硬物质和软物质

历史上两次工业革命体现了物理学与技术的关系,都是以物理学对硬物质的认识作为物质条件的,软物质介于液体和理想固体之间,兼有液体的热涨落行为和固体的强束缚自组织特性,以及弱力引起强变化的奇异特性,新世纪是各学科交叉创新的世界,软物质学的发展将对新世纪科学技术产生深远的影响。     

生物软物质研究的新进展

文章对近年来中科院物理研究所软物质物理实验室生物软物质研究的部分新进展做一简略介绍,包括DNA单分子研究,DNA与组蛋白的相互作用动力学研究,生物分子马达的运动机制研究,解旋酶与DNA的结合以及解旋DNA的动力学研究,朊病毒片段聚集的分子动力学研究,蛋白质折叠动力学的脉冲升温-时间分辨光谱研究,光合细菌外周捕光天线膜蛋白的拓扑结构研究等.     

软凝聚态物质物理学

软物质是指其某种物理性质在小的外力作用下能产生很大变化的凝聚态物,典型的例子包括液晶、高分子体系、胶体、微乳液等。软物质的结构和性质主要不是由内能,而是由熵来决定,较通俗地介绍了软物质的概念,仔细分析了熵在软物质中所起的作用,同时详细介绍了聚合物体系、胶体及生物膜等几种典型的软物质,通过硫化橡胶和无管虹吸等十分有趣的例子。说明了聚合物对流变性质的影响;通过分析硬球胶体的相变及相分离等行为说明了熵力的概念;仔细分仔了电稳定胶体的相互作用,并介绍了DLVO理论以及近年来发现的对这一理论的偏离,特别是约束条件下同号带电胶球的长程吸引相互作用及其对此现象的一些解释;对生物膜也作了初步介绍。人们对软物质的研究和理解目前还处于一个非常原始的阶段,深入研究和理解软物质的各种性质必将促进人类对自然和人类自身的认识。     

软物质的自组织

软物质的基本特征使得软特在各种互作用竞争，外力和熵驱动下显示出丰富的自组织现象，本文系统地评述了典型软物质系统各种丰富的自组织现象，试图从丰富的自组织现象中寻找共同规律和竞争机理，来揭示和探索自组装／自组织有序微结构形成的物理机制和动力学引起的新生长规律，并讨论如何来控制和设计自组装／自组织有序结构，这对新材料的制备，新结构的实现具有十分重要的科学意义和实际应用价值。     

软物质的自组织

软物质的基本特征使得软物质在各种互作用竞争 ,外力和熵驱动下显示出丰富的自组织现象。本文系统地评述了典型软物质系统各种丰富的自组织现象 ,试图从丰富的自组织现象中寻找共同规律和竞争机理 ,来揭示和探索自组装 /自组织有序微结构形成的物理机制和动力学引起的新生长规律 ,并讨论如何来控制和设计自组装 /自组织有序结构。这对新材料的制备、新结构的实现具有十分重要的科学意义和实际应用价值。     

软物质的物理实验在普通高校教学中的推广

软物质物理学的蓬勃发展已使其成为一个特色学科, 因而有必要在普通高校的物理教学中开设有关 软物质物理方面的课程. 有鉴于此, 近5年来我们尝试在普通物理实验教学中开设了一些具有代表性的软物质物理 实验, 以期将软物质物理学逐渐融入到相应的理论和实验教学中, 拓展学生的视野. 首先对比了国际和国内的软物 质物理实验室的建设情况, 然后介绍了一些与传统物理学结合紧密的典型软物质物理实验. 在此基础上, 阐述了在 普通高校物理实验中引入软物质物理实验的必要性及意义, 旨在使大学生在物理方面的多元化的训练, 从而全面 提升综合素质, 强化软物质物理的研究队伍     

软物质和分数阶导数建模

相对于一般的硬物质(如金属、半导体，陶瓷等)，软物质是介于理想固体和流体之间的复杂状态物质(又称复杂流体，软凝聚态物质)，如生命物质、聚合物、液晶、土壤、胶体、薄膜、颗粒物质、多孔岩层、石油等。软物质的物理性质主要由其介观(介于宏观和微观之间)尺度的大分子或基团的结构和性质决定，现有的物理和力学理论还不能很好地解释其运动规律和行为。本研究主要包括3个方面的内容：(1)以研究软物质的宏观力学行为为研究对象的软物质力学(唯象)；(2)描述软物质的介观量子力学理论；(3)软物质介观尺度的时空结构。另一方面，统称分数阶时间导数、LeVy稳态分布、分数布朗运动、Hurst指数、I/f能谱、分形等数学方法为分数阶数学。     

中国科学院物理研究所软物质与生命物质物理重点实验室

软物质与生命物质研究是典型的学科交叉,其内容跨越物理、化学和生物三大学科,是物质科学通向生命科学的桥梁,是21世纪凝聚态物理研究的前沿。为促进交叉学科发展,中科院物理研究所结合已有基础和综合优势,于2001年4月率先在国内成市软物质物理实验室,由王鹏业研究员和陆坤权研究员分别担任实验室主任和学术委员会主任。     

软物质物理学及其创始人德热纳

介绍了诺贝尔物理学奖获得者德热纳教授在获博士学位后的50年科学生涯中的学术思想、方法、成就;阐述了他开创软物质物理学的丰功伟绩;从而使我们对软物质物理学研究的内容、现状及意义有所了解与认识.     

内耗技术在软物质研究中的一些应用

软物质物理已成为物理学发展迅速的重要前沿学科。描述软物质复杂非平衡态动力学及其运动规律是理解其宏观性质的关键。内耗与力学谱作为材料缺陷与力学性质研究的重要实验技术,它能够很灵敏地探测和研究材料中发生的复杂相变和弛豫动力学过程。文章结合作者近年来的典型工作,介绍了内耗技术在软物质研究中的一些应用,阐述了内耗手段发挥的独特作用。随着内耗测试新方法、新技术和内耗新理论的不断出现和完善,相信未来内耗技术在材料科学和凝聚态物理研究领域将起到越来越重要的作用。     

中国科学院物理研究所软物质与生物物理重点实验室

软物质与生命物质研究是典型的学科交叉,其内容跨越物理、化学和生物三大学科,是物质科学通向生命科学的桥梁,是21世纪凝聚态物理研究的前沿:为促进交叉学科发展,中科院物理研究所结合已有基础和综合优势,于2001年4月率先在国内成立软物质物理实验室,由王鹏业研究员和陆坤权研究员分别担任实验室主任和学术委员会主任。又于2009年12月由中科院组     

生物软物质研究的新进展

文章对近年来中科院物理研究所软物质物理实验室生物软物质研究的部分新进展做一简略介绍,包括DNA单分子研究,DNA与组蛋白的相互作用动力学研究,生物分子马达的运动机制研究,解旋酶与DNA的结合以及解旋DNA的动力学研究,朊病毒片段聚集的分子动力学研究,蛋白质折叠动力学的脉冲升温-时间分辨光谱研究,光合细菌外周捕光天线膜蛋白的拓扑结构研究等.     

一些典型的软物质物理中的非平衡自组织现象

在软物质物理中经常有自组织(self-organization)现象发生.这一现象通常在非平衡的过程中产生,并生成非常美丽和有趣的图案与结构.具体例子包括胶体颗粒的扩散限制凝聚(diffusion limited aggregation,DLA),Hele-Shaw盒中产生的流体分形结构,凝胶的形成(gelation),生物体自组织聚集,以及颗粒类物质(granular material)运动产生的规则图案等.这些现象在软物质物理研究中产生了很多重要结果.文章以比较浅显的文字介绍这些软物质物理中的非平衡自组织现象.     

软物质物理——物理学的新学科

文章简要综述了目前正迅速兴起的软物质物理研究的发展趋向,就软物质物理的内容、兴起的原因、软物质物理的重要性和面临的基本问题作了一定的分析和说明,并对我国发展软物质物理研究提出若干建议.     

软物质物理——物理学的新学科

文章简要综述了目前正迅速兴起的软物质物理研究的发展趋向,就软物质物理的内容、兴起的原因、软物质物理的重要性和面临的基本问题作了一定的分析和说明,并对我国发展软物质物理研究提出若干建议.     

软物质的旗帜：碟状胶体

胶体(colloids,意译为胶水),也称分散剂,是由一种物质微观地均匀地分散在另一种连续介质中,其中的分散相粒子的大小约在1 nm和10 μm之间。日常生活中常见的胶体有肥皂泡沫、墨水、牙膏、饮料、烟雾、淀粉胶、蛋白质胶体、豆浆、乳液、涂料、橡胶、塑料、有色玻璃,以及药品和化妆品等。     

耗散粒子动力学模拟方法在软物质体系研究中的一些进展与应用

软物质是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质,主要包括聚合物、表面活性剂、液晶、胶体悬浮液、以及生物大分子等。软物质能够对外界微小的作用产生强烈的非线性响应,并展现出丰富的有序自组装相态。作为一种新颖的模拟技术,耗散粒子动力学方法非常适合在介观尺度上对软物质体系的复杂行为进行合理的描述。本文对耗散粒子动力学模拟方法的发展及一些应用进行了系统评述。耗散粒子动力学模拟方法体现了分子动力学与格子Boltzmann模型的优点,通过与其它理论模型（如Flory-Huggins理论、Smoothed particle hydrodynamics模型等）相结合,该方法能够在介观尺度上有效地研究聚合物熔体和溶液体系、生物膜及囊泡体系以及胶体悬浮液等体系的行为。这些研究结果,对新材料的研发、特殊材料的制备、以及材料加工条件的选择具有十分重要的科学意义和实际应用价值。     

第6届液体和软物质物理学术会议简讯

由中国物理学会主办、中国科学院固体物理研究所承办的第6届全国液体和软物质物理学术会议于2008年11月5日至7日在合肥市召开．中国科学院物理研究所陆坤权研究员、固体物理研究所朱震刚研究员担任本次会议主席．中国科学院固体物理研究所所长蔡伟平研究员致开幕词和欢迎词．本次会议到会98人,来自10个研究机构,还有来自日本的两位代表．     

热力学过程及物质结构对熵的影响

将宏观过程分解为多个微观过程，可以从多层面的微观角度理解宏观性质。如一般热力学过程的可逆与不可逆性的分解、导致软物质中分子发生凝聚的平移熵、描述非晶过冷及液体中相变区域分子关联运动的构型熵等。反之，利用热力学过程间的耦合原理，通过对微观过程的分解与综合，引入与分子运动相关的动态熵，可以合理地解释各种材料所表现出的不同特性，为制备新材料提供理论依据。     

沙子里的图案

文章从物理学家的角度探讨颗粒体系中有序图案的产生和机理,探寻对广泛存在于自然界的非平衡态体系有序结构生成的理解.非平衡态体系的随机扩散与能量耗散的特性是有序结构生成的必备条件,所生成的图形则由这两个因素的权重比值和体系内部的对称性决定.具备以上因素,还需加上最后的一个决定性的关键因素,这就是熵的驱动.熵最大的态决定了体系是有序还是无序的排列.