物理学进展

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2020年, 第40卷, 第1期　刊出日期：2020-10-12 下一期

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理解和应用疏水相互作用的尺度依赖原理

邸维帅, 王娟, 梅岳海, 曹毅

2020 (1): 1-18.

PDF(28799KB) ( 604 )

Lum，Chandler 和Week 三人建立起来的尺度依赖的疏水相互作用理论为人们提供了一个重要的理论框架（LCW 理论）去理解和进一步研究与疏水相互作用相关的现象。按照LCW 理论，当一个疏水粒子的半径小于1 纳米，它的疏水水合自由能与其半径的三次方成线性关系；而当一个疏水粒子的半径大于1 纳米，它的疏水水合自由能与其半径的二次方成线性关系。1 纳米是一个较为普适的转变半径。小于这个尺度，水合的热力学过程是由熵主导的，大于这个尺度，水合的热力学过程是由焓主导的。在这篇综述里，我们介绍了温度，压强和水里面的添加物对疏水水合自由能的影响。在实验上，我们对基于原子力显微镜的单分子力谱方法研究疏水高分子水合能作了重点介绍。同时，对这一理论在蛋白质折叠和膜组装等体系中的应用也做了介绍。

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SOS: 对称操作相似原理

李翔

2020 (1): 19-31.

PDF(1732KB) ( 842 )

凝聚态物理学往往为对称性所支配。自发对称性破缺将导致相变，而且许多可观测量或物理现象都与破缺的对称性有关，如铁电极化、铁磁磁化、旋光性（包括法拉第旋转和磁光克尔旋转）、二次谐波发生、光伏效应、非互易性、霍尔效应型输运以及多铁性。在这里，我们提出以下观点：从对称性破缺的角度来看，当构成量（如自旋排列、晶格畸变，或处于外场以及其他环境中等）或测量方式（如光学探测，或处于不同极性态中电子和其它粒子探测，或对体极化[磁化] 等的测量）遵循对称操作相似(symmetry operational similarity, SOS) 原理时，我们便可以观测到某些特定的物理现象。这种SOS原理提供了一种在复杂材料中用简洁而清晰的物理图像描述非直观物理现象的途径。反之，也可以用于甄别具有潜在需求特性的新材料，或发现已知材料中新的物理现象。