模型胶体-聚合物混合物的壁-流体与液-气界面：通过仿真与理论

我们对硬球胶体与非亲和理想聚合物共线的界面特性进行了研究。对于与平坦硬壁接触的混合物，我们通过热力学积分获得了壁-流体界面自由能 $\gamma_{wf}$，用于尺度比 $q=\sigma_p/\sigma_c=0.6$ 和 1 的情况，并研究了胶体 $\Gamma_c$ 和聚合物 $\Gamma_p$ 在硬壁上的（剩余）吸附。通过三种不同方法获得自由液-气界面张力 $\gamma_{lg}$ 的仿真结果：i) 根据毛细波理论的预测研究界面宽度随系统尺寸的依赖性；ii) 在准粒子系综中观察胶体密度在共存处的概率分布；iii) 对于胶体液完全湿润壁面的情况，根据 Young 方程将 $\gamma_{lg}$ 与壁-液面张力差 $\gamma_{wl}-\gamma_{wg}$ 相关。此外，我们使用密度函数理论和基于自由体积理论的缩放粒子理论计算了 $\gamma_{wf}$、$\Gamma_c$ 和 $\Gamma_p$。在仿真结果与密度函数理论之间找到了良好一致性，而缩放粒子理论的结果在定量上有偏差，但再现了一些基本特征。来自三种不同方法获得的 $\gamma_{lg}$ 仿真结果彼此之间一致良好。密度函数理论对高聚合物储备密度下的 $\gamma_{lg}$ 预测准确，但在临界点附近时与仿真结果有偏差。