3.2對稱性破缺程度的影響

之前的研究表明，腔壁分子與流體分子的相互作用是影響受限空間流體相態(tài)特征的重要因素。本文考慮狹縫兩側分子與流體分子相互作用不同從而導致的體系對稱性破缺，并用參數(shù)qs表示對稱性破缺程度。為了考察對稱性破缺對體系氣液平衡界面張力的影響，在圖3中給出了當H=7.5σ，εhb/ε=20，εw/ε=15時，A2D2型氫鍵流體的界面張力~溫度曲線。

與氫鍵能量變化時類似，受限流體的相圖中呈現(xiàn)出毛細凝聚和層狀轉變多個臨界相區(qū)域，因此對應的界面張力~溫度曲線也對應兩個或多個氣液相平衡。其中層化轉變現(xiàn)象的界面張力變化均隨約化溫度的增加而單調下降，但不同對稱性破缺程度對應的曲線差別并不顯著。這意味，對稱性破缺程度僅僅對毛細凝聚現(xiàn)象對應的界面張力有顯著影響，并且隨著qs的增加，界面張力隨溫度的變化的程度越來越明顯。而當qs=0.1時，氣液平衡界面張力基本不隨約化溫度而發(fā)生改變。

3.3狹縫間距H的影響

研究結果表明，受限微腔中氫鍵流體的相態(tài)結構與其體相結構有明顯差別。這意味著，狹縫間距的變化也會影響受限氫鍵流體的相態(tài)特征。為了進一步研究其具體影響，在qs=0.1，εhb/ε=20及εw/ε=15條件下，計算了不同狹縫間距A2D2型氫鍵流體的界面張力，結果如圖4所示。

H=7.5σ,εhb/ε=20以及εw/ε=15時圖3 A2D2型氫鍵流體在不同對稱性破缺條件下氣液平衡的界面張力

qs=0.1,εhb/ε=20及εw/ε=15圖4不同狹縫間距時A2D2型氫鍵流體的界面張力

從圖4可以看出，當狹縫間距H=5.0σ時，體系僅有一條界面張力曲線，這是由于此時體系僅存在一條氣液共存線。在給定的溫度下，狹縫間距僅對毛細凝聚的氣液平衡界面張力有顯著影響，并且當H越大，界面張力的絕對值越大；在確定的H條件下，若H較小，界面張力隨溫度的上升而單調下降，但當H較大時（H=10.0σ），界面張力與溫度的關系則呈現(xiàn)上升趨勢。根據(jù)狹縫間距的變化趨勢，能夠預測當H繼續(xù)增加時，界面張力~溫度曲線會逐漸趨近于體相的情況。

4結果與討論

本文利用經典流體的密度泛函理論研究了受限于對稱性破缺狹縫間的A2D2型氫鍵流體的界面特征，并根據(jù)相應的結果討論了氫鍵能量、對稱性破缺程度以及狹縫間距對氫鍵流體氣液平衡界面張力的影響。相應結論主要如下：

1）氫鍵能量主要影響流體毛細凝聚的氣液平衡界面張力：在給定的約化溫度條件下，隨著氫鍵能量的增加，毛細凝聚現(xiàn)象對應的界面張力絕對值越來越小。特別地，當氫鍵能量εhb/ε=15.0時，毛細凝聚的界面張力曲線隨著約化溫度的升高而單調上升，而其他界面張力曲線均隨約化溫度的升高單調下降。

2）對稱性破缺程度是影響體系界面性質的重要因素。特別是針對毛細凝聚現(xiàn)象對應的界面張力，隨著qs的增加，其隨溫度的變化的程度愈發(fā)明顯。而當對稱性破缺達到某一程度后（qs=0.1），氣液平衡界面張力基本不隨約化溫度而發(fā)生改變。

3）狹縫間距變化可以影響體系的相態(tài)結構特征和界面特性。隨狹縫間距的增大，體系從僅有一支氣~液共存線演化到存在層化轉變和毛細凝聚2個臨界相區(qū)域，體現(xiàn)在界面張力則從1條曲線轉化到2條，并且其毛細凝聚的界面張力隨約化溫度的升高從單調下降變化為單調上升。

以上研究不僅表明了受限空間中氫鍵流體的吸附特征與流體界面特性及其在受限空間表面上的聚集行為直接相關，同時也為深入研究復雜受限條件下氫鍵流體的相平衡、揭示其聚集態(tài)結構特征提供了相應的理論線索，從而有助于進一步探索微觀及介觀尺度下氫鍵流體的相關物理化學性質。