用于胶体晶体预测的熵键微观理论
软凝聚态物质
2021-07-06 v1 统计力学
摘要
仅靠熵即可将硬粒子自组装成具有惊人复杂度的胶体晶体，其结构与原子和分子晶体相同，但晶格间距更大。尽管基于粒子的分子模拟是通过探索相空间预测自组装的有力工具，但我们仍无法像基于电子价态预测原子晶体那样，从粒子形状先验地预测胶体晶体结构。本文提出这样一个第一性原理理论。通过在统计力学框架内直接计算并最小化排除体积，我们用描述化学键的熟悉术语来刻画硬形状之间出现的定向力。我们的理论预测了四个硬多面体家族的热力学优先结构，在每一个实例中都与先前的模拟结果一致。这种用于熵驱动胶体晶体结构预测的第一性原理方法的成功，增进了对熵驱动结晶和物质中键合概念图像的基本理解。
引用
@article{arxiv.2107.02081,
title = {Microscopic Theory of Entropic Bonding for Colloidal Crystal Prediction},
author = {Thi Vo and Sharon C. Glotzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02081},
year = {2021}
}