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胶体排空相互作用理论与计算

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马红孺. 2016: 胶体排空相互作用理论与计算, 物理学报, 65(18): 14-27. doi: 10.7498/aps.65.184701
引用本文: 马红孺. 2016: 胶体排空相互作用理论与计算, 物理学报, 65(18): 14-27. doi: 10.7498/aps.65.184701
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Ma Hong-Ru. 2016: Theory and calculations of colloidal depletion interaction, Acta Physica Sinica, 65(18): 14-27. doi: 10.7498/aps.65.184701
Citation: Ma Hong-Ru. 2016: Theory and calculations of colloidal depletion interaction, Acta Physica Sinica, 65(18): 14-27. doi: 10.7498/aps.65.184701
shu

胶体排空相互作用理论与计算

  • 上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学,人工结构及量子调控教育部重点实验室,上海200240

    • 通讯作者: 马红孺

Theory and calculations of colloidal depletion interaction

    Corresponding author: Ma Hong-Ru

  • 摘要: 胶体悬浮液由1 nm到1μm大小的颗粒悬浮在液体中构成.胶体颗粒之间具有体积排斥相互作用和其他相互作用,体积排斥导致排空效应.当大硬球处于小球构成的胶体中时,大球周围有小球中心不能进入的排空层.在大的硬球相互接近时,其排空层重合,使小球的自由体积增加,从而熵增加,导致大球之间的等效相互作用,这个相互作用称为排空相互作用.本文介绍了胶体排空相互作用的概念和图像,简要介绍了计算硬球排空相互作用的接受比率方法、Wang-Landau方法、密度泛函理论方法等数值方法;以Asakura-Oosawa模型为例,介绍了Derjaguin近似方法.利用这个近似方法,推导了小硬球胶体中一对硬球、硬球和硬墙之间的排空相互作用,以及一对硬球在细棒胶体和薄盘胶体中的排空相互作用的近似公式.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-09-30

胶体排空相互作用理论与计算

    通讯作者: 马红孺
  • 上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学,人工结构及量子调控教育部重点实验室,上海200240

摘要: 胶体悬浮液由1 nm到1μm大小的颗粒悬浮在液体中构成.胶体颗粒之间具有体积排斥相互作用和其他相互作用,体积排斥导致排空效应.当大硬球处于小球构成的胶体中时,大球周围有小球中心不能进入的排空层.在大的硬球相互接近时,其排空层重合,使小球的自由体积增加,从而熵增加,导致大球之间的等效相互作用,这个相互作用称为排空相互作用.本文介绍了胶体排空相互作用的概念和图像,简要介绍了计算硬球排空相互作用的接受比率方法、Wang-Landau方法、密度泛函理论方法等数值方法;以Asakura-Oosawa模型为例,介绍了Derjaguin近似方法.利用这个近似方法,推导了小硬球胶体中一对硬球、硬球和硬墙之间的排空相互作用,以及一对硬球在细棒胶体和薄盘胶体中的排空相互作用的近似公式.

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