带电可极化粒子间屏蔽多体静电相互作用的理论分析
软凝聚态物质
2019-02-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本文基于此前两项工作（Lindgren 等人, J. Comp. Phys. 371, 712-731 (2018) 与 Quan 等人, arXiv:1807.05384 (2018)）设计了一种新方法，用于求解由多个介电粒子组成、嵌于均匀介电介质中、且介质中可存在电荷载流子的系统中静电相互作用的计算问题。系统由每个粒子的电荷、尺寸、位置和介电常数，以及介质的介电常数和德拜长度定义。在所选场景中探讨了考虑粒子介电性质的影响，其中介质中电解质的存在会显著影响其总相互作用。将系统中所有粒子间的相互作用描述为真正多体性质，揭示了此类效应如何有效影响所得力的大小甚至方向，尤其是作用于净电荷为零的粒子上的力。特别关注了一种可与电解质溶液中的胶体粒子相关联的情形，其中表明在考虑静电与额外范德华力共同作用时，仅极化效应便可依据粒子与介质间介电对比度的不同，大幅提高或降低分隔粒子凝聚与絮凝区域的能垒。总体而言，结果表明若要准确描述此类系统，当相互作用粒子间距离与介质德拜长度相当或更小时，必须考虑粒子极化。
引用
@article{arxiv.1810.13253,
title = {Theoretical analysis of screened many-body electrostatic interactions between charged polarizable particles},
author = {Eric B. Lindgren and Chaoyu Quan and Benjamin Stamm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.13253},
year = {2019}
}
备注
26 pages, 6 figures