圆柱形纳米孔内胶体立方体与长方体粒子的动力学

理解胶体悬浮液在受限环境中的行为在实际应用中有显著意义。尽管块体胶体行为对识别影响其平衡与动力学的主要要素至关重要，但唯有通过研究其在受限下的响应，才能考量胶体在配方技术中的用途。特别地，将各向异性粒子流体限制于纳米孔中，提供了控制其相行为并稳定块体中无法形成的一系列形貌的机会。通过恰当选择孔几何、粒子架构与体系堆积，可针对特定应用调节热力学、结构与动力学性质。在本工作中，我们报道了限制于不同尺寸圆柱形纳米孔中的胶体立方体与长方体悬浮液的大正则与动力学蒙特卡洛模拟。我们首先研究其相行为，计算化学势对密度的状态方程，并刻画孔壁对粒子锚定与分层的影响。特别地，在足够高浓度下，我们观察到围绕各向同性核形成由扁长或长轴粒子构成、类似向列相的同心冠状结构，其特征与块体中典型检测到的相似。随后我们分析其动力学主要特征，发现这些特征由粒子在纳米孔纵向与径向扩散的能力所剧烈决定。