补丁粒子系统相变及其结构的分子动力学研究

发布时间：2024-12-20 23:55

　　各向异性粒子系统是指因结构、形状、电子性质、所处环境等多种因素的影响,系统中粒子间相互作用不仅依赖于它们的空间坐标,还依赖于各粒子的取向。取向坐标的引入使得描述这类系统的相空间具有更高的自由度和更为复杂的对称性,因此对其一般性质的研究在物理学上具有较为基础的意义。另一方面,各向异性相互作用普遍存在于自然界中各尺度的量子、经典系统,如自旋系统、磁系统、极性分子、液晶、粗粒化的生物大分子等等都是典型的各向异性系统,也正出于这个原因,针对各向异性粒子系统的研究具有广泛的应用潜力与前景。近年来成为软物质物理领域研究热点之一的补丁胶体粒子是一种典型的具有各向异性相互作用的介观物理系统。研究人员在实验中可以设计与制备各种拥有不同性质与结构、具有复杂相互作用形式的补丁胶体粒子系统,其多样的自组装结构为理解和设计分子机器提供基础。在介观尺度上对物质的操控技术与观测方法都比微观尺度更为丰富,利用这些优势研究补丁胶体粒子系统有助于人们加深对各向异性相互作用的理解。本文借助具有各向异性相互作用的补丁胶体粒子的Doye模型,使用分子动力学方法,对二维补丁胶体粒子系统做了如下研究:(1)初步研究分析了此系统的相结...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图5-12:粒子取向域识别算法结果示意图

兰州大学博士学位论文补丁粒子系统相变及其结构的分子动力学研究图5-12:粒子取向域识别算法结果示意图5.7.2粒子取向域的生长过程本小节研究粒子取向域的生长过程。首先作出系统粒子平均势能与系统温度随时间的变化曲线，如图5-13。通过观察图5-13，结合各个时刻系统的构形图5-14....

图5-14:粒子取向域生长过程中的典型构步数依次为14500000,22000000,235000拟温度为T=0.064.在取向为“|”、“\”和被相应着色为蓝色、红色和绿色

兰州大学博士学位论文补丁粒子系统相变及其结构的分子动力学研究(a)(b)(c)(d)(e)(f)图5-14:粒子取向域生长过程中的典型构形简图。子图(a–f)所对应的模拟时间步数依次为14500000,22000000,23500000,27500000,67500000和810....

图5-15:粒子取向域形核过程中小于临界尺寸的核的生灭过程

兰州大学博士学位论文补丁粒子系统相变及其结构的分子动力学研究图5-15:粒子取向域形核过程中小于临界尺寸的核的生灭过程图5-16:形成核最大尺寸统计直方图所有的形成核最终都消失了。图5-15记录了所有最终未成长为新相的核的生灭过程，其中最大的一个包含194个粒子，于是可知临界核尺....

图5-16:形成核最大尺寸统计直方图

兰州大学博士学位论文补丁粒子系统相变及其结构的分子动力学研究图5-15:粒子取向域形核过程中小于临界尺寸的核的生灭过程图5-16:形成核最大尺寸统计直方图所有的形成核最终都消失了。图5-15记录了所有最终未成长为新相的核的生灭过程，其中最大的一个包含194个粒子，于是可知临界核尺....

本文编号：4018065