流体结构对结合势的影响：密度泛函理论与介观理论液滴轮廓的比较

对于固体表面上的液膜，结合势 $g(h)$ 给出了作为液膜厚度 $h$ 函数的自由能，以及与之密切相关的结构分离压 $\Pi = - \partial g / \partial h$。液体的润湿行为编码在结合势中，平衡液膜厚度对应于 $g(h)$ 最小值处的值。在此，我们在 [J. Chem. Phys. 142, 074702 (2015)] 中开发并应用于简单离散格子气体模型的方法，被用于连续密度泛函理论（DFT）以计算 Lennard-Jones 流体和其他简单液体的结合势。所使用的 DFT 基于基本测度理论，因此结合了分子在表面分层堆积的影响及相应的振荡密度分布。结合势常作为介观模型的输入，由此可计算液滴形状甚至动力学。在此我们表明，使用介观理论计算的平衡液滴轮廓与直接从微观 DFT 计算的轮廓吻合良好。对于由粒子组成的液体，当吸引范围远小于粒子直径时，我们发现在低温下 $g(h)$ 随 $h$ 的增加以振荡方式衰减，导致高度结构化的阶梯状液滴。