用于高度粗粒材料的增强相互作用发展

摘要 软凝聚态物质的微观和中观尺度传输建模取决于其在适当的长度和时间尺度上的表征，包括任何复杂现象，特别是在使用如耗散粒子动力学（DPD）这样的比原子尺度更大的技术时。DPD计算中通常使用的简单排斥成对相互作用能够捕捉到一些复杂性，但某些热力学行为，如单组分相共存和相变，通常是不可用的。通过扩展常用的DPD相互作用，加入吸引力和对排斥的额外控制，我们设计了一种新的相互作用模型，用于高度粗粒和中观尺度。该模型在此称为nDPD，保留了原始模型的许多优点，同时使得更复杂的热力学行为成为可能，特别是在临界点以下的蒸汽-液体共存和固体-液体相变。其一些特征包括：基于排斥陡峭度的蒸汽-液体共存的液体曲线变化、相对较低的熔点、加热时固体相的收缩（负热膨胀）以及压力诱导熔化。在这里，我们展示了如何为高度粗粒的水进行nDPD参数化，以及它如何很好地拟合经过系统粗粒化的长聚合物链的势能，这些聚合物链是根据原子分子动力学计算得到的。这为使用基于DPD的建模进一步探索这些材料在流变领域提供了可能性。