《不定形系統的Jamming和玻璃化轉變的數值和理論研究》是依託中國科學技術大學，由徐寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不定形系統的Jamming和玻璃化轉變的數值和理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐寧
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目的研究針對目前軟凝聚態物理的一些前沿問題，例如jamming和玻璃化轉變，旨在深化我們對這些問題的認識，彌補國內在這些領域的空白，推進國內軟物質的研究，及加強國內外的合作。項目主要由三個課題組成： 1. Jammed系統的能量圖景（energy landscape）的數值研究; 2. 膠體的jamming和玻璃化轉變; 3. 球鏈的jamming及玻璃化轉變。這些課題都是目前國際上該領域研究的焦點和發展趨勢，對解決玻璃化轉變這一長期困擾凝聚態物理的難題，探討物質jamming轉變的特性，及jamming轉變和玻璃化轉變的內在關係有重要的意義。申請人有從事該領域研究的豐富經驗，做出了一些有影響的重要工作。申請人將運用分子動力學和蒙特卡羅等數值模擬方法對這些問題進行探討，並與一些實驗組合作，對實驗現象做出預言和理論解釋。
結題摘要
在基金的支持下，我們對不定形體系的Jamming和玻璃化轉變進行了系統的研究，基本執行了項目計畫的研究內容。主要的研究成果包括：構建了基於自由能計算的統計物理模型，實現了對勢能圖景中單一勢阱體積的直接計算；發現膠體體系在密度增大發生非晶液-固轉變時存在多個過程，表明零溫Jamming轉變的臨界性；發現在高密度區域存在可重入玻璃化轉變，並且由零溫Jammed固體的特性給出了解釋；提出了由零溫玻璃的結構和振動特性理解玻璃化轉變的新思路；構建了恆定剪下應力下快速尋找勢能圖景中局域勢能極小態的數值模型，用以計算Jammed體系的屈服應力，並發現了零溫Jamming轉變的統一有限尺度標度；揭示了顆粒體系剪下增稠的機理以及剪下稀釋-剪下增稠轉變的結構和動力學特徵。共發表了5篇SCI論文，包括2篇Physical Review Letters、1篇Nature Physics和2篇Soft Matter，1篇論文正在Physical Review Letters審稿，還有1篇論文已經完成寫作，即將投稿。項目負責人2013年獲得國家自然科學基金委傑出青年科學基金的資助，多次在國內外重要學術會議上做邀請報告，已培養畢業1名碩士生，並正在培養8名博士生。
