Обобщенное квазихимическое приближение для решеточной системы с SALR-потенциалом

Abstract

Исследована решеточная модель системы наночастиц либо макромолекул, части которой притягиваются на малых расстояниях и отталкиваются на больших (SALR – Short-range Attraction Long-range Repulsion). В качестве модели рассмотрен решеточный флюид с притяжением ближайших и отталкиванием третьих соседей на плоской треугольной решетке. Свободная энергия изучаемой системы представлена в виде суммы энергии базисной системы, определяемой средними потенциалами, и диаграммной части свободной энергии. Статистическая сумма для первой из этих частей может быть легко факторизована, а для второй допускает разложение в ряд по перенормированным с помощью средних потенциалов функциям Майера. При учете двухузловых членов в указанном разложении сформулировано обобщенное квазихимическое приближение (ОКХП), позволяющее получить в замкнутой форме выражения для равновесных характеристик модели. Рассмотрен алгоритм и выполнено моделирование равновесных свойств изучаемой решеточной системы по методу Монте-Карло. Показано, что развитый подход позволяет получать адекватные оценки равновесных термодинамических (химический потенциал, термодинамический фактор) и структурных (двухчастичные функции распределения ближайших соседей) характеристик системы вне области существования в ней упорядоченной фазы.