磁性流体的相分离：平衡相与非平衡动力学
摘要：在磁性颗粒胶体悬浊液中，我们通过进行Stockmayer（SM）模型的分子动力学模拟研究自组装过程。SM势函数包括磁偶极-磁偶极相互作用和常见的Lennard-Jones相互作用，并且在实验中观察到磁性液体的气液相共存。当将该系统从高温均相相变至共存区域后，非平衡演化进入凝聚态时，空间和磁性有序同时发展。我们观察到密度依赖的粗化机制，即在成核阶段出现扩散生长律$ell(t)sim t^{1/3}$，而在自旋温跃区域有由流体力学驱动的惯性生长律$ell(t)sim t^{2/3}$。[这里$ell(t)$是淬火后时刻$t$的凝聚晶体的平均大小。]虽然空间生长受到已知的守恒序参量动力学的影响，但自旋温跃区域中磁序的生长表现出意外的非守恒动力学。平衡形态具有密度相关的形状，通常包括成核区域的各向同性球体和球形泡沫形态，以及自旋温跃区域的各向异性圆柱体，平面薄板和圆柱泡沫形态。这些结构稳定且非挥发，并且具有特征性的磁性特性。例如，球形形态中正反磁化的半球使其具有“Janus颗粒”的特征。观察到的结构在催化、药物递送系统、存储器件和磁光晶体等方面具有多种应用。
作者：Anuj Kumar Singh and Varsha Banerjee
论文ID：2306.01430
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-06-05