限制在两个平行平面壁之间的模型胶体-聚合物混合物的相行为和结构

使用Gibbs系综蒙特卡罗模拟和密度泛函理论，我们研究了限制在两个平行板之间的非均匀胶体-聚合物混合物中的流体-流体去混转变，分离距离在一个到十个胶体直径之间，覆盖了从准二维到类体行为的完整范围。我们使用Asakura-Oosawa-Vrij模型，其中胶体-胶体和胶体-聚合物相互作用是硬球状的，而聚合物之间的对势为零。考虑了由一对平行壁引起的两种不同类型的限制，即通过两个硬壁或通过两个半透壁，后者排斥胶体但允许聚合物自由穿透。对于硬壁（半透壁），我们发现与体相双节线相比，毛细双节线向更高（更低）的聚合物逸度和更低（更高）的胶体逸度移动；这意味着狭缝中胶体液相发生毛细凝聚（蒸发）。基于毛细共存状态点与参考体相共存状态点在化学势上的接近性，我们为一般二元混合物提供了一个新颖的对称Kelvin方程的宏观处理。毛细双节线的结果与Evans和Marini Bettolo Marconi [J. Chem. Phys. 86, 7138 (1987)]的经典Kelvin方程版本获得的结果吻合良好，并且在远离流体-流体临界点处定量准确，即使在小的壁间距下也是如此。对于硬壁，狭缝内聚合物和胶体的密度分布由于所有状态点的堆积效应而显示出振荡。对于半透壁，根据所考虑的状态点，可以发现类似的结构或平坦的分布。