本报讯 徐宁教授课题组近期在二维固体熔化研究中取得了新的进展,研究成果8月15日在线发表于Physical Review Letters 。该课题组长期关注软芯胶体体系的相变与自组装。软芯胶体顾名思义具有柔软的核,可以允许胶体颗粒很大程度地挤压,就像柔软的橡皮球或棉花糖。软芯胶体颗粒形成的固体具有一个最大的熔化温度,从而导致可重入熔化,即在温度恒定(低于最大熔化温度)增大密度的过程中,液体会凝结成固体并且在更高的密度处再次熔化成液体。该课题组发现,二维软芯胶体固体的熔化由于存在可重入熔化特性而表现出非常有趣的行为。最大熔化温度所对应的临界密度是一个分水岭,低于临界密度时,六角相-液体相变呈现出一级相变特性,六角相和液相会共存,该共存区随着靠近临界密度而缩小,并在临界密度处消失;高于临界密度时,六角相-液体相变始终是连续的。因此,最大熔化温度是六角相-液体相变由不连续到连续的转变点。非连续六角相-液体相变的起因目前还没有理论解释,该工作表明,密度是影响二维软芯胶体体系六角相-液体相变本质的重要因素,非连续相变的出现并不依赖于系统,而可能依赖于距离刚性粒子极限的远近。因此,该工作丰富了人们对二维固体熔化的认识,为进一步探讨二维固体熔化机理提供了新的素材。审稿人认为该工作“令人惊讶,是该领域的重要进展”。
博士研究生祖梦婕是上述工作的第一作者。
(物理学院)