异核 Janus 哑铃分子的相图

结合聚合体积偏置 Monte Carlo 模拟、连续伞形采样和直方图重新加权，我们研究了一个由两个相切且具有可变尺寸及不同相互作用性质的球体构成的哑铃分子系统的相图。第一个球体（$h$）与属于不同哑铃分子的所有其他球体通过硬球势发生相互作用。第二个球体（$s$）与属于不同哑铃分子的其他 $s$ 球体通过方阱势相互作用，并与所有剩余的 $h$ 球体通过硬球势相互作用。我们重点关注 $s$ 球体大于 $h$ 球体的区域，该区域由控制两个球体相对尺寸的参数 $1\le \alpha\le 2$ 来表征。当 $\alpha \to 2$ 时，系统恢复为方阱球体的简单流体；而当 $\alpha \to 1$ 时，对应于 Janus 哑铃极限，此时 $h$ 和 $s$ 球体尺寸相等。根据 $\alpha$ 的值，观察到分为三类的多种相图。$1.8 \le \alpha \le 2$ 区域由气液相分离主导，这与具有不同临界温度和密度的纯方阱流体非常相似。当 $1.3 \le \alpha \le 1.8$ 时，我们发现自组装结构的出现使得气液相图逐渐失稳，并最终导致在 $\alpha=1.2$ 以下气液转变呈现亚稳态。