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对抗性盐如何引起向列序并表现出类似二嵌段共聚物的行为

软凝聚态物质 2019-02-20 v2 化学物理 计算物理

摘要

我们给出了关于对抗性盐如何影响二元流体混合物旋节线分解的模拟结果及解释性理论。我们发现,只有当静电离子-离子相互作用较小时,旋节线分解才会被抑制并形成复杂结构。在这种情况下,流体与离子浓度发生耦合,且电荷场可近似为仅关于相对流体浓度的多项式函数。当与将离子从一流体相转移到另一流体相相关的溶剂化能量为几个 k_BT 量级时,耦合的流体与电荷场依据 Ohta-Kawasaki 自由能泛函演化。这使我们能够准确预测结构尺寸,并将参数空间缩减为两个无量纲数。在我们的模拟中,由对抗性盐存在所诱导的层状结构表现出高度的向列序,且有序畴随时间的生长似乎遵循幂律。该幂律带有的时间指数与盐浓度成正比。我们重现并解释了先前类似体系的实验中子散射数据。这些实验中观察到的高盐浓度下结构溶解现象与我们的模拟一致,我们将其解释为源于静电贡献导致的表面张力消失。最后,我们给出了初步的三维结果,显示出与 Ohta-Kawasaki 模型根据体积分数所预测的相同形貌,并表明我们从二维体系得到的发现在三维中仍然成立。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.06043,
  title  = {How antagonistic salts cause nematic ordering and behave like diblock copolymers},
  author = {David Jung and Nicolas Rivas and Jens Harting},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06043},
  year   = {2019}
}

备注

13 pages, 7 figures