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Patchy胶体粒子的结晶、玻璃化和凝胶化问题
刘书静,李江涛,顾 芳*,王海军*
作者单位E-mail
刘书静 河北大学化学与环境科学学院保定 071002河北农业大学理学院保定 071001  
李江涛 河北大学化学与环境科学学院保定 071002  
顾 芳* 河北大学化学与环境科学学院保定 071002 fanggu@hbu.edu.cn 
王海军* 河北大学化学与环境科学学院保定 071002河北大学河北省化学生物学重点实验室 保定 071002 whj@hbu.edu.cn 
摘要:
本文探讨了中性多缔合位点Patchy胶体粒子系统的相图及其相关问题. 在研究中,计入了分子间的硬芯Lennard-Jones势和缔合作用,进而阐明了系统的流体相(F),无规密积相(RCP)和面心立方相(FCC)之间转变的相态结构. 在体系丰富的相结构中,F-F,F-RCP及F-FCC相转变以及描述粒子间联结性的溶胶-凝胶转变相互影响,致使一些相态在不同相互作用强度时可以呈现亚稳态和稳态. 同时,本文重点阐述了缔合能量以及patch数目对体系的临界温度、临界密度、临界三相点以及溶胶-凝胶转变等的调控机制.
关键词:  Patchy粒子,溶胶-凝胶相变,相转变,玻璃化转变
DOI:10.1063/1674-0068/cjcp1810231
分类号:
基金项目:
Crystallization, Vitrification, and Gelation of Patchy Colloidal Particles
Shu-jing Liu,Jiang-tao Li,Fang Gu*,Hai-jun Wang*
Abstract:
We present the phase diagrams for neutral patchy colloidal particles whose surface is decorated by different number of identical patches, where each patch serves as an associating site. The hard-core Lennard-Jones (LJ) potential and associating interaction are incorpo-rated into the free energies of patchy particles in phases of the fluid (F), random close packing (RCP), and face-centered-cubic (FCC) crystal. A rich phase structure of patchy particles with F-F, F-RCP, and F-FCC transitions can be observed. Meanwhile, the sol-gel transition (SGT) characterizing the connectivity of patchy particles is also investigated. It is shown that, depending on the number of patches and associating energy, the F-F transition might be metastable or stable with respect to the F-RCP and F-FCC transitions. Meanwhile, the critical temperatures, critical densities, triple points, and SGT can be significantly regulated by these factors.
Key words:  Patchy particle, Sol-gel transition, Phase transition, Glass transition