软Janus胶体粒子的动力学变慢及Stokes-Einstein关系破缺

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• 英文论文题名：Slow Dynamics and Breakdown of Stokes-Einstein Relationship for Soft Janus Particles
• 论文作者：邹庆智 ; 李占伟 ; 孙昭艳
• 英文论文作者：Qing-Zhi Zou ; Zhan-Wei Li ; Zhao-Yan Sun ; State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry ; Changchun Institute of Applied Chemistry ; Chinese Academy of Sciences
• 年：2016
• 作者机构：中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室;
• 论文关键词：软Janus胶体粒子 ; 动力学变慢
• 英文论文关键词：Soft Janus particle ; Glassy dynamics
• 会议召开时间：2016-08-25
• 会议录名称：中国化学会2016年软物质理论计算与模拟会议论文摘要集
• 语种：中文
• 分类号：O648.1
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会2016年软物质理论计算与模拟会议
• 会议地点：中国天津
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：2
• 文件大小：919k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

玻璃材料广泛存在于工业和自然界当中,但是理解玻璃化转变的本质仍然是凝聚态物理领域的一大挑战[1]。在一定条件下,具有形状各向异性或表面相互作用各向异性的粒子不仅能够发生平动玻璃化转变,还可以发生取向玻璃化转变,且这两种玻璃化转变现象在大多数情况下并不同步。本工作中,我们采用粗粒化动力学模拟方法研究了单分散软Janus胶体粒子的平动与转动的动力学性质。我们发现:随着体系温度的降低,转动扩散系数与平动扩散系数比值增加(如图1a),而转动松弛时间与平动松弛时间的比值减小(如图1b),而,表明转动与平动扩散系数的耦合程度降低而松弛时间的耦合程度增加。此外,随着体系温度的进一步降低,Stokes-Einstein(SE)和Stokes-Einstein-Debye(SED)关系都发生破缺。这可以为深入理解各向异性玻璃质液体动力学变慢的本质提供一定的理论参考。
Although glass-forming materials are ubiquitous in industry and nature,understanding the nature of glass transition remains to be a great challenge in condensed matter physics.Here we perform molecular dynamics simulation to investigate the translational and rotational glassy dynamics of monodisperse soft Janus particles.We find,with decreasing temperature,the ratio between rotational diffusion coefficient and translational rotational diffusion coefficient increases,and the ratio between rotational relaxation time and translational relaxation time decreases.Furthermore,both the Stokes-Einstein(SE) and Stokes-Einstein-Debye(SED) relations breakdown as the temperature is lowered.Our results may provide guidance for better understanding the dynamical slowing down of anisotropic glass-forming liquids.

引文

[1]Debenedetti,P.G.;Stillinger,F.H.Natuer.2001,410:259.