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多分散胶体的相分离动力学:平均场格子气理论

软凝聚态物质 2017-08-03 v2

摘要

通过基于多分散格子气模型的新动力学理论,本文对胶体悬浮液中的相分离提供了新见解。该模型对多分散胶体给出了简化描述,结合了硬核排斥与相邻粒子间吸引强度的多分散性。我们的平均场方程描述了任意数量物种以及任意系统整体组成下各物种的局部浓度演化。我们重点关注淬火进入共存区后胶体气液相分离的动力学预测。临界点和相关的旋节线被解析确定,后者仅依赖于整体组成的三个矩。早期旋节线动力学的结果表明,当跨越一条排除了分馏从而仅允许固定组成下密度涨落的“淬火”旋节线时,会出现定性变化。这种效应发生在致密系统中,与 Warren 的猜想一致,即在高密度下,分馏通常应该是缓慢的,因为它需要粒子的相互扩散。我们通过证明当动力学中允许直接粒子-粒子交换时,观察到的定性变化会消失,从而验证了这一结论。最后,我们考察了旋节线区域之外的丰富行为,发现具有强分馏界面的气泡蒸发在液相中引起了长寿命的组成不均匀性;我们引入了一种二维密度直方图方法,使得对于任意数量的粒子物种,这类效应都能被轻易可视化。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.05316,
  title  = {Phase separation dynamics of polydisperse colloids: a mean-field lattice-gas theory},
  author = {Pablo de Castro and Peter Sollich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05316},
  year   = {2017}
}

备注

20 pages; accepted for publication in Physical Chemistry Chemical Physics