硬球和胶体-聚合物混合物中固-液转变的蒙特卡洛模拟
软凝聚态物质
2015-05-18 v1 材料科学
摘要
在恒定压力下进行蒙特卡洛模拟，以研究硬球和胶体-聚合物混合物中液-固转变的共存和界面性质。后者系统被描述为单组分Asakura-Oosawa (AO)模型，其中聚合物的自由度通过胶体-胶体相互作用有效势中的吸引部分来纳入。对于所考虑的AO模型，聚合物储层填充分数为eta_p^r=0.1，胶体-聚合物尺寸比为q=sigma_p/sigma=0.15（其中sigma_p和sigma分别为聚合物和胶体的直径）。非均匀固-液系统通过将固体fcc相放置在矩形模拟盒的中间来制备，从而与相邻的体相液体形成两个界面。通过分析不同压力和不同系统尺寸下结晶区域的生长，得到了共存压力p_co，硬球系统的p_co=11.576 k_BT/sigma^3，AO模型的p_co=8.0 k_BT/sigma^3（其中k_B为玻尔兹曼常数，T为温度）。引入了几个序参量来区分固相和液相，并描述界面性质。通过固-液界面的毛细波展宽，得到了(100)晶面的界面刚度，硬球系统的值为gamma=0.49 k_BT/sigma^2，AO模型的值为gamma=0.95 k_BT/sigma^2。
引用
@article{arxiv.1003.1212,
title = {Monte Carlo simulations of the solid-liquid transition in hard spheres and colloid-polymer mixtures},
author = {T. Zykova-Timan and J. Horbach and K. Binder},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.1212},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 13 figures