具有可调吸引相互作用的胶体哑铃的结构与相行为

我们在分子流体的参考相互作用位点模型 (RISM) 理论和蒙特卡洛模拟的框架下，研究了胶体哑铃的热力学和结构性质。我们考虑了两种不同的模型：第一种模型在构成分子的两个切向球体上设置相同的方势阱吸引作用（SW-SW 模型）；第二种方案则关闭其中一个方势阱相互作用（HS-SW 模型）。这两种模型的物理性质出现了显著差异。具体而言，SW-SW 结构因子 $S(k)$ 的 $k \to 0$ 行为指向气 - 液共存的存在，随后的流体相平衡计算证实了这一点。相反，HS-SW $S(k)$ 发展出一个低 $k$ 峰，表明存在聚集体；该过程破坏了气 - 液相分离，促进了低温下团簇相的形成，其结构取决于系统密度。我们通过研究一系列中间模型的相行为进一步调查了这些差异，这些中间模型是通过从原始 SW-SW 模型逐步减小一个方势阱相互作用的深度而获得的。RISM 结构预测很好地重现了模拟数据，包括 SW-SW 模型中 $S(k \to 0)$ 的上升和 HS-SW 结构因子中的低 $k$ 峰。至于相行为，RISM 与蒙特卡洛模拟一致，预测 SW-SW 模型存在气 - 液共存（尽管理论似乎高估了临界参数），并且随着向 HS-SW 模型过渡，这种共存逐渐消失。