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李艳伟
职称： 教授、博导、国家优秀青年基金获得者
联系电话：
学系： 计算物理系
E-mail： yanweili@bit.edu.cn
通讯地址： 北京市海淀区北京理工大学信息中心楼406/北京市房山区北京理工大学物理学院理学楼A317A
教育经历
2007 – 2011 中国矿业大学化工学院 理学学士 2011 – 2016 中国科学院长春应化所，高分子物理专业 理学博士
工作经历
2016 – 2020 新加坡南洋理工大学数学物理学院，博士后 2020 – 2024 北京理工大学物理学院 预聘副教授，博导 2025 – 至今 北京理工大学物理学院 教授，博导
科研方向
本课题组基于计算机模拟探索并理解软物质体系中有趣物理性质，研究体系可涉及晶体、非晶体、活性物质、细胞等复杂体系，科研方向涉及1）不同维度下的结晶与融化机理；2）非晶体系的结构与动力学；3）细胞骨架的形貌、相行为及动力学；4）非中心对称体系的组装结构。
学术成就
对应以上科研方向，简要介绍已开展的学术工作如下：
1.不同维度下的结晶与融化机理
三维体系中，液体-晶体转变为一级相变，结晶成核与核增长过程主导体系结晶行为。与三维体系不同，二维晶体到液体的转变更为复杂，这是由于介于晶体和液体可能会存在中间六角相 (hexatic phase)，且六角相到液体的转变既可能是连续相变也可能是一级相变。调控体系参数控制二维结晶或者融化机理以及理解二维融化机理的内在控制因素都极具意义和挑战。我们优化了表征二维体系位置有序的空间关联函数，并采用分子动力学模拟研究了吸引相互作用对单组分体系二维融化机理的影响，发现吸引相互作用会诱导非连续相变，并抑制六角相，这一结果拓展了范德瓦尔斯流体相图；在多组分体系中，揭示了不同融化路径的竞争效应对融化机理的影响，拓展并建立了不同相态稳定性的缺陷密度判断标准。
二维Lennard-Jones (LJ) 体系相图 (左)，六边形体系低温下固-液共存构型 (右)
1)Phys. Rev. Lett, 2023, 130: 258202.
2)Phys. Rev. Lett, 2020, 124: 218002.
3)Phys. Rev. E, 2020, 102: 062101.
4)Phys. Rev. E, 2019, 100(6): 062606.
5)Soft Matter, 2016, 12: 2009.
2.非晶体系的结构与动力学
液体降温过程中，可能会在低于结晶温度时不结晶，形成过冷液体，进一步降温，过冷液体经历玻璃化转变形成非晶固体。液体-非晶固体转变过程中，体系黏度可有近14个量级的攀升，而其静态结构却变化不大，保持长程无序的状态，这与液体-晶体转变截然不同。此外，在非晶液-固转变过程中，体系的动力学越来越慢，动力学关联函数呈现两步松弛，并伴随体系不同区域粒子运动快慢不同等复杂而有趣的现象。非晶体系结构与动力学的内在本质与关联问题是统计物理，软物质物理，高分子物理等领域中的公认难题。
针对这一问题，我们采用分子动力学模拟方法开展了系列工作，如阐明了长波长波动对二维液体的影响，这解释了近50年来实验与模拟中观测到二维液体奇异动力学的原因；发现玻璃体系趋近玻璃化转变点过程中松弛和扩散对过冷度的响应不同，这可能是造成玻璃体系偏离Stokes-Einstein关系的内在本质；借鉴了点对集关联的思想，研究了静态关联长度与体系过冷程度的关系，发现在金属玻璃体系中二者耦合良好，而在Lennard-Jones相互作用的体系中，深过冷区耦合较弱；阐明局域密度大小对动力学的影响；创新性的提出塑性长度能较好预测玻璃体系动力学。
非晶体系中松弛时间与塑性关联长度的依赖关系
1)Phys. Rev. Lett, 2022, 128, 258001
2)PNAS, 2019, 116(46): 22977-22982.
3)PNAS, 2018, 115(25): 6375-6380.
4)Phys. Rev. Res., 2021, 3 (3), 033172
5)Phys. Rev. E, 2016, 94(6): 062601.
6)大学化学, 2016,31(3): 1-10.
7)J. Chem. Phys., 2015, 142, 124507.
8)J. Chem. Phys., 2014, 140, 124502.
3.细胞体系的相行为
基于Voronoi模型，我们研究了二维热平衡及非平衡条件下，细胞体系的有序-无序转变，发现此类体系在强可变形条件下存在中间六角相，而在弱可变形条件下不存在中间六角相。这一结果为揭示表皮细胞(类固相)-间质细胞(类液相)转变机理提供启示。
Voronoi模型描述细胞体系(左)，二维细胞体系的温度(T)-可变形程度(p0)相图(右)
1) Phys. Rev. Res., 2024, 6 (3), 033209
2) Phys. Rev. E, 2021, 103 (2): 022607
3) Soft Matter, 2020, 16: 3914.
4) Phys. Rev. Mater., 2018, 2(4): 045602.
5) Soft Matter, 2020, 16: 5942
4.非中心对称材料设计
非中心对称粒子体系具有丰富的相行为，研究其固化过程能够为材料设计提供理论指导。我们与实验课题组合作，研究了四边风筝形体系的固化过程，揭示了其融化和玻璃化转变机理。
四边风筝形体系低温构型图(左)，不同密度下径向分布函数模拟与实验对比图(右)
1)Phys. Rev. Mater., 2019, 3(12): 125603.
2)J. Chem. Phys., 2013, 139, 024501.
发表论文列表：(*为通讯作者)
1. Yanwei Li*, Yugui Yao, Massimo Pica Ciamarra, Two-Dimensional Melting of Two- and Three-Component Mixture. Phys. Rev. Lett, 2023, 130: 258202.
2. Yanwei Li*, Yugui Yao, Massimo Pica Ciamarra, Local Plastic Response and Slow Heterogeneous Dynamics of Supercooled Liquids. Phys. Rev. Lett, 2022, 128: 258001.
3. Yanwei Li, Massimo Pica Ciamarra, Attraction tames two-dimensional melting: from continuous to discontinuous transitions. Phys. Rev. Lett, 2020, 124: 218002.
4. Yanwei Li, Chandan K Mishra, Zhaoyan Sun, Kun Zhao, Thomas G Mason, Rajesh Ganapathy, Massimo Pica Ciamarra, Long-wavelength fluctuations and anomalous dynamics in 2-dimensional liquids. PNAS, 2019, 116(46): 22977-22982.
5. Mengyuan Li, Yanwei Li*, Relaxation dynamics in the self-propelled Voronoi model for epithelial monolayers. Phys. Rev. Res. 2024, 6 (3), 033209.
6. Yanwei Li, Leon Loh Yeong Wei, Matteo Paoluzzi, Massimo Pica Ciamarra, Softness, anomalous dynamics, and fractal-like energy landscape in model cell tissues. Phys. Rev. E, 2021, 103 (2): 022607.
7. Yanwei Li, Massimo Pica Ciamarra, Phase behavior of Lennard-Jones particles in two dimensions. Phys. Rev. E, 2020, 102: 062101.
8. Yanwei Li*, Massimo Pica Ciamarra, Accurate determination of the translational correlation function of two-dimensional solids. Phys. Rev. E, 2019, 100(6): 062606.
9. Yanwei Li, Ziqi Li, Zhanglin Hou, Thomas G. Mason, Kun Zhao, Zhaoyan Sun, Massimo Pica Ciamarra, Dynamics in two-dimensional glassy systems of crowded Penrose kites. Phys. Rev. Mater., 2019, 3(12): 125603.
10. Yanwei Li, Massimo Pica Ciamarra, Role of cell deformability in the two-dimensional melting of biological tissues. Phys. Rev. Mater., 2018, 2(4): 045602.
11. Yanwei Li, Youliang Zhu, Zhaoyan Sun, Probing heterogeneous dynamics from spatial density correlation in glass-forming liquids. Phys. Rev. E, 2016, 94(6): 062601.
12. Yanwei Li, Zhaoyan Sun, The relation between local density and bond-orientational order during crystallization of Gaussian core model. Soft Matter, 2016, 12: 2009.
13. 李艳伟, 孙昭艳, 安立佳, 玻璃与玻璃化转变. 大学化学, 2016,31(3): 1-10.
14. Yanwei Li, Youliang Zhu, Zhaoyan Sun, Decoupling of relaxation and diffusion in random pinning glass-forming liquids. J. Chem. Phys., 2015, 142, 124507.
15. Yanwei Li, Wensheng Xu, Zhaoyan Sun, Growing point-to-set length scales in Lennard-Jones glass-forming liquid. J. Chem. Phys., 2014, 140, 124502.
16. Jing Yang, Yanwei Li, Massimo Pica Ciamarra, Long-wavelength fluctuations and dimensionality crossover in confined liquids. Phys. Rev. Res., 2021, 3 (3), 033172
17. Yuanjian zheng, Yanwei Li, Massimo Pica Ciamarra, Hyperuniformity and density fluctuations at a rigidity transition in a model of biological tissues, Soft Matter, 2020, 16: 5942.
18. Anshuman Pasupalak, Yanwei Li, Ran Ni, Massimo Pica Ciamarra, Hexatic phase in a model of active biological tissues, Soft Matter, 2020, 16: 3914.
19. Yuanchao Hu, Yanwei Li, Yong Yang, Pengfei Guan, Haiyang Bai, Weihua Wang, Configuration correlation governs slow dynamics of supercooled metallic liquids. PNAS, 2018, 115(25): 6375-6380.
20. Wensheng Xu, Yanwei Li, Zhaoyan Sun, and Lijia An, Hard ellipses: Equation of state, structure and self-diffusion. J. Chem. Phys., 2013, 139, 024501.
21. Ying Hu, Jiamin Feng, Yanwei Li, Yanyan Sun, Li Xu, Yuemin Zhao, and Qingyu Gao, Kinetic study on hydrolysis and oxidation of formamidine disulfide in acidic solutions. Sci. China Chem., 2012, 55(2), 235-241.
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本课题组为理论模拟组，热烈欢迎喜欢写代码，并具有一定理论功底的物理、化学、材料、数学、计算机等专业毕业生加入研究组。