有序襯底上二維磁化膠體動(dòng)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(duì)它的認(rèn)識(shí)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(dòng)力學(xué)方面的一些主要特征。
　　 最近,膠體的動(dòng)力學(xué)特性引起了廣泛關(guān)注。本文接下來(lái)利用朗之萬(wàn)分子動(dòng)力學(xué),系統(tǒng)研究有序襯底上二維磁化膠體的動(dòng)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(duì)于弱的外

2、磁場(chǎng),隨著釘扎強(qiáng)度的增加,膠體在脫釘點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生從塑性流動(dòng)到近晶運(yùn)動(dòng)以及從近晶運(yùn)動(dòng)到彈性晶體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)變。釘扎比較弱時(shí),膠體的平均速度-外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致；運(yùn)動(dòng)位形和結(jié)構(gòu)因子分析發(fā)現(xiàn)膠體的運(yùn)動(dòng)是典型的塑性流動(dòng)。當(dāng)釘扎變強(qiáng)時(shí),膠體在脫釘附近會(huì)發(fā)生近晶運(yùn)動(dòng)；膠體的平均速度也基本隨外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的情況。當(dāng)釘扎足夠強(qiáng)

3、時(shí),膠體在脫釘點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生彈性晶體運(yùn)動(dòng)；膠體的平均速度隨外加驅(qū)動(dòng)力非線性增加；冪指數(shù)標(biāo)度指數(shù)略小于近晶流動(dòng)的情況。上述結(jié)果與無(wú)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(qiáng)在從塑性流動(dòng)相到運(yùn)動(dòng)近晶相以及從運(yùn)動(dòng)近晶相到彈性晶體轉(zhuǎn)變過(guò)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(duì)二維磁化膠體動(dòng)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(qiáng)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