硬核Yukawa流体中胶体粒子间耗尽势的研究

摘要

Yukawa势能函数在模拟简单流体、胶体悬浮液方面有着广泛的应用。对Yukawa流体的密度泛函理论研究已经取得了很大进展，同时基于Yukawa势能函数的模型体系已成为研究热点，近年来备受关注。耗尽作用是胶体系统研究中的一个重要方面，其实质是统计力学中的熵作用。胶体之间的熵作用广泛存在于化学和生物体系中，研究胶体之间的熵作用对探索胶体粒子的聚集态结构有积极意义。本文应用密度泛函理论研究了硬核Yukawa流体中胶体粒子间耗尽势，在统计力学框架下应用密度泛函理论构建体系Helmholtz自由能的密度泛函表达式，在简单流体的密度泛函方法中，介绍了局域密度近似、加权密度近似和Rosenfeld的基本度量理论，并在相关文献基础上研究了胶体粒子间的耗尽势，对相关的影响因素予以分析。
　　全文共分为三章，主要内容如下：
　　第1章：绪论。介绍了胶体系统的基本研究情况，对胶体粒子间的耗尽作用进行了简要说明；同时扼要介绍了密度泛函理论的研究现状，并且从统计力学角度阐述了密度泛函理论中的密度分布函数和直接相关函数等概念。
　　第2章：硬核Yukawa流体中胶体粒子间耗尽势的密度泛函理论研究。基于Roth、Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了Hard-Core Yukawa(HCY)流体中胶体粒子间的耗尽势。在稀溶液条件下，通过计算两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势，分析了HCY流体的相关因素对耗尽势的影响。结果表明，HCY流体分子的体相密度、胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、HCY流体分子间的相互作用以及胶体粒子与流体分子之间的弱相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响。研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索。
　　第3章：总结和展望。本章对本文的工作进行总结，并对相关领域的发展前景作了简要的展望。

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第 1 章 绪 论

1.1 胶体

1.2 胶体系统中的耗尽作用介绍

1.3 Gibbs 系综理论

1.4 密度泛函理论

1.5 本文的主要工作及研究意义

第 2 章 Yukawa 流体中胶体粒子间的耗尽势

2.1 引言

2.2 基本理论

2.3 HCY 流体中耗尽势的密度泛函理论

2.4 HCY 流体中胶体粒子间的耗尽势与耗尽力

第 3 章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表的论文