硬核Yukawa流体中胶体粒子间的耗尽势

基于Roth、Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了硬核Yukawa(HCY)流体中胶体粒子间的耗尽势.在极稀溶液条件下,通过计算两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势,分析了HCY流体的相关因素对耗尽势的影响.结果表明,胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、HCY流体分子间的相互作用、HCY流体分子的体相密度以及胶体粒子与流体分子之间的相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响.研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.     

Lennard-Jones流体中胶体粒子间耗尽势的密度泛函理论研究

基于Roth, Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了Lennard-Jones (L-J)流体中胶体粒子间的耗尽势. 通过计算胶体稀溶液中两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势, 进一步分析了L-J流体的相关因素对耗尽势的影响. 结果表明, L-J流体分子的体积分数、胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、L-J流体分子间的相互作用以及胶体粒子与流体分子之间的弱相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响. 研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.     

缔合流体中胶体粒子间耗尽势的密度泛函理论研究

本文基于Roth、Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了缔合流体中胶体粒子间的耗尽势. 通过计算在不同条件下两个胶体粒子间的耗尽势, 进一步分析了缔合流体中相关因素对耗尽势的影响. 结果表明, 溶剂分子的体相密度、胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、溶剂分子的官能度和缔合强度以及胶体粒子与溶剂分子之间的弱相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响.     

受限混合物溶剂中胶粒的耗尽势及吸附稳定性

基于密度泛函理论和Yvon-Born-Green方程得到了胶粒耗尽势的表达式.采用密度泛函理论计算了单壁附近和平行狭缝中的混合物溶剂中胶粒的耗尽势及其在单壁处的吸附稳定性.研究结果表明,不同溶剂组分的体积分数和粒子尺寸比等因素对胶粒耗尽势的强度、力程和周期均可产生显著影响,胶粒在单壁附近的吸附稳定性与溶剂粒子尺寸比和体积分数密切相关.此外,对受限于平行狭缝的胶体悬浮液,胶粒的耗尽势阱还可随粒子尺寸比和缝宽呈振荡趋势变化.     

氢键流体中Janus粒子的过量熵

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首先在极稀条件下给出Janus粒子外氢键流体中的局域密度分布,由此得到Janus粒子与氢键流体的二体分布函数,进而计算了不同情况下的过量熵.在此基础上,阐明了Janus粒子与氢键流体间的相互作用、氢键流体的体相密度、氢键强度和氢键官能度等因素对过量熵的影响.本研究旨在揭示这些因素对过量熵的调控机制,在定量水平上明确Janus粒子在溶液中组装的驱动力,从而为深入研究其聚集态结构提供可借鉴的理论线索.     

A_aD_d型氢键流体的统计理论(V):球形微腔中的相平衡

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了球形微腔中AaDd型氢键流体的相态结构.首先,根据氢键流体在球腔中的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的相图.在此基础上,重点讨论了氢键作用、球腔尺寸以及腔壁与流体之间的相互作用等因素对氢键流体相平衡特征的影响.结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关.研究结果可为进一步揭示几何约束下氢键流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论线索.     

AaDd型氢键流体的统计理论（V）：球形微腔中的相平衡

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了球形微腔中AaDd型氢键流体的相态结构．首先,根据氢键流体在球腔中的吸附一脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的相图．在此基础上,重点讨论了氢键作用、球腔尺寸以及腔壁与流体之间的相互作用等因素对氢键流体相平衡特征的影响．结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关．研究结果可为进一步揭示几何约束下氢键流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论线索．     

球腔中氢键流体的吸附-解吸附转变:表面调控研究

集中讨论了球形微腔表面对腔中氢键流体相态结构的调控机制. 为了揭示微腔表面对腔中氢键流体相平衡的影响, 首先根据吸附-解吸附原理并利用经典流体的密度泛函理论计算了微腔中氢键流体的平衡密度分布, 进而通过吸附-解吸附等温线及巨势等温线绘制出体系的相图. 在此基础上, 重点考察了球腔尺寸、 表面作用强度和作用力程对氢键流体毛细凝聚及层化转变的影响. 结果表明, 这些因素可以有效地调控体系毛细凝聚和层化转变的临界约化温度、 临界密度和相区大小等特征, 从而阐明了表面调控的主要机制. 研究结果为设计相关吸附材料提供了理论参考.     

AaDd型氢键流体的统计理论(Ⅲ):状态方程和涨落效应

应用统计力学原理对A_{aDd型氢键流体的状态方程进行研究, 讨论了氢键的形成对于体系体积的影响, 指出氢键数量对于状态方程的修正. 然后将整个体系分成多个子系统, 并研究了子系统内分子数密度和氢键数密度的涨落以及涨落的空间关联性. 进一步给出体系中“分子-氢键”数密度相关函数与分子数密度相关函数和氢键数密度相关函数三者之间的约束方程. 作为应用, 以 van der Waals 氢键流体为例, 讨论了氢键对此类流体状态方程的影响.}     

胶体晶体剪切模量的影响因素

利用自行搭建的扭转共振谱仪,研究了不同粒子体系胶体晶体在不同体积分数下的剪切模量,利用反射光谱测量了相应的晶体结构及内部孔洞等参数.结果表明,同一粒子体系的剪切模量均随体积分数的增加而增大;而对于同样的粒子数密度,不同粒子体系的剪切模量随体系内部孔洞所占比例增加呈增大趋势.对实验结果的分析及与理论分析的对比表明,决定胶体晶体剪切模量大小的主要因素是胶体晶体中粒子的最近邻间距,从而统一解释了体积分数和内部孔洞对胶体晶体剪切模量的影响.     

胶体粒子Boltzmann分布对测试结果产生的误差分析

胶体粒子是自然科学中一类非常重要的研究对象。由于重力势场的作用,胶体粒子并不是均匀分布的(假设为Boltzmann分布)。为了考察Boltzmann分布对测试结果产生的影响,通过理论计算讨论了3种粒径(20 nm、50 nm、100 nm)的二氧化硅在重力势场作用下的Boltzmann分布,即浓度随高度的变化,并与平均浓度相比较。结果表明,粒子越大,重力势场对粒子分布的影响越大,对测试结果产生的误差也越大。最后,通过理论计算指出合理选择粒子种类和粒子大小,可以降低Boltzmann分布对测试结果产生的影响。     

胶体粒子表面有效电荷的实验测量

胶体溶液中带电胶粒的有效电荷是计算粒子间相互作用势的一个重要参数. 在本文中用电导率-粒子数密度关系法和电导滴定法分别研究了七种粒径及表面带电情况均不相同的聚苯乙烯粒子, 结果显示两种测量方法得到的有效电荷数值具有较好的一致性, 误差在7%以内. 同时发现, 经验公式计算的有效电荷差不多是实验值的2倍, 表明文献中的经验公式对于本文所研究的胶体粒子体系不适用.     

软胶体粒子形成束晶的动力学模拟

利用广义指数模型描述软胶体粒子, 结合分子动力学模拟研究软胶体粒子形成束晶的动力学过程. 通过等温压缩和等密度降温2个不同的过程, 研究了束晶形成过程中结构变化特征和动力学路径对结构的影响规律. 研究发现, 与蒙特卡洛模拟结果相比, 分子动力学模拟得到的结构随着密度的变化有明显的迟滞现象, 这是由于考虑了真实的动力学因素引起的差异. 此外, 在相同温度和压力下通过不同的动力学路径得到的相结构不完全相同, 这是由于动力学形成过程会对相结构产生很大的影响.     

胶体粒子的机械性能调控及其在药物递送中的应用

胶体粒子是肿瘤治疗中最常用的载体, 尽管在过去的研究中不同的胶体粒子已经被广泛报道, 但如何进一步提高胶体粒子的药物递送效率仍然存在着一些挑战. 大量的研究表明胶体粒子的尺寸、形状、结构和表面化学等物理化学性质在药物递送过程中具有重要的作用, 但胶体粒子的机械性能对药物递送过程的影响研究和综述相对较少. 本综述从不同机械性能胶体粒子的制备与表征出发, 概述了胶体粒子的机械性能对血液循环、肿瘤富集、渗透以及细胞内化过程的影响, 并对该领域存在的问题以及发展的趋势进行了展望. 该综述有助于帮助科学工作者更好地理解胶体粒子的机械性能对药物递送的影响规律, 从而优化胶体粒子的设计并提高纳米药物的递送效率和生物利用率.     

A_a型Patchy胶体粒子的相态结构

根据热力学微扰理论研究了Aa型Patchy胶体的相态结构,考察了Patch之间的缔合强度及Patch数目对体系相态结构的调控机制.利用相平衡原理给出了Patchy胶体的流体、玻璃态固体和面心立方晶体之间转变及溶胶-凝胶转变的相图,讨论了玻璃态和晶态固相的成核机制、临界现象和相变问题.研究结果表明,Patchy胶体粒子之间的缔合作用和Patch数目可以显著地调控体系的三相点、临界温度和临界密度等特征.在高温条件下,Patchy胶体以一次成核方式结晶;而在低温条件下则以两步成核方式逐步成核结晶,中间经过非晶态的玻璃态固相作为过渡.说明Patchy粒子之间的缔合作用对其相态结构具有决定性影响,因而成为调控体系聚集态结构的重要因素.     

HA/PDM自组装复合胶体粒子及其乳化性能

以阴离子天然大分子透明质酸(HA)和阳离子单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)组成带相反电荷的聚合物/单体复合体系, DM通过水相原位聚合可制备荷正电的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM), PDM与HA间的静电作用可诱导两者在水溶液中进行自组装, 得到HA/PDM复合胶体粒子. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪对HA/PDM复合物结构进行了表征. 用动态激光光散射(DLS)研究了HA与PDM复合体系在水溶液中的自组装行为, 并表征了反应时间对HA/PDM复合胶体粒子粒径的影响. 利用透射电镜(TEM)表征了胶体粒子的形貌. 考察了溶液pH 对胶体粒子粒径及zeta 电位的影响, 并对胶体粒子的乳化性能进行初步探索. 结果表明:DM单体聚合前, 无HA/DM复合物聚集体形成; 而随着DM的逐步聚合, HA与PDM可通过静电作用逐渐组装形成球状HA/PDM复合胶体粒子, 其粒径随反应时间延长逐渐减小并趋于稳定. 同时, 该复合胶体粒子具有pH敏感性和乳化性, 乳化性能较纯HA和PDM有较大提高.     

EDTA对均匀胶体粒子形成的影响

特殊阴离子是决定金属盐升温水解制备均匀胶体粒子形态的重要因素之一. EDTA的存在强烈影响三价铁盐水解产物-均匀α-Fe_2O_3和β-FeOOH胶体粒子的形态. 其影响机理是EDTA在成长中的微粒子上络合吸附和溶液中的EDTA与Fe~(3+)离子间络合反应的复合结果. 前者趋于形成较大的聚合粒子; 后者趋于形成较小粒子. 进而, 凡是能够改变EDTA络合吸附状态和吸附量的. 存在于陈化液中的一切其它阴离子均会改变EDTA的作用程度.     

水滑石限域空间中Cl-与H2O的超分子作用

构建水滑石(LDHs-Cl-yH2O)周期性计算模型, 选用密度泛函理论-赝势平面波法对模型进行几何全优化, 从结构参数、Mulliken电荷布居、态密度(DOS)、能量等角度研究层间Cl-和水分子的分布形态以及与LDHs层板间的超分子作用. 计算结果表明, LDHs-Cl主客体间存在着较强的超分子作用, 主要包括静电和氢键作用. LDHs-Cl层间引入水分子后, 随着水分子数的增加, 层间距逐渐增大后趋于平衡. 水合过程中氢键作用比静电作用更占优势, layer-water型氢键要略强于anoin-water型氢键. 当y=1, 2时, Cl-与水分子所在平面以平行层板的方式存在于LDHs层板间, 并且与两层板的距离基本相等; 当y=3, 4时, Cl-与水分子则以偏向某一层的方式随机地存在于LDHs 层板间. 随着层间水分子增加, LDHs-Cl-yH2O由离子型晶体向分子型晶体转化, LDHs-Cl的水合具有饱和量.     

如何说明电解质对胶体溶液的影响?

化学通报编辑部:现对刘荣林同志在教学中碰到的问题,答复如下。胶体粒子是带电的,每一种胶体的各个粒子都带有相同的电荷。例如,金属、金属硫化物,它们的胶体粒子带负电荷;金属的氢氧化物的胶体粒子带正电荷。使胶体稳定的主要因素是胶体粒子的电荷。既然一种胶体的各个粒子都带相同符号的(净余)电荷,在粒子之间便产生了一种斥力,因而阻止粒子互相接近而聚成较大的粒子。另外一个因素是胶体粒子及相反电荷的离子在介质中都与溶剂作用,在外面吸附了一层溶剂膜,这些溶剂膜就能阻止胶体粒子和相反电荷的离子结合,这也能阻止胶体粒子互相紧密接触。胶体粒子周围的溶剂膜愈厚,胶体体系也就愈稳定。     

平行板间超支化聚合物流体的密度分布和溶剂化力

在密度泛函理论(DFT)框架下,应用改进的基本度量理论(MFMT)和统计力学理论结合加权密度近似(WDA)分别表示硬球作用和聚合作用对自由能泛函的贡献,建立了描述ABg型超支化聚合物流体的化学势,得到了聚合物流体在平行板间的密度分布表达式,计算了聚合物流体在两平行板间的密度分布,并探讨了体积分数、反应程度和单体中B类官能团数对体系密度分布的影响.此外,通过体系密度分布,进一步分析了反应程度、板间宽度与溶剂化力的关系.