Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems
Equation of state for systems with particles self-assembling into aggregates is derived within a mesoscopic theory combining density functional and field-theoretic approaches. We focus on the effect of mesoscopic fluctuations in the disordered phase. The pressure - volume fraction isotherms are calc...
Saved in:
| Published in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120267 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems / A. Ciach, O. Patsahan // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23604:1-16. — Бібліогр.: 27 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862661827758915584 |
|---|---|
| author | Ciach, A. Patsahan, O. |
| author_facet | Ciach, A. Patsahan, O. |
| citation_txt | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems / A. Ciach, O. Patsahan // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23604:1-16. — Бібліогр.: 27 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Condensed Matter Physics |
| description | Equation of state for systems with particles self-assembling into aggregates is derived within a mesoscopic theory combining density functional and field-theoretic approaches. We focus on the effect of mesoscopic fluctuations in the disordered phase. The pressure - volume fraction isotherms are calculated explicitly for two forms of the short-range attraction long-range repulsion potential. Mesoscopic fluctuations lead to an increased pressure in each case, except for very small volume fractions. When large clusters are formed, the mechanical instability of the system is present at much higher temperature than found in mean-field approximation. In this case phase separation competes with the formation of periodic phases (colloidal crystals). In the case of small clusters, no mechanical instability associated with separation into dilute and dense phases appears.
Рiвняння стану для систем частинок, що самоскупчуються в агрегати, є отримане в рамках мезоскопiчної теорiї, що поєднує метод функцiоналу густини i теоретико-польовий пiдхiд. Ми дослiджуємо вплив мезоскопiчних флуктуацiй у невпорядкованiй фазi. Явно обчислено iзотерми ‘тиск – об’ємна частка’ для двох наборiв параметрiв потенцiалу короткосяжне притягання плюс далекосяжне вiдштовхування. В кожному випадку врахування мезоскопiчних флуктуацiй приводить до пiдвищення тиску, за винятком дуже малих об’ємних часток. Коли утворюються великi кластери, механiчна нестiйкiсть системи присутня при набагато вищих температурах, нiж це було отримано в наближеннi середнього поля. В цьому випадку фазове вiдокремлення конкурує iз формуванням перiодичних фаз (колоїдних кристалiв). У випадку малих кластерiв механiчна нестiйкiсть, пов’язана з вiдокремленням в розрiджену i густу фази, не виникає.
|
| first_indexed | 2025-12-02T12:18:41Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120267 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-324X |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-02T12:18:41Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ciach, A. Patsahan, O. 2017-06-11T14:19:07Z 2017-06-11T14:19:07Z 2012 Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems / A. Ciach, O. Patsahan // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23604:1-16. — Бібліогр.: 27 назв. — англ. 1607-324X PACS: 61.20.Gy, 64.10.+h, 64.60.De, 64.75.Yz DOI:10.5488/CMP.15.23604 arXiv:1201.0464 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120267 Equation of state for systems with particles self-assembling into aggregates is derived within a mesoscopic theory combining density functional and field-theoretic approaches. We focus on the effect of mesoscopic fluctuations in the disordered phase. The pressure - volume fraction isotherms are calculated explicitly for two forms of the short-range attraction long-range repulsion potential. Mesoscopic fluctuations lead to an increased pressure in each case, except for very small volume fractions. When large clusters are formed, the mechanical instability of the system is present at much higher temperature than found in mean-field approximation. In this case phase separation competes with the formation of periodic phases (colloidal crystals). In the case of small clusters, no mechanical instability associated with separation into dilute and dense phases appears. Рiвняння стану для систем частинок, що самоскупчуються в агрегати, є отримане в рамках мезоскопiчної теорiї, що поєднує метод функцiоналу густини i теоретико-польовий пiдхiд. Ми дослiджуємо вплив мезоскопiчних флуктуацiй у невпорядкованiй фазi. Явно обчислено iзотерми ‘тиск – об’ємна частка’ для двох наборiв параметрiв потенцiалу короткосяжне притягання плюс далекосяжне вiдштовхування. В кожному випадку врахування мезоскопiчних флуктуацiй приводить до пiдвищення тиску, за винятком дуже малих об’ємних часток. Коли утворюються великi кластери, механiчна нестiйкiсть системи присутня при набагато вищих температурах, нiж це було отримано в наближеннi середнього поля. В цьому випадку фазове вiдокремлення конкурує iз формуванням перiодичних фаз (колоїдних кристалiв). У випадку малих кластерiв механiчна нестiйкiсть, пов’язана з вiдокремленням в розрiджену i густу фази, не виникає. A part of this work was realized within the International PhD Projects Programme of the Foundation for Polish Science, co-financed from European Regional Development Fund within Innovative Economy Operational Programme “Grants for innovation”. Partial support by the Ukrainian-Polish joint research project under the Agreement on Scientific Collaboration between the Polish Academy of Sciences and the National Academy of Sciences of Ukraine for years 2009–2011 is also gratefully acknowledged. en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems Вплив мезоскопiчних флуктуацiй на рiвняння стану кластероутворювальних систем Article published earlier |
| spellingShingle | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems Ciach, A. Patsahan, O. |
| title | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| title_alt | Вплив мезоскопiчних флуктуацiй на рiвняння стану кластероутворювальних систем |
| title_full | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| title_fullStr | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| title_full_unstemmed | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| title_short | Effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| title_sort | effect of mesoscopic fluctuations on equation of state in cluster-forming systems |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120267 |
| work_keys_str_mv | AT ciacha effectofmesoscopicfluctuationsonequationofstateinclusterformingsystems AT patsahano effectofmesoscopicfluctuationsonequationofstateinclusterformingsystems AT ciacha vplivmezoskopičnihfluktuaciinarivnânnâstanuklasteroutvorûvalʹnihsistem AT patsahano vplivmezoskopičnihfluktuaciinarivnânnâstanuklasteroutvorûvalʹnihsistem |