表面吸附胶体的状态方程

我们开发了一个模拟模型来描述颗粒在液体界面上的吸附与解吸。利用该模型，我们为排斥性弹性球体建立了一个封闭的界面状态方程。通过微扰理论引入了长程吸引相互作用的影响，并利用直接模拟研究了短程吸引的影响。基于我们的模型预测，我们得出结论：对于聚合物颗粒，表面压力不能直接由通过某种有效势相互作用的惰性颗粒来建模。凝胶颗粒内部的自由度至关重要。因此，完全填充层的表面压力不与 kT/d^2 成正比（其中 d 是颗粒直径），而是与 kT/dm^2 成正比（其中 dm 是构成颗粒的分子单元尺寸）。这使表面压力和模量增加了约四个数量级。对于短程相互作用，我们研究了动态行为，并在低浓度下发现了分形结构。在中等覆盖率下，形成了类似于旋节线系统的不规则结构。该系统冻结，从而阻止了旋节线结构。在高表面覆盖率下，模拟显示存在多晶畴。对于稀薄系统，表面层的强度通过模拟压缩和膨胀来确定。我们发现了表面压力的幂律关系（Pi ~ Gamma^10+/-0.5），这与吸附网络的分形结构有关。该幂律关系与表面逾渗一致。