教师简介
Avik Chatterjee

副教授

化学系
220约翰实验室

achatter@abe-men.com
315-470-4747

研究及奖学金

Ph.D., 1996, Cornell University; Postdoctoral Associate, 1996-1998, University of Illinois at Urbana-Champaign; Postdoctoral Associate, 1998-1999, 物理科学与技术研究所, 马里兰大学帕克分校.

纳米颗粒渗透:

Dr. 查特吉的工作重点是理解连接粒子网络的形成(“渗透”)。. 这些颗粒可以有不同的形状，从细长的棒状到扁平的圆盘状, 例如, 碳纳米管或石墨烯或粘土片, 分别). 当出现一个能够传输电流或承受机械应力的物理连接网络时，这个浓度被称为渗透阈值. 键浓度随粒子的形状和大小变化很大, 它们在嵌入介质中如何分布, 同时也使用了判定一对物体何时被称为"连通"的标准. 这些依赖关系是在一个基于离散格的模型的类比中进行检验的，该模型将代表性粒子与其邻居的平均接触次数分配为中心角色.

例如, 下图比较了随机的渗透阈值, 各向同性球柱体作为从(i)我们的理论计算的纵横比的函数(实线:单分散球柱各向同性体系中的连通性渗透”, A.P. Chatterjee, J. 理论物理.:凝聚态物质, 27， 375302，(2015))，具有:(ii)蒙特卡罗模拟的结果(填充三角形:”硬纳米颗粒悬浮液中的渗透:从球体到针状”, T. 先令,M.A. 米勒和P. 范德斯库特， Europhys. 列托语., 111, 56004, (2015)).

分形聚集体渗流:

最近，这种方法被推广到通过由许多较小的球形“初级颗粒”组成的分形聚集体来检验渗透。. 分形维数表示为 dF对于密集的三维物体(如球体)，聚集体的密度可以从3(3)变化。, 为1(单位)的线性棒状组件, 内部孔隙度或密实度不同的结构:

我们的工作表明，如果其他变量(如单个聚集体的总体大小)保持固定，则渗透阈值处的体积分数可能作为分形维数的函数显示最小值: 球对称分形聚集体的渗透阈值, A.P. Chatterjee, J. 统计. 理论物理.,卷. 190, 113, 150, (2023):

上图中的各种曲线表示对亚单元对被认为是“连接”的距离的不同选择。. 渗透阈值在中间值处最小 dF 随着连通性范围的增大，分形维数逐渐变小，最终消失.

这个最小浓度(at d_F ˜ 1.(5 - 2)产生的原因是:(i)密集而致密的聚集体一旦在切线上相互接触就会形成接触, 但是:(ii)更脆弱的物体必须更深入地相互渗透，才能在它们的亚单位之间出现接触. 我们通过将组成每个对象的子单元视为一个被涂抹的点“云”，并根据相互渗透的程度估计可能产生多少接触来模拟这些效果:

该示意图显示了一对相互穿透的分形聚集体，每个聚集体的半径 R,在那里 γδ 表示一对亚基被定义为“连接”的分离。. 对于一个聚合体，子单元显示为密度云，而对于另一个聚合体，每个子单元的中心用一个点表示. 从这些点和密度云之间的重叠处估计接触数.

选定的出版物

选择出版物:

球对称分形聚集体的渗透阈值, A.P. Chatterjee, J. 统计. 理论物理.,卷. 190, 113, (2023).

球对称分形聚集体的几何渗流, A.P. 查特吉和C. 格里马尔迪, J. 统计. 理论物理.,卷. 188, 29, (2022).

“各向同性连续渗流的点阵模型 单分散棒系统”, A.P. Chatterjee, 理论物理. 牧师. E, 96, 022142, (2017).

“各向异性纳米纤维复合材料的隧道导电性:一个基于渗流的模型”, A.P. 查特吉和C. 格里马尔迪, J. 理论物理.:凝聚态物质, 27, 145302, (2015).

“多分散杆系的准普适连通性渗流”, B. Nigro C. 格里马尔迪P. 《突袭,.P. 查特吉和P. 范德斯库特， 理论物理. 牧师. 信, 110, 015701, (2013).

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教学

课程:

FCH 360:物理化学1

FCH 361:物理化学II

fch650:统计物理学 & 大分子化学

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