$K$是孔径的函数。在这里，我们专注于模量压力依赖性$K(P)$，这是线性的散装材料，一个关系称为泰特-默纳汉方程。使用过渡矩阵蒙特卡罗模拟，我们计算了体相氩的弹性模量作为压力的函数，并作为拉普拉斯压力的函数限制在二氧化硅介孔中的氩。我们的计算表明，虽然弹性模量是强烈的约束和温度的影响，模量与压力的斜率是不是。此外，计算的斜率是在一个很好的协议与参考数据为散装氩和实验数据为约束氩来自超声波实验。我们建议使用$K(P)$的斜率值来估计未知多孔介质的弹性模量。
2016-08-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Order-Disorder structural transition in a confined fluid
本文利用局域分形维数分析了反常受限流体的非晶/固态到无序液态结构相变。该模型是一个由两个无限大的板约束的双尺度势相互作用的粒子质点系。在本体中，这种流体表现出类似水的异常，并在约束下形成颗粒层。它们的颗粒分布呈现出与非晶/固相有关的不同排列。本文仅对接触层进行了分形奇异谱分析。在高密度下，结构转变通过有序度来量化，以确定受约束影响的相。这一映射表明，随着温度的升高，系统的分形维数减小，这与在此类系统中研究的行为是一致的。这一结果表明，在热力学扰动下，反常受限液体呈现不同的相变，从而达到分形特征。
2015-08-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Active particles in geometrically confined viscoelastic fluids
实验研究了粘弹性流体中活性粒子在各种几何约束条件下的动力学行为，如平板、球形障碍物和圆柱形空腔。我们观察到，受限的粘弹性流体的主要效果是诱导一个有效的排斥AP移动接近刚性表面时，这取决于入射角，表面曲率和粒子的活动。此外，几何限制强加了一个不对称的运动，这导致强大的流体动力扭矩，从而导致在壁面上的滞留时间的数量级短于建议的热扩散。我们发现，这种粘弹性介导的相互作用有显着的后果的行为多AP系统强烈限制在一个圆形孔。特别地，这些系统在增加其活性时表现出从液体状行为到高度有序状态的转变。进一步增加活动融化秩序，从而导致一个可重入的液体样行为。
2019-08-27 cond-mat.soft
Asymptotic methods for confined fluids
本文提出用渐近方法将巨正则系综可观测量变换到正则系综，以消除小粒子数受限流体计算中的非物理伪影，并通过复逸度平面围道积分揭示Yang-Lee零点对渐近级数收敛性的影响，最终在一维硬棒模型上验证了正则配分函数与单体密度展开的有效性。
2025-03-12 cond-mat.soft
Interfacial instabilities in confined displacements involving non-Newtonian fluids
本文综述了受限几何中非牛顿流体驱替的界面不稳定性，重点分析毛细、黏性、弹性与摩擦力竞争驱动的图案生长机制，并展望了该领域的开放问题。
2023-11-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface Phase Transition in Anomalous Fluid in Nanoconfinement
我们通过分子动力学模拟探索了刚性和柔性纳米孔内的反常流体的化学行为。流体由两个长度尺度势来模拟。在散装这一系统表现出密度和扩散的异常行为在液态水中观察到的。我们发现，刚性和柔性纳米孔内的异常流体形成层。随着纳米孔体积的减小，刚性表面表现出与层数变化相关的三个连续的一阶相变。这些相变对于柔性约束是不存在的。我们的研究结果表明，约束的性质是相关的约束液体的性质，这表明，在碳纳米管中的限制应该是完全不同的生物通道中的限制。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation of an asymmetric binary fluid mixture confined in a nanoscopic slit pore: Molecular-dynamics simulations
作为一个通用的模型系统的不对称的二元流体混合物，溶解在二氧化碳中的十六烷被认为是，使用粗粒珠弹簧模型的短聚合物，和一个简单的球形粒子与Lennard-Jones相互作用的二氧化碳分子。在以前的工作中，它已被证明，这个模型再现真实的相图合理，也可以研究的初始阶段的spinodal分解在散装突然膨胀的系统。在一台多处理器超级计算机上使用并行化模拟软件包ESPResSo，在一个相当大的系统（1356 × 1356 × 67.8 A^3，相当于大约320万个原子）中模拟了限制在两种类型分子排斥的平行壁之间的薄流体膜的相分离。随着系统的突然膨胀，垂直于壁面和平行于壁面的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用：在初始阶段，十六烷分子主要聚集在狭缝孔的中心，但随着平行方向上结构的粗化，垂直方向上的不均匀性大大降低。然后研究距壁固定距离处的结构因子和关联函数，密度在这些距离处本质上不守恒，因此其行为与本体中的旋节分解有很大不同。一些的特征长度随时间表现出非单调变化，和简单的粗化描述的幂律增长，只有观察到，如果域的尺寸远大于膜的厚度。
2008-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic Properties of Confined Fluids from Molecular Modeling to Ultrasonic Experiments on Porous Solids
限制在纳米孔中的流体在自然界和技术中普遍存在。近年来，受非常规油气资源（页岩气和页岩油）研究的推动，人们对封闭流体的兴趣越来越大，其中大部分都被限制在纳米孔中。当流体被限制在纳米孔中时，它们的许多性质与本体中的相同流体的性质不同。这些性质包括密度、凝固点、传输系数、热膨胀系数和弹性性质。被限制在孔隙中的流体的弹性模量有助于流体饱和多孔介质的整体弹性，并确定弹性波穿过介质的速度。流体饱和多孔介质中的波传播是地球物理学的关键，因为弹性波用于地层和岩石样品的表征。在本文中，我们提出了一个全面的审查的实验工作，波在流体饱和纳米多孔介质中的传播，以及理论工作集中在计算流体的可压缩性限制。我们讨论的模型，弥合实验和理论之间的差距，揭示了一些开放的问题，都是基本的和应用的性质。虽然一些结果在实验上和理论上都得到了证实（例如，流体压缩性的压力依赖性），但其他结果在理论上得到了预测，但没有在实验中得到验证（例如，模量与孔径的线性缩放）。因此，需要对具有不同特征孔径的多孔样品进行实验-模拟相结合的研究。从简单的模型流体到更复杂的分子流体的分子模拟研究的扩展是另一个实际感兴趣的开放领域。
2021-11-12 cond-mat.soft physics.app-ph physics.chem-ph
Transition from turbulent to coherent flows in confined three-dimensional active fluids
通过管道输送流体对于宏观机器和微流体装置的操作是必不可少的。传统的流体只在外部压力下流动。我们证明了一个积极的各向同性流体，由微管和分子马达，自主地流过米长的三维通道。我们建立控制的大小，速度分布和方向的自组织流，并将这些扩展的微管束的结构。固有的三维过渡，从散装湍流的约束相干流发生伴随着在表面附近的束取向顺序的过渡，并由一个规模不变的标准有关的通道轮廓控制。受限各向同性活性流体的非平衡相变可以用来设计自组织软机器。
2017-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamic heterogeneities and non-Gaussian behavior in two-dimensional randomly confined colloidal fluids
超顺磁性胶体颗粒的二元混合物被限制在玻璃板之间，使得大颗粒变得固定，并为仍然移动的小颗粒提供二维无序基质，其形成流体。通过改变流体和基质面积分数，并通过外部磁场调节超顺磁性颗粒之间的相互作用，探索了状态图的不同区域。移动粒子在小的基质面积分数下表现出离域动力学，在高的基质面积分数下表现出局域运动，并且局域化转变被软相互作用圆化[T. O. E. Skinner等人，Phys.Rev.Lett. { \bf 111}，128301（2013）]。扩展以前的工作，我们发现的动力学示踪剂是强烈的异质性，并表明，分子动力学模拟的理想气体局限在一个固定的矩阵表现出类似的行为。模拟显示了这些软相互作用如何使动力学比无序洛伦兹气体更不均匀，并导致强烈的非高斯波动。
2016-08-17 cond-mat.soft
Statistical mechanics of fluids confined by polytopes: The hidden geometry of the cluster integrals
本文对空间受限的类流体粒子系统，揭示了正则和巨正则配分函数的解析结构。所研究的系统是不均匀分布在一个区域，其边界是由平面没有任何特殊的对称性。这种类型的几何体在$d$维空间是一个多面体。在$d=3$的情况下，所提出的结果给出了条件，在该条件下，配分函数是约束容器的体积，表面积和边长的多项式。对于$d=1,2$情形也得到了等价的结果。每个单项的系数的表达式明确给出使用集群积分理论。此外，多项式形状的配分函数上的系统的热力学性质的后果，远离所谓的热力学极限，进行了研究。一些结果被推广到$d$维的情况。用于分析配分函数结构的理论工具主要基于积分几何。
2013-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Hydrodynamic fluctuation-induced forces in confined fluids
我们研究热，波动引起的流体动力相互作用力在一个经典的，可压缩的，粘性流体限制在两个刚性，平面壁与无滑移边界条件。我们使用线性化的随机Navier-Stokes形式的Landau和Lifshitz计算流体动力学波动。在这个系统中，作用在流体边界上的平均波动引起的力为零，因此我们评估了两点，时间相关的力的相关性。作用在单个壁上的力的等时关联函数给出了力的方差，我们证明了力的方差是有限的，并且在大的板间距离处与板分离无关。另一方面，等时间，跨板力的相关性，衰减与板间距离的倒数，是独立的流体粘度在大的距离，它原来是负的，在整个范围内的板分离，表明两个边界板进行反相相关。我们发现，随时间变化的力的相关性表现出阻尼的时间振荡小的板分离和更不规则的振荡行为在大的分离。这里报告的长程水动力相关性代表了“二次卡西米尔效应”，因为平均波动诱导力，这代表了主要的卡西米尔效应，是缺席的。
2015-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
