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合肥工业大学 机械CAD课程设计论 文 翻 译设计题目: 统计力学坐标膜致密的自我避免 学生姓名： 刘全乐 学 号： 20100489 专业班级：机械设计制造及其自动化10-4班 指导老师： 翟华 时 间： 2013年06月13日 统计力学集体坐标阶段中膜致密的自我避免D.R. Daniels英国华威大学物理系收于2004年7月23于2005年1月30日前可用在线摘要我们一个提出范围涵盖很广的统计的技术理论,密集的填充有限度的过滤膜的自我回避继而接近均匀分布的阶段。我们也给出一个理论的关于小角度的分散光谱会类似这样聚集的预期，此外这还表明这可以有效地筛选出过滤膜密集的相位。这是一个定量的关于什么时候这个工作中残留的可以应用的可以被表达的理论的方法概括的讨论。在这个工作中得到的结果很可能与物质的或者是生物的过滤膜可能的新奇的稠密的阶段相关联。关键词:统计力学;膜;自我回避介绍自我回避系统过滤膜是两个空间在三维空间混合的有联系的啮合嵌入，就是这样过滤膜很自然的在红细胞的细胞支架中出现。碳纤维氧化涂层聚合覆盖或者是单层出现以及交联的DNA网络这描绘过滤膜表现的统计力学更多的是人们众所周知的一个二维普遍化的单向度聚合物情况. 了解自我避免限度式过滤膜的性能。因此剩下来就研究理论上的以及实验上的两者的一个有效地区域。为了进一步说明我们引用了被给出的广泛认同的评论的读物,例如推荐期刊。在很多的理论上的工作在很好的溶解条件下单一的隔绝的范围薄膜的案例已经被提出。目前的研究文献提出这样一个在预定的低温的阶段和高温的褶皱的情况阶段范围薄膜被崩溃的跃迁所扭曲的的特征。这个低温的相位被称为平相拥有很大的持久性长度 。它拥有很大的持久性长度以及在嵌入的体积空间中有一个自发的方向。这个高温的褶皱的相位特征在于一个有限的持久性长度以及在嵌入的空间体积内没有自发的方向。然而, 所有先前的理论上的关于自我避免式的交互单个的孤立的限度过滤膜的推理已经被证实非常的复杂。在文献中这个分析的工作在相关的关键的范例以及全局的阶段图解中的一系列的结果也没确切表明。例如，此外,现有的数字的工作表明一个单个的孤立的限度薄膜在褶皱的相位(当然是扭曲的跃迁)是完全会消失的,以及个别人自我避免的限度式过滤膜是经常出现在延伸的相位。在这个工作中(反对大多数以前工作的结论) 在这样宽松的特征正如稀释的条件我们将不能够处理一个在良好的溶剂中单一的孤立的自我隔离限度薄膜根据。恰恰相反, 在这工作中 我们将学习到理论上的在以前大多数工作基础上的精确地反物理的限制，也就是那种吧密集的集中地大量填充的，因此大量的自我避免式的限度过滤膜也近乎同类的的系列。在这个工作中我们的假设的方法是对于相对于以前取得巨大成功的高分子聚合物产品和高分子融合物受启发的通过类似的方法。这在里我们应该将工作理解为它并不是为了让我描述我们熟知的情况一个有规律的安排好的在层叠状态下的过滤膜的堆栈。此外,显式薄膜的影响是可以忽略不计的,如典型的情况式过滤膜的自我描述。我们将在以下的一个部分中继续进行被用到的理论大纲。2、理论为了描述统计力学自我避免式限度式过滤膜的系列, 我们必须估算出下列明确的分区的功用。自由能源被给出根据薄膜的坐标系通过：对于二维一般化的表现一般化(过滤膜)的相应的和出名的自由能源的单向度的物件(聚合物) 直接的计算类似于可怕的攻击方式被给出的分割区函数。然而,在这个工作中,我们开展进度履行有效的变量挑战并且朝向浓度密集方向发展。类似于我们的分割区函数现在可以成为：场是公式（3）强制执行约束条件，小常数应用于收敛函数的积分。我们可以确定的是接下来的计算将会方便许多：其中F通过下列公式给出：作自由能源体现出相当大的简单化,直到现在在我们的操控习惯上,为了进一步的开展工作我们不会做出相关的近似值然而,但是我们需要调用接下来的近似值方案。2.1、扰乱性的平稳场的发展在这个工作我们有兴趣探索不久的均匀的伟大政权式的许多大型的、自我逃避,体积填充式的系膜。一个意味着区域类型一个薄膜密度（r）可能是有效的（看下面讨论），为了产生和引起平均场（r）的发展，我们必须首先执行一个扰乱性的平均场扩张。我们必须首先对执行一个扰乱性的平均场扩张。也方便方便了适当的平均值的OveRx我XTH采取相当轻松，并最终导致近似表达式为。请注意，在抵达式（7），我们已经包含了相应的积分的整个体积V，膜的中心，质谱的坐标。式（7）还定义q（在大面积的限制）的膜模拟聚合物德拜函数9,10:量 是对膜的二维Green函数隐式地通过的溶液中给出:执行所需的功能性整合了(r)式的协助下，我们到达我们的最终表达的分区功能在我们的傅立叶改造集体的坐标(q)：和我们已经定义了“内核”：平均场性质可以很容易地从上面看出，由式（11）我们可以直截了当地计算相关的期望值要求，如人力资源开发的平均密度：和密度密度相关的：过程中采取的极限。从方程中可以看出！式（11）（13）和（14），以我们收集的近乎一致地地执行有关必要的的同质性条件常量的密度，容积填充，自回避栓系膜3.小角散射为了讨论理论上预测膜的小角散射特性,我们需要专注于周围的膜密度波动的平均密度，因为这些波动，这是典型的探测实验。可以方便地读取从适当的我们要求数量式（14）和由下式给出:3在方程（15）是不相关的（可以安全地忽略）。对于大多数的q值，但须当q=0时，以执行有关全局不可压缩的最大的膜系统（作为一个整体）。可能的尺度（即接近整个卷）为了计算;我们首先需要求解方程（9）膜的格林函数，我们发现（有短距离的区域截止这样做：使用式16定义我们在式8可以计算积分的面积，使得成立（在大面积的限制）:完成计算的理论上预测的小角散射式中 （15），我们收集的近恒定的密度自回避膜。几个实验5,6,20-22报告的散射栓系膜在文献中是存在的，但主要用于在溶剂条件良好的单一的，孤立的栓系膜，据我们所知，从大量的小角散射（有关此项工作中考虑到情况）浓缩（或密集的）的栓系膜（例如，类似的聚合物的情况下的融化说）已经没有了实验研究. 这部分大量的解释了化学比实际合成的膜难度大，例如，以产生类似地适当数量聚合物材料然而，这将是非常有意思，看看是否我们预测理的散射行为是否正确（由方程（15）的上述给定的），在这项工作中能够得到在浓缩的条件下的实验证实（或致密），还有诸如滤膜，体积填充率，限制等:4，自我避免式的筛查我们现在希望研究一个单独的滤膜所包围的属性由宿主的其他的滤膜，考虑到自我避免因素相互影响10,23,24.因此，我们考虑加入到我们的密集收集的N号膜, 一个额外的N+1号试验膜，作为探针，并计算有效的潜力，由于存在其他的N号膜。将第N+1号测试膜的引入到我们的系统，导致一个额外的情况，式的自由能，给定：使用在前面的章节中所获得的结果（式（11），我们现在可以直截了当地整合了相关的自由程度，并得出以下平均，有效作用势由我们的测试膜得出。是通过下列式子给出：从式（20）我们可以看到，通过我们的有效的定性自我避免相互作用测试膜，已考虑所有其他膜的影响，而筛选出来，如果满足以下条件：从最大值q我们发现代入式（21）给出的筛选条件，意味着尺度大于相关长度由得出，自我避免在我们的测试膜的相互作用而有效的筛选出来，由于存在（及相互作用的）所有的周围的其他膜相反情况，在尺度小于;自避免对我们的影响测试膜倾向于控制类似的筛查效果，这早已被称为密集情况下的聚合物9,10。膜同等基础结果在参考文献发现 23,24。这将是非常有趣的，如果这种类型的理论上预测筛查特性集中（或致密）拴系膜能够被实验观察到。5，有效区域在这项工作我们处理很多大的拴系膜膜浓缩或密集的排列的自回避系统。我们的主要假设在我们的理论方法，如上文所述，是该系统的膜描述必须是接近同质化。我们在这个同质化膜的排列填充提供给他们的整个体积，这意味着它们可以很好地通过一个恒定的平均密度，再加上周围密度小波动达到平均值。（等价地，说句题外话，我们的做法也可以被看作描述一个单一的，非常大的，空间填充的，自回避拴系膜膜）。对于均匀的膜系统，其特征在于由平均密度加波动的影响，我们可以大致量化时通过我们的方法仍然有效继条件：膜的平均粒径必须是大于膜的平均间距。然而，人们可能希望使更多的量化这种情况下，在这种情况下，似乎适当的步骤如下。膜中R 0的平均间距由给出。因此，我们分析上面的有效性条件完全围绕寻找膜平均值大小，获得一般回转半径。式计算 （22）栓膜，包括自我避免，是一个颇为微妙，细微而困难的问题，各种，往往相互冲突的结果被在文献中找到11-19。然而，对于这项工作的充分的的用途我们可以充分进行如下先验的实力，并根据自我回避，我们可以构造一个孤立的拴系膜三种不同尺度。（R1R 2和R 3中在下面说明）。这可能有助于表征膜的平均大小。以R1，R2和R3并使用上面的R0。因此，可以识别和辨别以下均匀的的制度附近，的情况下，许多自回避拴系滤膜，我们的做法应该仍然有效。5.1。在自我避免“皱巴巴的或幻相膜的平均大小，没有自我避免，R 1从式22中的给出。此时均匀的状态，平均密度加小幅波动特点，将是一个很好的说明，粗略地讲无论何时。5.2自避免为主平均粒径为强烈的自回避为主的的滤膜，R2通过一个简单的缩放型参数（注意相似的缩放）因此，人们可能会密集表征均匀状态，再次说明平均密度加小波动，即当R2与 R0大致相等的情况。5.3弗洛里类似交叉估计一个自避免滤膜，R 3，平均粒径为预算的Flory特性类似，是再次通过一个简单的弗洛里型参数。尽管R3是已知的近似式的平均大小为一个自避免滤膜，这里作为一个有用的估计达到目的中间（或交叉）大小介于R1和R2之间：这中间制度也可以描述的平均密度加上小的波动，大致R3与 R0。5.4筛选考量我们在上一节的筛查结果中，可能会导致一致性有利于滤膜的均匀性的条件没有自我避免：。然而，一个人应该谨慎操作对任何的滤膜是可观察到的屏蔽效果的一个必要条件是，在筛选相关的长度必须小于平均粒径的膜，如果膜不会遇到任何影响，筛选自避免将成为完全屏蔽我们的滤膜可以自由其他可替代的均匀的的制度，其特征在于，输入各自的平均尺寸为R 2和R 3;以及与它们相关的均匀性条件上面给出的。5.5曲率考虑虽然没有相关的拴系膜（，因为他们可随意弯曲）我们在此处给出的完整性，类似估计数字，平均粒径为自回避流体滤膜25,26，这是为主的主导地位由曲率处罚。没有自我避免占主导地位的小曲率的流体滤膜平均大小大约由给出，其中k是弯曲弹性模量，当自我避免的影响占主导地位，平均粒径再次由给出，Flory特性就像估计R4和R2之间之间交叉网现在的情况下，给定的小曲率为主的流体膜：。6讨论在本节我们简要地讨论一些由我们提出的相关问题的计算。有一点值得注意的是，在这项工作中我们假设整个我们正在处理足够大的滤膜，使问题相关的膜边界的形状根本不会出现另一点值得注意的是，对于孤立自我避免拴系滤膜在良好溶剂的条件下，它通常的解析数值1-4他们是在较小尺度粗糙并在平坦的较大的长度范围。有趣的是，这是被比较的行为与对比发现上述许多自回避拴系滤膜系统在密相的屏蔽效应。它被发现于在密集如上述，筛选相自我避免的影响，在较小长度范围往往占据主导地位，而较大的长度范围自我避免有效而筛选出。一个额外的一点这里值得一提，如下。其中一个可能是非常重要的的物理成分（以上提到），拴系膜通常缺席认为这项工作（但目前说流体膜）是膜的曲率25,26。在许多流体膜都有一个明确的惩罚项的曲率半径，目前描述它们的自由能，从而容易让他们“平坦的”和伴随地更容易形成层状阶段25,26。注意，这里介绍的工作的目的不是描述定期有序层状相膜堆。此外，拴膜通常是没有这样一个明确曲率惩罚项来描述它们的自由能，使他们保持有点松弛了，一会因此预计_不太可能在形成多片状包装时紧密地联系在一起。此外，流体膜的下趴疏水/亲水相互作用通常是驱动器的形成多层。尽管如此，它已经争论3,27，可以自我避税想到了一个“有效”抗弯刚度甚至拴系膜诱导。显然，为了得到平坦的相位中的一个孤立的膜_膜内部的影响避免自应是微不足道的_但膜间自避免的影响可能是重要的，许多平膜。它可能有因此希望延长这里介绍的工作包括影响明确膜的曲率。然后这将是有趣的比较和对比的空间位阻作用（个体经营避税）和膜曲率的影响任何可能形成的有序，紧密堆积结构（如片状例如），在高密度的许多膜集合。顺便说一句，我们应注意，这是众所周知的，热波动摧毁的存在长范围层状流体膜堆秩序和近晶液体晶体25,26。最后，如前面所提到的上述观察的新密相自回避栓膜在这项工作中考虑_大概会实验代表一个挑战。一个可能的方法是将化学合成的长链附近的不可压缩的，聚合物膜熔体模拟融化，例如。这将需要大量的聚合合适拴系膜（或单个非常大的膜）固定（或鱼网）连通性。另一种可能的方法是，以调查是否足够类似密相栓系膜可以被证明在一个预先存在生物学上下文。7.结论我们已经研究了很多自我回避的统计力学拴系膜致密，浓缩，体积填充。因此同质化阶段我们通过引入集体坐标。也给了理论上预期小角散射光谱这样一个集合膜。此外，我们从理论上预测，自避免相互作用成为有效的屏障致密膜的集合。正是定量讨论在这项工作中概述理论方法仍然有效，以及简要讨论了可能的作用膜曲率效应。这将是非常有趣的，如果理论预测这项工作中，如上文所述，实验观察到的情况下集中（或致密）拴系膜。在此获得理论计算结果工作的利益，相关性和重要性可能会在可能新阶段密集的集合物理6,7和生物学5,8膜。鸣谢从国家的工作得到了美国授予的数HL58512心脏肺脏与血液研究结果。参考文献1 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