吸引膠體玻璃結構和動力學的研究.pdf

1、膠體體系已被越來越廣泛地應用在凝聚態(tài)物理的研究中,其中最簡單且最典型的膠體體系是硬球膠體,粒子之間的作用完全是純排斥。然而,如此簡單的體系卻有非常豐富的物理現象。隨著體積分數的增加,硬球膠體可以發(fā)生從液態(tài)到晶態(tài)或玻璃態(tài)的相變。人們已經通過實驗、理論和模擬對硬球膠體的玻璃化轉變進行了大量的研究并取得了諸多進展。研究人員發(fā)現在硬球膠體玻璃中添加聚合物造成粒子間的耗散作用吸引力(depletion attraction),會使體系發(fā)生由排斥玻

2、璃到吸引液體,再由吸引液體到吸引玻璃的轉變。
　　在本論文中,我們發(fā)展了分子動力學模擬方法,探索了不同吸引膠體玻璃的結構和動力學,目的在于更好的理解粒子之間的相互作用如何影響玻璃的性質。具體來講,我們采用雙組分Lennard-Jones(LJ)勢體系作為模型體系,模擬中我們通過改變LJ作用勢之間的截斷距離,以此獲得不同吸引作用范圍的吸引體系和純排斥體系,即Weeks-Chandler-Anderson勢(WCA)。我們發(fā)現吸引作用

3、范圍可以顯著的影響體系的動力學和動態(tài)不均勻性,但是對結構沒有明顯的影響。在排斥玻璃(WCA)中,粒子整體運動的相對較快。當增加吸引作用范圍時,吸引力的出現使鄰近粒子成鍵。由于粒子難以掙脫鍵的作用,粒子的運動受到限制,體系的整體動力學變慢。同時體系的弛豫時間變長,粒子需要更長的時間突破圍籠達到重排。當體系發(fā)生重排時,具有吸引作用的鍵使周圍鄰近的粒子一起參與運動,粒子的關聯(lián)性增加,也就是說在吸引玻璃中,有更多的粒子參與了協(xié)同重排區(qū)域。在分析