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首页> 中文会议>国家自然科学基金委员会“可控自组装体系及其功能化”重大研究计划年度交流暨研讨会 >软芯胶体的结晶和玻璃化转变研究进展

软芯胶体的结晶和玻璃化转变研究进展

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摘要

软芯胶体在密度变化时,尤其在高密度区会呈现出新奇有趣的自组装行为.在基金的支持下,主要针对其中的结晶和玻璃化转变进行了系统的研究,取得了一些重要进展.和硬球胶体不同,软芯胶体的结晶温度和玻璃化转变温度随密度的变化是非单调的,在某一转变密度处会出现最大值,该现象被称为可重入(Reentrant)结晶和玻璃化转变.发现在最大结晶温度处的相变行为不同于传统的一级相变,在恒压降温时同时存在熵或晗的非连续变化和密度的连续变化,还伴随着一些临界标度行为.如何正确定义该处的相变类型是目前正在努力的研究方向.对于玻璃化转变,发现在恒温增大密度的时候,过冷液体的弛豫时间、动力学不均匀性等动力学行为都会出现非单调的变化.通过研究零温玻璃的结构和振动特性对密度和相互作用势的依赖，得到了一个完全由零温玻璃的结构和振动物理量表征的玻璃化转变温度的经验表达式，与分子动力学模拟的结果很好地吻合。运用该表达式所传达的物理思想，可以理解玻璃化转变温度的密度和作用势依赖、吸引和排斥过冷液体动力学的差异等等。研究表明，复杂的液-固相变行为可以从零温固体的结构和振动特性上寻找根源。在理清了其中的关联以后，就可以通过操控微观结构来有效地调节体系的宏观性质，从而实现对体系的可控调控，这对于实现自组装过程的可控性有一定的借鉴意义。

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