材料物理课件4软物质SoftMa

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4 软物质: Soft Matter
软物质大多来自于有机物质,其结构常常介于 固体和液体之间,从宏观尺度看不象晶体结构那样 有完美的周期性。从原子、分子尺度看是完全无序 的,但在介观尺寸下存在规则的结构。
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4 软物质: Soft Matter
软物质之所以表现出与固态和液态不同的特性, 在于介观尺度下这种有序结构的出现:一方面,决 定流体的热涨落和动力学相互作用支配着系统的行 为;另一方面,介观尺度下受约束结构显示出类似 于固体的行为。这两者共同的作用支配和操纵了软 物质独特的性质。
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4 软物质: Soft Matter
一般而言,对于两种以上物质组成的混合体系, 有可能自身或在外界作用下形成某种特定的结构。
对于单一物质所组成的软物质体系,其所组成 的分子必须有某种特定的结构或功能——所谓超分子, 例如液晶分子,一些活化剂以及生物大分子等。这 些分子可以通过自身的自组装而形成各种有序的结 构。
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软物质体系由于附加自由度的作用可以自组织, 最后形成附加自由度有序的自组织结构。
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4 软物质: Soft Matter
在外界作用下软物质的结构之所以发生根本性 的变化从而导致剧烈的效果,这表明软物质是有其 内部结构的。
软物质也被称为为复杂流体或结构液体,主要 就是因为软物质在其柔软的背后存在着复杂的、有 结多重构的特性。
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软物质自组织的形式
1. 超分子自组装
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2. 单(大)分子自组织
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3. 熵驱动下的自组织
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3. 熵驱动下的自组织
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4 软物质: Soft Matter
1. 概念的提出 P.-G.de Gennes
软物质的基本特征是在外界的微小作用下(如温 度或外场等),会产生显著的宏观效果。
所谓小的影响大的效果是软物质体系的基本特 征。
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4 软物质: Soft Matter
软物质除了具有简单体系的硬物质所特有的平移 自由度之外,常常还有一个或更多的附加自由度。
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3. 非平衡动力学自组织
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百度文库
软物质的复相分离
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软物质的复相分离
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4 软物质: Soft Matter
常见的一些软物质体系: 高分子聚合物、液晶、胶体、乳液、超分
子材料(双亲性分子)、以及生物大分子等。
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F = H - TS
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