限制在纳米狭缝孔中的不对称二元流体混合物的相分离：分子动力学模拟

作为不对称二元流体混合物的通用模型系统，我们考虑了溶解在二氧化碳中的十六烷，其中短聚合物采用粗粒化珠 - 弹簧模型，二氧化碳分子采用具有 Lennard-Jones 相互作用的简单球形粒子。先前的工作表明，该模型能较好地复现真实相图，并且可以研究系统在突然膨胀后体相中旋节分解的初始阶段。利用多处理器超级计算机上的并行模拟软件包 ESPResSo，我们模拟了限制在平行壁之间的薄流体膜的相分离，这些壁对两种类型的分子均具有排斥作用，系统规模相当大（1356 x 1356 x 67.8 A^3，对应约 320 万个原子）。在系统突然膨胀后，发现垂直和平行于壁的方向上的相分离之间存在复杂的相互作用：在早期阶段，十六烷分子主要积聚在狭缝孔的中心，但随着平行方向上结构的粗化进行，垂直方向上的不均匀性大大减小。随后研究固定距离处的结构因子和关联函数时发现，这些距离处的密度基本上不守恒，因此其行为与体相中的旋节分解有很大不同。某些特征长度随时间呈现非单调变化，只有当畴尺寸远大于薄膜厚度时，才能观察到由幂律增长描述的简单粗化过程。