通过双尺度有限尺寸分析降低表面张力模拟估计的不确定性：越厚越好

最近的表面张力及薄自由站立膜其他性质的模拟研究揭示了出乎意料的有限尺寸效应，其中这些性质的方差随薄膜的面内宽度单调变化，使得将薄膜性质的估计外推至热力学极限变得复杂。我们进行了分子动力学模拟，以确定这一现象的起源，并解决开发更可靠的方法来估计热力学极限下表面张力的实际问题。我们发现，在薄膜表面张力的有限尺寸分析中必须处理两种不同的有限尺寸效应。第一种有限尺寸尺度是薄膜的面内宽度，第二种尺度是横向上的模拟单元尺寸。增大第一种尺度会增强表面张力的涨落（通过其分布的标准差来衡量），而增大第二种尺度则会减少表面张力的涨落，这归因于薄膜在面外涨落相应的“自由度”增加。我们发现，在横向上逐步使用更大的模拟单元，同时将薄膜宽度保持在使完整体液区得以发展的程度，能够使我们平滑地外推至热力学极限，从而对于具有合理大尺寸（即 O(1 micrometer)）的系统，将表面张力的不确定性降低至约 1% 的量级。