吸引膠體玻璃結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、膠體體系已被越來越廣泛地應(yīng)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(xiàn)象。隨著體積分?jǐn)?shù)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(jīng)通過實(shí)驗(yàn)、理論和模擬對(duì)硬球膠體的玻璃化轉(zhuǎn)變進(jìn)行了大量的研究并取得了諸多進(jìn)展。研究人員發(fā)現(xiàn)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(huì)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(zhuǎn)變。
　　在本論文中,我們發(fā)展了分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,探索了不同吸引膠體玻璃的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué),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(zhì)。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?cái)嗑嚯x,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(xiàn)吸引作用

3、范圍可以顯著的影響體系的動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)不均勻性,但是對(duì)結(jié)構(gòu)沒有明顯的影響。在排斥玻璃(WCA)中,粒子整體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)較快。當(dāng)增加吸引作用范圍時(shí),吸引力的出現(xiàn)使鄰近粒子成鍵。由于粒子難以掙脫鍵的作用,粒子的運(yùn)動(dòng)受到限制,體系的整體動(dòng)力學(xué)變慢。同時(shí)體系的弛豫時(shí)間變長,粒子需要更長的時(shí)間突破圍籠達(dá)到重排。當(dāng)體系發(fā)生重排時(shí),具有吸引作用的鍵使周圍鄰近的粒子一起參與運(yùn)動(dòng),粒子的關(guān)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