论文部分内容阅读
相变是凝聚态物理研究中的一个重要课题。空间的限制作用是影响相变的一个重要因素。本论文研究了二氧化碳和水在限制空间中的成核与相行为。我们首先利用密度泛函理论，研究了二氧化碳在圆柱形纳米孔中的干燥转变和密度涨落，发现在干燥转变点附近，二氧化碳的密度涨落可以比主体相大两个数量级，且密度涨落最大处位置可以距离孔壁3nm远。这些行为受纳米孔的亲水性和限制程度等多方面影响。利用分子动力学模拟，我们还研究了水分子在钢材料表面的结冰成核，发现疏水表面可以抑制成核。在模拟过程中发现了两种不同的成核过程，慢速成核过程可以在空间中形成一种以十二面体作为连接点的纳米尺度骨架结构，为五边环在冰中的稳定存在提供了条件。这些结论可以加深我们对成核过程和相变的理解，为相关物理应用工业生产提供指导意见。