液体中的晶体成核：分子动力学模拟中的开放问题与未来挑战
材料科学
2016-11-22 v1
摘要
液体中的晶体成核是自然界最普遍的现象之一，在气候变化和药物生产等领域发挥着重要作用。由于成核的早期阶段涉及极小的时空尺度，原子级计算机模拟可以为结晶的微观方面提供独特的见解。在这篇综述中，我们梳理了过去几十年中大量分子动力学模拟所揭示的液体中晶体成核的关键方面。通过回顾冰成核或溶液中分子结晶等模拟，我们将经典成核理论的理论框架与最先进的计算方法置于具体情境中。我们将看到，分子动力学模拟为从胶体粒子到天然气水合物的各种成核场景提供了关键见解，并且在此过程中，经典成核理论的普遍适用性一再受到质疑。我们试图找出该领域最紧迫的开放问题。我们相信，通过改进（i）现有的原子间势函数；以及（ii）当前可用的增强采样方法，学界可以朝着对具有实际意义的真实系统进行精确研究的方向迈进，从而使模拟更接近实验。
引用
@article{arxiv.1611.06456,
title = {Crystal Nucleation in Liquids: Open Questions and Future Challenges in Molecular Dynamics Simulations},
author = {Gabriele C. Sosso and Ji Chen and Stephen J. Cox and Martin Fitzner and Philipp Pedevilla and Andrea Zen and Angelos Michaelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.06456},
year = {2016}
}