单点位类水液体中疏溶剂化作用的温度与长度尺度依赖性
软凝聚态物质
2015-06-12 v1
摘要
我们在 Jagla 液体中研究了球形硬疏溶剂溶质的溶剂化性质对温度和长度尺度的依赖性；Jagla 液体是一种简单液体，由通过球对称势相互作用的粒子组成，该势结合了硬核排斥和较长程的软核相互作用，却表现出类水反常现象。我们将结果与典型原子液体模型（Lennard-Jones (LJ) 势）的等效计算进行了比较，并与利用空穴状态方程和扩展简单点电荷 (SPC/E) 模型对水中疏水溶剂化的预测进行了对比。我们发现，Jagla 液体捕捉到了小尺度和大尺度溶质的疏水水合随温度变化的定性热力学行为。特别是，对于 Jagla 液体和水，我们观察到所有溶质尺寸的溶剂化焓和熵均具有温度依赖性，并且在低温下足够小的溶质表现出负的溶剂化熵。结果表明，与简单液体相比，存在第二个热可及的排斥能标是倾向于低密度开放结构并模拟疏水水合的液体的本质特征，该能标的作用是随着温度降低而越来越有利于更大的分离距离；正是这一第二能标的存在导致了水与 Jagla 液体行为的相似性。我们利用一个简单的疏溶剂溶质聚集模型，探讨了类水液体中溶剂化自由能的温度与长度尺度依赖性的影响。我们展示了聚集体稳定性如何依赖于聚集体的尺寸及其组成溶质的尺寸，并将这种依赖性与冷诱导失稳现象（如蛋白质的冷诱导变性）联系起来。
引用
@article{arxiv.1211.0260,
title = {Temperature and Length Scale Dependence of Solvophobic Solvation in a Single-site Water-like Liquid},
author = {John R. Dowdle and Sergey V. Buldyrev and H. Eugene Stanley and Pablo G. Debenedetti and Peter J. Rossky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.0260},
year = {2015}
}