讲座题目：Surface Free Energy and the Solvation of Nanoparticles: Effect of Curvature
主讲人: Brian B. Laird, 美国堪萨斯大学化学，系主任、教授
主持人：杨洋研究员
开始时间：2017年6月1日14:45
结束时间：2017年6月1日16:00
讲座地址：闵行校区物理楼226
主办单位：物理与材料科学学院
报告摘要：
界面自由能随曲率变化的物理规律，对于理解纳米颗粒在溶液中的溶解过程至关重要，这是因为大曲率界面和平界面相比，界面自由能的数值存在巨大的差异。针对这一物理规律，2004年König, Roth和Mecke建立几何形态热力学(Morphometric Thermodynamics, MT)，提出溶剂化自由能可以看作是几个几何系数的线性叠加，而这几个几何系数仅仅依赖于溶质-溶剂原子间的相互作用[Phys. Rev. Lett. 93, 160601 (2004)]。几何形态热力学MT的基础是积分几何学中的哈德维格尔定理，应用它来预言纳米颗粒的界面自由能和溶剂化自由能，有希望把计算成本减少数个数量级。然而目前还没有很多研究将其应用在具体体系中。
我们应用分子动力学模拟方法，计算了硬球模型液体与球形和圆柱形颗粒形成的界面的界面自由能γ，以及该界面自由能和与颗粒半径R和液体堆积因子密度η的变化关系。结果证实MT能够以超高的精度预言η<0.42范围内的界面自由能。在这个范围内，应用经典密度泛函理论获得的结果也能够与前两种方法计算的界面自由能高度一致。但是，在η>0.42范围，分子动力学计算的γ(R)关系明显偏离了MT的理论预言，这一结果指出，MT在应用到高密度硬球模型液体时存在局限性。我们的比较研究原则上可以提供任意光滑表面与硬球模型液体之间界面的界面自由能的精确数值。
报告人简介：
Brian B. Laird，博士，美国堪萨斯大学化学系，全职教授、系主任。兼任堪萨斯大学物理学系客座教授，德国弗赖堡高级研究院高级研究员。他的科研方向集中在应用统计物理与分子模拟方法探索物质与其界面的性质，在物质界面计算模拟领域拥有多项世界领先的算法技术，并开发多个催化反应模拟方法。Specific areas of research include (a) investigations into the structure, dynamics, and thermodynamics of the interfaces between condensed phase materials (crystals, liquids, amorphous materials), (b) prediction of solid-liquid, liquid-vapor coexistence properties in systems under nano-scale confinement, (c) and the development of advanced algorithms for molecular dynamics simulation.先后发表111篇论文，收获5000余次引用，H因子38，i10因子82。曾获美国自然科学基金CAREER奖。
²1994年至今美国堪萨斯大学化学系（现任系主任，全职教授）
²1988-1994 哥伦比亚大学、德国尤里西研究中心、澳大利亚悉尼大学，博士后
²1982-1987 美国加州大学伯克利分校化学系，理论化学博士
²1978-1982 美国德克萨斯州奥斯丁分校，化学学士、数学学士
