有序襯底上二維磁化膠體動力學(xué)數(shù)值模擬.pdf

1、軟物質(zhì)廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,所以對它的認(rèn)識和研究顯得極其重要。膠體就是一種典型的軟物質(zhì)。本文首先闡述軟物質(zhì)的種類、特征、研究進(jìn)展。然后敘述膠體的種類、基本性質(zhì),并分析膠體在動力學(xué)方面的一些主要特征。
　　 最近,膠體的動力學(xué)特性引起了廣泛關(guān)注。本文接下來利用朗之萬分子動力學(xué),系統(tǒng)研究有序襯底上二維磁化膠體的動力學(xué)特性。首先,系統(tǒng)研究膠體的粒子數(shù)與有序襯底上的釘扎中心數(shù)一致的情況(共度的情況)。發(fā)現(xiàn):對于弱的外

2、磁場,隨著釘扎強度的增加,膠體在脫釘點附近會發(fā)生從塑性流動到近晶運動以及從近晶運動到彈性晶體運動的動力學(xué)轉(zhuǎn)變。釘扎比較弱時,膠體的平均速度-外場驅(qū)動力曲線呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系；而且滿足一定的冪指數(shù)標(biāo)度,標(biāo)度指數(shù)與塑性流動的實驗數(shù)據(jù)一致；運動位形和結(jié)構(gòu)因子分析發(fā)現(xiàn)膠體的運動是典型的塑性流動。當(dāng)釘扎變強時,膠體在脫釘附近會發(fā)生近晶運動；膠體的平均速度也基本隨外場驅(qū)動力線性增加；冪指數(shù)標(biāo)度關(guān)系也成立,但標(biāo)度指數(shù)遠(yuǎn)小于塑性流動的情況。當(dāng)釘扎足夠強

3、時,膠體在脫釘點附近會發(fā)生彈性晶體運動；膠體的平均速度隨外加驅(qū)動力非線性增加；冪指數(shù)標(biāo)度指數(shù)略小于近晶流動的情況。上述結(jié)果與無序襯底地情況完全不同。此外,臨界釘扎力和平均布拉格峰強在從塑性流動相到運動近晶相以及從運動近晶相到彈性晶體轉(zhuǎn)變過程都伴隨明顯的突變。
　　 其次,系統(tǒng)研究有序襯底上釘扎周期和密度分別對二維磁化膠體動力學(xué)特性的影響。發(fā)現(xiàn):臨界釘扎力及平均布拉格峰強隨釘扎發(fā)生周期性變化,其周期與釘扎周期基本相同。另外發(fā)現(xiàn):臨