库仑耦合对带电胶体系统中排空作用的影响

论文摘要

胶体是一种非常重要的软物质，胶体系统的理论是完全的统计力学的问题，所以它吸引了大量的理论物理学家。带电胶体系是一个很复杂的体系，带电胶体之间的相互作用在化学化工领域有非常广泛的用途，同时也是生物体系中比较感兴趣的问题。研究带电胶体之间的相互作用，有助于改善胶体的结构，提高其性能。本文采用四维超球面方法与Monte Carlo模拟，分别通过改变胶球带电量、介电常数两种情况来改变库仑耦合的强弱，从而研究了在对称几何约束下库仑耦合对带电胶体系统中的排空作用的影响。在本文第一章简要介绍了软物质的特性，胶体体系及排空作用、带电胶体的研究进展及意义。阐述了本文涉及的带电胶球相互作用的理论和研究方法，着重介绍了Monte Carlo方法、以及本文处理长程相互作用的方法—四维超球面法。在第二章里运用超四维球面方法，通过Monte Carlo方法研究在带电胶球系统中带有同种电荷的大胶球间的有效相互作用。数据模拟结果显示通过改变胶球的带电量来改变库仑耦合参数对排空作用产生重要的影响。在第三章里，我们同样采用了上述方法和模型研究了介电常数对胶球间排空势与排空力的影响。发现排空作用同样因介电常数的改变而受到影响。最后一章里我们通过对本文的工作进行简要的总结，对这一研究领域的发展前景作了简要的展望。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• §1.1 软物质
• §1.1.1 软物质
• §1.1.2 软物质的特性
• §1.2 胶体
• §1.2.1 胶体系统
• §1.2.2 排空作用介绍
• §1.2.3 软球胶体
• §1.2.4 带电胶体系统的研究进展及其意义
• §1.3 带电胶球系统的理论:DLVO理论
• §1.4 带电胶体相互作用的研究方法
• §1.4.1 实验及理论解析方法
• §1.4.2 计算机模拟方法:Monte Carlo方法
• §1.5 处理带电胶球体系长程相互作用的方法:四维超球面法
• §1.5.1 四维球中的几何量
• 3空间上的表示'>§1.5.2 静电势在S₃空间上的表示
• 第二章 胶球带电量对胶球间排空作用的影响
• §2.1 引言
• §2.2 研究模型
• §2.3 计算方法
• §2.4 结果与讨论
• 第三章 介电常数对带电胶球间排空作用的影响
• §3.1 引言
• §3.2 介电常数对胶球排空作用的影响
• §3.2.1 研究模型与计算方法
• §3.2.2 结果与讨论
• 第四章 总结和展望
• §4.1 全文总结
• §4.2 本论文的创新点与后续工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表及完成的论文
• 致谢