二维胶体中的非高斯旋转扩散与啞臼运动
软凝聚态物质
2026-02-10 v1 化学物理
摘要
二维(2D)胶体表现出与三维不同的引人注目的相位行为以及类似玻璃形成液体的动力学异质性。本文利用断续分子动力学模拟研究了 dicolloidal 啞臼探针在液体-六面体相变跨越处的运动动力学，其中六边形键程定向秩序(HBOO)扩展到准长程的一种。啞臼探针的旋转动力学忠实地捕捉了宿主体的结构和动力学特征：在各向同性液体中为布朗运动，在六面体和固体相中呈非高斯分布，反映了 HBOO 和宿主体的动力学异质性。在二维六面体和固体相中，探针旋转反映了异质性，啞臼探针在宿主体系统的多个动力学域中进行采样：在可移动域中，它们按照 HBOO 进行 的旋转跳跃，而在不可移动域中，它们在由周围圆盘形成的笼中振荡。这种非高斯性在由尺寸多分散性驱动的宿主体可逆熔化中消失，凸显了 HBOO 与探针动力学之间的密切联系。此外，探针动力学揭示了在单个粒子水平上的耦合(在集合平均水平上的解耦)以及在翻译和旋转之间的关系：啞臼运动作为其主要扩散模式出现，Debye-Stokes-Einstein 关系无论如何在定义旋转扩散系数时都会失效。
引用
@article{arxiv.2510.01847,
title = {Non-Gaussian Rotational Diffusion and Swing Motion of Dumbbell Probes in Two Dimensional Colloids},
author = {Jeongmin Kim and Taejin Kwon and Bong June Sung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.01847},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 8 figures