Relaxation and Diffusion in Complex Systems

آرامش و انتشار در سیستم های پیچیده به طور جامع شواهد تجربی مختلفی از خواص آرامش و انتشار جهانی در مواد و سیستم های پیچیده ارائه می دهد. مواد مورد بحث شامل مایعات، شیشه‌ها، کلوئیدها، پلیمرها، لاستیک‌ها، کریستال‌های پلاستیکی و مخلوط‌های آبی و همچنین کربوهیدرات‌ها، مولکول‌های زیستی، محافظ‌های زیستی و داروها می‌شوند. با توجه به فراوانی داده‌های تجربی، تأکید بر شکل‌دهنده‌های شیشه و مسئله انتقال شیشه‌ای، یک مسئله هنوز حل نشده در فیزیک ماده متراکم و شیمی است. شواهد برای خواص جهانی آرامش و دینامیک انتشار نشان می دهد که یک قانون فیزیکی اساسی در کار است. منشأ ویژگی‌های جهانی در تأثیرات بدنی متعدد این برهم‌کنش ردیابی می‌شود، که نظریه دقیقی در حال حاضر وجود ندارد. با این حال، با استفاده از راه‌حل‌های مدل‌های ساده‌شده به‌عنوان راهنما، مقادیر کلیدی شناسایی شده‌اند و پیش‌بینی‌هایی از ویژگی‌های جهانی ایجاد شده‌اند. این پیش‌بینی‌ها از مدل کوپلینگ نگای می‌تواند به‌طور کیفی و همچنین کمی خواص دینامیکی مشاهده‌شده آزمایشی مواد و سیستم‌های برهم‌کنش پیچیده مختلف را در بسیاری از موارد، اساساً از قدرت برهم‌کنش، توضیح دهد. تغییر آرامش و دینامیک انتشار هنگامی که ابعاد ماده به مقیاس نانومتر کاهش می یابد با پیش بینی ها مطابقت دارد. موفقیت مدل کوپلینگ، معیارهایی برای درک ویژگی های آرامش سیستم های برهم کنش پیچیده فراهم می کند و همچنین راه را برای ساخت نظریه های دقیق در آینده هموار می کند. آرامش و انتشار در سیستم‌های پیچیده پیشرفت‌هایی را توصیف می‌کند که بر بسیاری از حوزه‌های مختلف تحقیقاتی تأثیر می‌گذارد، و برای کسانی که در زمینه‌های علم مواد، فناوری نانو، انرژی و پزشکی کار می‌کنند، مورد توجه خاص خواهد بود.

Relaxation and Diffusion in Complex Systems comprehensively presents a variety of experimental evidences of universal relaxation and diffusion properties in complex materials and systems. The materials discussed include liquids, glasses, colloids, polymers, rubbers, plastic crystals and aqueous mixtures, as well as carbohydrates, biomolecules, bioprotectants and pharmaceuticals. Due to the abundance of experimental data, emphasis is placed on glass-formers and the glass transition problem, a still unsolved problem in condensed matter physics and chemistry. The evidence for universal properties of relaxation and diffusion dynamics suggests that a fundamental physical law is at work. The origin of the universal properties is traced to the many-body effects of the interaction, rigorous theory of which does not exist at the present time. However, using solutions of simplified models as guides, key quantities have been identified and predictions of the universal properties generated. These predictions from Ngai’s Coupling Model can qualitatively as well as quantitatively explain the experimentally observed dynamic properties of different complex interacting materials and systems in many cases, essentially from the strength of the interaction. Change of relaxation and diffusion dynamics when dimension of the material is reduced to nanometer scale are consistent with the predictions. The success of the Coupling Model provides some measure of understanding the relaxation properties of complex interacting systems and also paves the way for the construction of rigorous theories in the future. Relaxation and Diffusion in Complex Systems describes advances that affect many different areas of research, and will be of particular interest to those working in the fields of materials science, nanotechnology, energy and medicine.