Adsorption Trajectories and Free-Energy Separatrices for Colloidal Particles in Contact with a Liquid-Liquid Interface
我们应用最近开发的三角形镶嵌技术，如[J.de Graaf et al.，E80，051405（2009）]来计算与各向异性胶体颗粒在平坦界面处的吸附相关的自由能。从自由能景观，我们分析的吸附过程中，使用简化版本的朗之万动力学。本研究结果是了解界面附近胶体随时间变化行为的第一步。这项研究显示了广泛的吸附轨迹，其中的重点在于在初始接触的界面上的胶体的取向的动力学的强烈依赖。我们相信，在我们的简单模型中观察到的取向依赖性可以在合适的实验系统中恢复。
2010-02-18 cond-mat.soft
Improved Desalination by Polymer Grafting
Theoretical Chemistry, Chemical Centre（隆德大学化学中心理论化学）
通过聚合物接枝提升电容脱盐性能，利用偶极响应和立体效应优化离子吸附，实现高效可持续脱盐。
2026-04-17 cond-mat.soft
Colloidal particle adsorption at liquid interfaces: Capillary driven dynamics and thermally activated kinetics
最近已经使用数字全息显微镜对水-油界面处的单个胶体微粒（0.5- 1 $μ$ m半径）的吸附进行了实验研究[Kaz \textit{et al., Nat. Mater.}，2012，\textbf{11}，138- 142]。由毛细管力驱动的最初快速吸附动力学之后是出乎意料的缓慢松弛至平衡，其在时间上是对数的并且可以跨越数小时或数天。缓慢的弛豫动力学归因于具有纳米级尺寸（1- 5 nm）的表面“缺陷”的存在，其引起接触线周边的多个亚稳构型。已经提出了考虑这种亚稳构型之间的热活化转变的动力学模型[Colosqui \textit{et al., Phys. Rev. Lett.}，2013，\textbf{111}，028302]，以预测弛豫速率和到慢对数状态的交叉点。然而，在交叉点之前实验观察到的吸附动力学仍然没有研究。在这项工作中，我们提出了一个朗之万模型，它是能够描述整个吸附过程的单个胶体颗粒通过考虑亚稳态产生的表面缺陷和热运动的颗粒和液体界面。在涨落耗散定理的基础上，引入了一个阻力项，该项考虑了由液体界面的热涨落引起的显著的耗散力。Langevin动力学模拟的基础上提出的吸附模型产生密切的协议与实验观察不同的微粒，捕获交叉（快）毛细管驱动的动力学（慢）热激活动力学。
2016-04-23 cond-mat.soft
DNA adsorption at liquid/solid interfaces
DNA在固体或液体表面上的吸附是一个具有广泛基础和应用兴趣的课题。本文用X射线反射法研究了单分散双链DNA分子在带正电荷的表面上的吸附，该表面是通过在无氧化物的单晶Si（111）晶片上化学接枝均匀的N-（2-氨乙基）十二酰胺有机单分子层而获得的。吸附的dsDNA被发现嵌入到软单分子膜，这是变形的过程中。表面覆盖率非常高，预计该吸附层将显示2D有序。
2008-09-26 cond-mat.soft
Attractive interaction and bridging transition between neutral colloidal particles due to preferential adsorption in a near-critical binary mixture
我们研究了溶剂介导的两个中性胶体颗粒之间的相互作用，由于优先吸附在近临界二元混合物。我们使用最近的局部泛函理论$[$ J. Chem. Phys. { \bf 136}，114704（2012）$]$考虑了由于临界涨落引起的重整化效应。我们计算了自由能和两个胶体粒子之间的力作为温度$T$，远离胶体粒子的组成$c_\infty$，和胶体分离$\ell$的函数。当储层中受胶体表面青睐的组分较差时，相互作用大大增强。对于这样的非临界组合物，我们发现一个表面的一阶桥接过渡$\ell= \ell_{\rm cx}(T,c_\infty)$在$T$ - $c_\infty$ - $\ell$空间中的一个普遍的，缩放的形式，跨越其中的不连续的变化之间发生分离和桥接状态。该表面从体共存表面（CX）开始并且在桥接临界线$\ell= \ell_{c}(T)$处结束。在接近临界线时，不连续性消失，并且力相对于$T$和$\ell$的导数都发散。此外，如果$c_\infty$（或$T$）在$\ell$保持小于$\ell_c(T)$的情况下从CX上的值变化到远离CX的值，则桥接状态连续地变为分离状态。
2013-07-03 cond-mat.soft
Depletion driven adsorption of colloidal rods onto a hard wall
在杆和小聚合物线圈的混合悬浮液中，杆吸附到与悬浮液接触的硬壁上。这种吸附是在低密度杆极限下研究的。它是由耗尽力驱动的，并且对于长杆比对于球体强得多。这是通过精确的，数值的，计算和近似理论。
1997-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal particle adsorption at water/water interfaces with ultra-low interfacial tension
使用荧光显微镜，我们研究了在水/水界面的聚合物的分层水溶液，通常被称为水包水乳液之间的单个乳胶微粒的吸附。在分子液体之间的界面处的类似微粒已经表现出极慢的弛豫，从而阻止观察到预期的平衡态。这种现象归因于由高界面张力（$γ\sim 10^{-2}$ N/m）诱导的显著能量势垒$Δ{\cal F}\sim γA_d\gg k_B T$和特征面积为$A_d \simeq$ 10- 30 nm $^2$的纳米级表面缺陷引起的“长寿命”亚稳态。对于所研究的超低表面张力（$γ\sim 10^{-4}$ N/m）的水/水界面，我们能够表征整个吸附过程，并观察由独立于颗粒尺寸的单一平衡接触角所规定的平衡态。值得注意的是，我们观察到交叉从快速初始动力学较慢的动力学制度分析预测大表面缺陷（$A_d \simeq$ 500 nm $^2$）。此外，颗粒轨迹揭示了一个位置无关的阻尼系数，这是出乎意料的，因为相之间的大粘度对比。这些观察结果是由于显着的扩散性质的水/水界面和吸附和缠结的聚合物链在半稀释溶液。这项工作提供了一些第一次的见解微粒在生物胶体系统中的水/水界面的吸附动力学/动力学。
2017-11-29 cond-mat.soft
Crossover from fast relaxation to physical aging in colloidal adsorption at fluid interfaces
胶体颗粒在流体界面的吸附动力学的理论和数值研究，记录明显不同的松弛制度。一个完美的光滑颗粒的吸附的特点是由一个快速的指数松弛的热力学平衡，界面自由能具有最小值。较短的弛豫时间由粘性阻尼与毛细力的比率给出。然而，胶体体系中的物理和/或化学不均匀性会导致自由能的多个最小值，从而引起亚稳态。在亚稳态的存在下，我们观察到一个交叉到一个缓慢的对数松弛想起物理老化的玻璃体系。长的弛豫时间由从亚稳态的热激活逃逸速率决定。在这项工作中得到的解析表达式产量与分子动力学模拟和最近的实验观察定量协议。这项工作提供了新的见解胶体颗粒在流体界面上的吸附动力学。
2012-12-27 cond-mat.soft physics.comp-ph
Competitive adsorption of surfactants and polymers on colloids by means of mesoscopic simulations
采用粗粒耗散粒子动力学模拟研究了功能化分子如聚合物、流变改性剂和表面活性剂分子在溶剂中的胶体颗粒上的竞争和协同吸附。结果表明，一个复杂的图片出现从模拟，其中分散剂和表面活性剂的吸附合作达到一定的浓度，在胶体颗粒上，但随着表面活性剂浓度的增加，它导致分散剂解吸。胶体分散体中流变改性剂的存在通过表面活性剂胶束与这些试剂的疏水位点的缔合而增加了复杂性。这里报告的模拟结果的分析清楚地指出，沿着不同的聚合物分子的疏水位点的自缔合的机制，负责他们的竞争和合作吸附。
2014-06-12 cond-mat.soft
Comparison of the Adsorption Transition for Grafted and Nongrafted Polymers
我们比较了热力学行为的一个有限的单一nongrafted聚合物附近的一个有吸引力的基板的聚合物接枝到该基板。在我们最近发现了一阶样签名的微正则熵在吸附过渡的nongrafted的情况下，并鉴于事实上，许多研究聚合物吸附在过去已经进行了接枝聚合物，问题出现了，在何种程度上，以何种方式接枝改变吸附过渡的性质？这个问题是解决在这里使用一个粗粒度的非晶格聚合物模型，不仅涵盖了吸附过渡，但也所有其他过渡附近的一个有吸引力的基板不同的强度经历一个单一的聚合物。由于接枝的影响，特别是对平移，但也对解吸附链的构象熵，吸附转变的影响最强。我们的结果是通过并行回火蒙特卡罗数据的正则和微正则分析相结合。
2011-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Adsorption dynamics of hydrophobically modified polymers at an air-water interface
使用表面张力测量，我们研究了刷限制的吸附动力学的一系列两亲性聚合物，PAAH- $α$ - $\textrm{C}_n$组成的聚（丙烯酸）骨架，PAAH，接枝有一部分$α$的烷基部分，含有$n=8$或$n=12$碳原子，在pH值条件下，PAAH骨架不带电。在短时间内，随着接枝度的增加，表面张力降低得更急剧，而在长时间内，吸附动力学在时间上变成对数，并且随着接枝度的增加而变慢。在长时间内的这种对数行为表明随着时间的推移而增长的自由能势垒的建立。为了解释所观察到的表面张力的接枝程度的演变，我们提出了一个方案，其中的自由能势垒的结果从传入的聚合物线圈的变形和变形的吸附刷。我们的模型只涉及两个拟合参数，单体的大小和一个分子在吸附过程中所需的面积，并与实验数据一致。我们得到了一个合理的值的单体大小，并找到一个区域，每个吸附的聚合物链的顺序为1 nm $^2$，表明聚合物链强烈拉伸，因为它们吸附。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Adsorption of polyelectrolytes from semi-dilute solutions on an oppositely charged surface
我们提出了一个详细的描述层的结构，形成的吸附到带相反电荷的表面上的半稀制度的双链。我们结合平均场Poisson-Boltzmann-Edwards理论和标度泛函理论来描述单体浓度、静电势和局部接枝密度随到表面距离的变化。对于长的聚合物，我们发现，装饰表面（表面加上吸附的聚电解质）的有效电荷可以远远大于裸电荷的表面在低盐浓度，从而提供了一个实验路线的“增压”类型的效果。
2008-02-01 cond-mat.soft
Mesoscale modeling of colloidal suspensions with adsorbing solutes
本文构建含可逆吸附溶质的胶体悬浮液介观模型，耦合颗粒、流体与溶质动力学，并以方势阱描述吸附，支持直接数值模拟。
2015-01-14 cond-mat.soft
Tuning the Stabilization Mechanism of Nanoparticle-Regulated Complex Fluids
在纳米粒子晕圈中，已发现带电纳米粒子通过在中性胶体周围形成非吸附层来增强胶体悬浮液的稳定性，所述非吸附层在中性胶体之间引起静电排斥。然而，有一些争论，纳米粒子可能直接沉积到胶体表面上，稳定机制依赖于纳米粒子吸附。在这项研究中，我们已经发现，这两种机制控制胶体悬浮液的稳定性在整个连续增加纳米粒子浓度。AFM力测量表明，高度带电的氧化锆纳米粒子之间建立了一个静电斥力可忽略充电二氧化硅表面，防止它们聚集。后续的吸附测量和力建模表明，预计在10-5至10-3的体积分数下，纳米颗粒的吸附量较小，但随着纳米颗粒体积分数超过10-3，纳米颗粒吸附量急剧增加。基于这些结果，我们提出，纳米粒子调节稳定的基本机制是纳米粒子晕在低浓度的纳米粒子的过渡到吸附在较高的浓度。因此，在发生转变的纳米颗粒体积分数为约10-3时，稳定化可以受到纳米颗粒晕圈和吸附的影响。
2019-12-17 cond-mat.soft
Nonequilibrium self-organization of colloidal particles on substrates: adsorption, relaxation, and annealing
胶体颗粒被认为是生产具有增强物理性能的材料的理想构建块。用于合成这些颗粒的最先进技术提供了对相互作用的形状、大小和方向性的控制。尽管取得了这些进展，但在各个组成部分的综合与对其自发组织的管理之间仍然存在巨大差距。主要的挑战是对自组织动力学的控制。在其朝向化学稳定结构的动力学路线中，胶体颗粒自组织成比单个颗粒大得多的中间（介观）结构，并成为动力学的相关单元。为了跟踪动力学并识别动力学捕获结构，需要开发新的理论和数值工具。在这里，我们讨论的自组织功能化胶体（也称为斑片状胶体）的吸引力基板。我们回顾了我们最近的吸附和弛豫的结果，并探讨了使用退火循环来克服动力学障碍，并推动弛豫向目标结构。
2016-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Boosted Energy Extraction from the CapMix Process by Grafting with Titratable Polymers
Lund University（隆德大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究利用可滴定聚合物接枝电极表面提高电容混合能量提取，通过巨正则蒙特卡罗模拟等方法，揭示离子吸附与电荷调节耦合效应，表明接枝电极能释放更多能量，建立废水中和收集电能方法，结合环境修复与能源回收。
2026-07-13 cond-mat.soft
Collective sedimentation of colloids in grafted polymer layers
我们提出了蒙特卡罗模拟的胶体粒子拉到接枝聚合物层的外场。插入自由能的一个单一的胶体到聚合物层是定性不同的表面与有序和无序分布的接枝点。此外，胶体颗粒穿过接枝层的趋势强烈地依赖于尺寸。在致密的胶体悬浮液中，在足够强的外力的影响下，集体不稳定性允许胶体渗透并形成跨越聚合物层的内部有序的柱状结构。根据条件，这些胶体团簇可以是孤立的或横向扩散的。观察到的图案的形态可以通过外场控制，这为薄结构薄膜的设计开辟了新的途径。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interactions between colloidal particles induced by polymer brushes grafted onto the substrate
我们调查的两个胶体粒子之间的相互作用能或沉浸在非吸附聚合物刷接枝到基板上作为一个功能的分离的粒子通过使用自洽场论计算。根据胶体的大小和渗透深度，我们证明了存在的排斥能垒的几个$k_{B}T$，这可以解释为分离的相互作用能分为三个部分：胶体-聚合物的界面能，熵的贡献，由于“耗尽区”重叠的胶体颗粒，和熵弹性能量的接枝链的颗粒压缩。排斥势垒的存在，这是完全熵的起源，可以导致动力学稳定的混合物，而不是耗尽絮凝或相分离。因此，目前的结果可能会建议一种方法来控制胶体的自组装行为的目标结构的形成，通过调整在适当选择的胶体尺寸，有效重力（影响渗透深度），和刷覆盖密度的接枝基板上的胶体相互作用。
2006-10-18 cond-mat.soft
Critical adsorption on curved objects
本文提出了一种系统的场论方法，描述了在临界状态附近流体中球形或棒状胶体颗粒在弯曲物体上的临界吸附。明确计算了相应的序参量分布和过量吸附的温度依赖性。细长杆上的临界吸附比球形颗粒上的临界吸附显著得多。事实证明，在有限的几何临界现象的背景下，临界吸附在一个微观薄的“针”代表了一个独特的普遍性类自己。在有利条件下，结果与胶体颗粒的絮凝有关。
1998-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards the description of water adsorption in slit-like nanochannels with grafted molecular brushes. Density functional theory
我们已经探索了一个模型，用于将水吸附到狭缝状纳米通道中，该通道具有通过接枝聚合物层形成刷而化学改性的两个壁。一个版本的密度泛函方法被用作理论工具。从Clark等人的工作[Mol.物理、2006，104，3561]充分地再现了本体汽-液共存包络。聚合物层由珍珠项链模型框架内的链状分子组成。每个链分子通过单个终止链段化学键合到孔壁。我们的主要重点是在接枝密度的聚合物层高度的依赖性和吸附流体和刷子之间的界面的微观结构的研究。详细研究了这些性质在吸附时的热响应。这一结果对于理解纳米通道中分子刷的收缩和膨胀具有重要意义。
2020-05-25 cond-mat.soft
Directional freezing of binary colloidal suspensions: A model for size fractionation of graphene oxide
基于氧化石墨烯（GO）的材料的性能强烈地取决于GO纳米片的横向尺寸和尺寸分布。采用各种方法来制备具有窄尺寸分布的GO纳米片。最近提出了一种有前景的方法，即在冻结前沿的受控生长速率下定向冻结GO水分散体。建立了一个考虑移动冻结边界和胶体颗粒优先吸附于冰相的二元胶体悬浮液理论模型。我们数值求解了耦合扩散方程，并给出了尺寸分馏的状态图。根据胶体的大小，可以通过适当选择实验参数，如吸附速率和冷冻速度来实现胶体的选择性捕集。
2018-11-27 cond-mat.soft
Serum protein resistant behavior of multisite-bound poly(ethylene glycol) chains onto iron oxide surfaces
最近的调查表明，临床上实际使用的基于纳米颗粒的制剂数量明显低于十年前的预期。其中一个原因是纳米颗粒的物理化学性质不足以处理生物环境的复杂性和防止非特异性蛋白质吸附。在这项研究中，我们解决了血浆蛋白与聚合物涂层表面的相互作用的问题。为此，我们使用非共价接枝方法来官能化氧化铁亚10 nm纳米颗粒和氧化铁平面基底，并比较它们的蛋白质响应。功能化共聚物由交替的聚（乙二醇）（PEG）链和膦酸接枝在同一个主链上。使用具有耗散的石英晶体微天平来监测聚合物吸附动力学并评价对蛋白质吸附的抗性。在平坦的基底上，官能化的PEG共聚物吸附并形成中等或高度拉伸状态的刷，密度在0.15和1.5 nm-2之间。使用膦酸作为连接剂的PEG层表现出优异的蛋白质抗性。相比之下，用羧酸作为接枝剂制备的层表现出减轻的蛋白质响应和层破坏。本研究建立了PEG包被颗粒在生物流体中的长期稳定性与用相同聚合物包被的表面的蛋白质抗性之间的相关性。
2017-02-25 cond-mat.soft
Polymer brushes with reversibly tunable grafting density
我们提出了一类新型的响应聚合物刷，其中有效的接枝密度可以通过外部刺激来控制。这通过使用对基底具有亲和力的末端接枝聚合物链来实现。对于足够强的表面相互作用，一部分链凝聚成近表面层，而其余的形成外刷。致密层和更纤细的外刷可以看作是共存的微相。外刷的有效接枝密度由吸附强度控制，并且可以响应于环境参数的变化而可逆地且以受控的方式改变。数值SCF计算和分析的缩放参数的效果表明。由于致密层的厚度约为几个单体尺寸，其形成微相的能力受到刷链长度和接枝密度的乘积的限制。我们探讨的范围内的链长和接枝密度的效果是最明显的。在这个范围内，SCF的研究表明，刷内的单个链显示出两个状态之间的大的快速波动，这两个状态之间的距离只有一个小的自由能垒。然而，刷子作为一个整体的行为并不反映这些大的波动，并且有效接枝密度作为控制参数的函数平滑地变化。
2021-02-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effects of contact-line pinning on the adsorption of nonspherical colloids at liquid interfaces
接触线钉扎效应在宏观系统中是众所周知的，但在胶体悬浮液中的微观尺度上才刚刚开始探索。我们使用数字全息捕捉快速三维动态的微米大小的椭球突破油水界面。我们发现，粒子的角度随高度近似线性变化，在从模拟的基础上最小化的界面能的结果。使用一个简单的模型的接触线的运动，我们表明，所观察到的平移和旋转自由度之间的耦合可能是由于接触线钉扎。我们的结论是，胶体颗粒吸附到液体界面的动力学不确定由最小化的界面能和粘性耗散单独的接触线钉扎决定的时间尺度和途径的平衡。
2017-08-10 cond-mat.soft
Polystyrene grafting from silica nanoparticles via Nitroxide-Mediated-Polymerization (NMP): synthesis and SANS analysis with contrast variation method
我们提出了一种新的方便和有效的“接枝”方法，以获得良好定义的聚苯乙烯（PS）二氧化硅纳米粒子。该方法基于氮氧化物介导的聚合（NMP），包括在两个步骤中在二氧化硅纳米颗粒表面共价结合作为引发剂控制剂的烷氧基胺。第一步是氨基丙基硅烷和二氧化硅颗粒之间的反应，以便用氨基基团官能化颗粒表面。在第二步中，通过氨基和基于N-羟基琥珀酰亚胺的MAMA-SG 1活化酯之间的过接枝反应引入引发控制烷氧基胺部分。为了简化它们的化学转化和聚合步骤，将最初分散在水中的天然二氧化硅颗粒转移到有机溶剂二甲基乙酰胺中，二甲基乙酰胺也是聚苯乙烯的良好溶剂。合成参数已被优化的接枝密度，转化率，和合成再现性，同时保持胶体稳定性，并避免在合成过程中的颗粒间相互作用演变引起的二氧化硅颗粒的任何聚集。合成后，将最终的接枝物体纯化，并通过超滤将溶剂中形成的非接枝聚合物链洗出。然后用小角中子散射（SANS）结合中子衬度变化方法对粒子进行了研究。为了优化对比条件，氢化和氘代单体都已用于合成。一个完善的拟合分析的基础上比较两个模型，一个基本的核-壳和高斯-彼得森模型，使我们能够很好地适合氢化和氘代接枝的情况下的实验数据。正常或氘代链的接枝之间的差异可以看出，这可能是由于单体反应性或中子衬度效应的变化。在这项工作中建立的合成和表征方法构成了一个强大的和可重复的方式来设计定义良好的接枝聚合物纳米粒子。这些物体将在进一步的步骤中被并入聚…
2010-05-10 cond-mat.soft
Non-additivities of the particle sizes hidden in model pair potentials and their effects on physical adsorptions
了解胶体粒子在基底附近的组装机理对于电池、多相催化剂、涂料和化妆品的开发具有重要意义。了解这一机制对于胶体颗粒和蛋白质的结晶也很重要。在这项研究中，我们计算了胶体颗粒的物理吸附在一个平坦的墙壁上，通过使用积分方程理论，其中采用小和大的胶体颗粒。在计算系统中，双电层电位被用作对电位。在某些情况下，从计算结果发现，小颗粒更容易被吸附。从Asakura-Oosawa理论的观点来看，这一结果是不寻常的：我们称之为“反转现象”。然后，我们研究了反转现象的机理。结果表明，颗粒尺寸的非加和性是导致反转现象的主要原因。此外，我们还提出了分析对势的非加性的方法。该方法将是有用的检查各种模拟结果和力场模拟的胶体粒子和蛋白质的发展。
2022-05-18 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Control of Buckling of Colloidal Supraparticles
本文通过调控水/油乳液液滴内局部pH值来操控粒子-表面活性剂相互作用，从而控制胶体超粒子屈曲过程并定制其最终形貌。
2024-09-01 cond-mat.soft
Friction through molecular adsorption at the sliding interface of hydrogels: Theory and experiments
本文结合专用旋转实验与分子吸附模型，研究聚二甲基丙烯酰胺水凝胶与改性二氧化硅界面的对数速度依赖摩擦，并提取粘附能与吸附特征时间。
2024-07-10 cond-mat.soft
Adsorption phenomena in the transport of a colloidal particle through a nanochannel containing a partially wetting fluid
使用分子动力学模拟，我们研究了一个紧密配合的纳米尺寸的固体球在流体填充的圆柱形纳米通道在低雷诺数和广泛的流体-固体相互作用对应于不同的润湿情况下的运动。对于不完全润湿的流体，我们观察到一个有趣的和新颖的吸附现象，其中的固体球，这是最初沿着管的中心移动，蜿蜒穿过通道，突然吸附到壁上。此后，吸附球要么{ \it粘}在管壁上并平均保持不动，要么从管壁稍微分离，然后平行于管轴移动，同时平均旋转。另一方面，在短时间内，即当固体颗粒移动其中心接近管的中间，我们发现令人惊讶的是，我们的结果和连续方法的预测之间的良好协议，尽管在我们的模拟中存在较大的热波动。
2002-06-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Impact of polyelectrolyte adsorption on the rheology of concentrated Poly(N-Isopropylacrylamide) microgel suspensions
研究了三种水溶性聚电解质对浓缩PNIPAm微凝胶悬浮液流变性的影响，发现PE的电荷符号、浓度和疏水性在温度高于体积相变温度时显著改变凝胶网络强度，揭示了静电作用在热敏微凝胶中的关键调控作用。
2023-05-20 cond-mat.soft
Kinetic control of the coverage of oil droplets by DNA-functionalised colloids
我们报告了一项研究的可逆吸附的DNA涂层胶体互补功能化油滴。我们表明，它是可能的控制胶体颗粒的油滴的表面覆盖率，利用这一事实，即在缓慢吸附，成分逮捕发生之前，结构逮捕发生。因此，我们可以制备胶体包覆的油滴与“冻结”程度的加载，但完全遍历胶体动力学的液滴。我们说明了吸附的胶体相的平衡性质，通过探索准二维（2D）相行为的吸附胶体的影响下的耗尽相互作用。我们提出了一个简单的模型，说明了组成逮捕和结构遍历的性质模拟。
2016-03-18 cond-mat.soft
Impact of Short- and Long-range Forces on Protein Conformation and Adsorption Kinetics
研究了蛋白质淀粉酶在固/液界面上的吸附动力学。通过提供具有定制特性的基材，我们能够区分短程和长程相互作用的影响。通过胶体蒙特卡罗方法，包括密度波动引起的吸附蛋白质的构象变化，我们开发了一个方案，这是与实验观察到的三步动力学在特定的基板上是一致的。我们的观察表明，不仅表面化学决定的吸附蛋白质层的属性，但也范德华贡献的复合基板可能会导致不可忽略的影响。
2007-05-16 cond-mat.soft
Comment on ``Adsorption of Polyelectrolyte onto a Colloid of Opposite Charge''
在最近的一封信中，Gurovitch和Sens研究了带弱电荷的双链吸附到带相反电荷的胶体颗粒上。通过使用变分技术，他们发现胶体颗粒可以吸附比其自身电荷更高的聚合物，因此被“过度充电”。我认为，观察到的16/5的超额收费确实是研究中所涉及的近似值的人为产物。此外，我表明，过度收费的存在关键取决于审判波函数的选择，与他们的要求相反。
1999-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Adsorption of finite semiflexible polymers and their loop and tail distributions
我们讨论了半柔性聚合物的吸附到一个平面的吸引壁，并集中在问题的吸附阈值的聚合物的{ \it有限}长度和他们的循环和尾部分布使用蒙特卡罗模拟和分析参数。对于吸附阈值，我们发现三个制度：（i）一个灵活的或高斯制度，如果持久性长度小于吸附势的范围，（ii）半柔性制度，如果持久性长度大于潜在的范围，和（iii）对于有限的聚合物，一个新的交叉到一个刚性杆制度，如果偏转长度超过轮廓长度。在柔性和半柔性区域，由于相关长度超过轮廓长度，因此出现有限尺寸修正。然而，在刚性杆体系中，如何通过接枝或限制来限制全局取向或平移自由度是至关重要的。我们讨论了有限的尺寸修正聚合物接枝到吸附表面和聚合物限制的第二个（平行）硬壁。基于这些结果，我们得到了一种方法来分析吸附数据的有限半柔性聚合物，如丝状肌动蛋白。对于循环和尾部分布，我们发现幂律指数衰减的长度尺度超过相关长度。我们推导并确认了柔性和半柔性聚合物的环和尾幂律指数。这使我们能够解释，接近过渡，半柔性聚合物有显着更小的环和柔性和半柔性聚合物解吸通过扩大其尾部长度。尾部分布使我们能够从实验数据中提取肌动蛋白丝单位吸附长度的自由能[D。Welch等人，软物质11，7507（2015）]。
2017-07-18 cond-mat.soft
Polyelectrolyte Adsorption
带电聚合物链（聚电解质），因为它们吸附在一个平面表面上的问题是从理论上解决。我们回顾了基本的机制和理论基础的单表面上的吸附在两种情况下：吸附的一个单一的带电链，吸附从本体溶液中的$θ$溶剂条件。分别讨论了柔性和半刚性链的行为，并表示为聚合物和表面电荷，溶液的离子强度和聚合物本体浓度的函数。我们主要回顾了平均场的结果，并对涨落效应作了简要的评论。本文所提出的在平面上的吸附现象与胶体悬浮液的稳定化有关。在这方面，我们还提到了在存在摩擦力的情况下两个平面之间的板间力的计算。最后，我们评论的问题，电荷过补偿和它的含义，以多层交替的正，负聚电解质在平面表面和胶体颗粒的形成。
2000-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Partition of Coating Agents between Nanoparticle Interfaces and the Polymer in Nanocomposites
工业和模型聚合物纳米复合材料通常与涂层剂一起配制以改善聚合物-纳米颗粒（NP）相容性。在这里的本地化的硅烷涂层剂在苯乙烯-丁二烯纳米复合材料的研究通过链段动力学的聚合物基体的宽带介电谱（BDS），允许检测硅烷在基体中通过其塑化效果。对于不同量的掺入的胶态二氧化硅NP（R $\approx$ 12.5 nm，多分散性12%），通过$α$的$τ$ max的移动-由不同分子量和量的涂层剂的存在诱导的松弛来跟踪该动力学的加速。界面聚合物层对$τ$ max的任何显著贡献已被裸NP的参考测量排除。我们的方法可以量化基质和NP界面之间的分配，并通过量热法独立证实。作为控制参数，硅烷接枝反应可以被激活或不被激活，这通过不存在（分别地，存在）与矩阵的分区。我们的主要结果是，在材料配方的第一步中，在任何接枝反应之前，涂层剂通过吸附覆盖二氧化硅表面并与聚合物基质混合，特别是如果后者通过其官能团具有化学相容性。发现硅烷吸附与接枝量（1.1 nm-2）相当，并且不进一步增加，证实在工业制剂中达到吸附等温线的平台。希望这些结果有助于更好地理解在纳米复合材料的复杂配制过程中发生的表面反应，即所涉及的确切量，例如，在工业搅拌机中。最终的材料性能受到影响，通过NP-基体的相容性和塑化后者的未反应的分子。2
2020-11-16 cond-mat.soft
What are the microscopic events of colloidal membrane fouling?
由于表面吸附和流体动力学相互作用之间的复杂相互作用，胶体膜污染的代表性微观机制仍然没有得到很好的理解。数值模拟克服了实验的局限性，如胶体膜污染过程中微观事件的时间和空间分辨率：它们有助于更深入地了解污染过程。本研究采用耦合计算流体动力学-离散元方法（CFD-DEM）模拟研究胶体污染的机制，在微流体结构模仿多孔微滤膜。我们特别注意颗粒如何克服能量障碍，导致彼此之间以及与外部和内部膜表面的吸附和解吸。粒子间的相互作用导致从二次到一次最小的DLVO电位的过渡。被吸附的颗粒可以显示出再夹带或者它们可以向下游滑动。由于颗粒主要以簇的形式重新悬浮，因此内部孔隙的几何形状显著地影响污垢行为。研究结果允许胶体过滤过程中的微观污染事件的基本了解。该方法使未来的系统研究的相互作用的流体动力学条件和表面能的贡献所代表的潜在的软和片状胶体。
2018-03-21 cond-mat.soft physics.comp-ph
Hydrodynamics in bridging and aggregation of two colloidal particles in a near-critical binary mixture
我们调查桥接和聚集的两个胶体颗粒在近临界二元混合物中的流体远离颗粒的共存（CX）曲线之外，是丰富的组分不利于胶体表面时。在这种情况下，吸附诱导的相互作用增强，导致颗粒的桥接和聚集。我们首先通过改变温度并保持一定的粒子间距来实现桥接，其次通过让两个粒子聚集来实现桥接。粒子间的吸引力在桥接时显著增加。动力学由胶体表面周围的流体动力学流动控制。聚集时，吸附层随颗粒运动，在窄间距处发生挤压。我们使用最近的局部泛函理论[J. Chem. Phys. 136，114704（2012）]考虑了由于临界涨落引起的重正化效应。
2015-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Compression of in situ Grown Living Polymer Brush: Simulation and Experiment
一个比较动态的蒙特卡罗模拟研究多分散活性聚合物刷，由表面引发的活性聚合，和传统的聚合物单分散刷，包括线性聚合物链，接枝到一个良好的溶剂条件下的平面基板。在将引发剂阵列放置在接枝平面上与最初未键合的链段（单体）的溶液接触之后，通过末端单体（解聚）反应产生活性刷。在平衡状态下，LPB的单体密度分布随离接枝面z的距离的增大而呈指数衰减，而刷状结构中的链长分布则呈指数变化。测量值α= 0.64和τ= 1.70非常接近在扩散限制聚集理论框架内预测的值，α= 2/3和τ= 7/4。在不同的平均聚合度（L = 28 ~ L = 170）和有效接枝密度（σ_g = 0.0625 ~ σ_g = 1.0）下，我们观察到模拟LPB的力-距离行为与我们自己从PNIPAAm刷上的胶体探针AFM分析获得的实验数据以及Plunkett等人获得的数据几乎完全一致。例如，[Langmuir 2006，22，4259]，来自对相同聚合物的SFA测量。
2012-11-30 cond-mat.soft
The Effect of Polyelectrolyte Adsorption on Inter-Colloidal Forces
从理论上研究了半稀溶液中带电表面间聚电解质的行为。连续平均场方法用于计算数值浓度分布之间的两个电极保持在一个恒定的电位。广义接触定理将表面间力与浓度分布联系起来。数值结果表明，通过吸附聚电解质对表面电荷的过度补偿，可以导致等电荷表面之间的有效吸引。简单的标度参数使我们能够定性地表征表面间相互作用作为带电单体的分数p和盐浓度c_b的函数。在低盐制度中，我们发现在短距离，其中的聚合物被耗尽的表面间的间隙，强吸引力的两个吸附层重叠时，在短距离的强烈排斥。这种吸引力的大小与p^{1/2}成比例，其主导长度与a/p^{1/2}成比例，其中a是单体的大小。在较大距离处，两个吸附表面经由弱静电排斥相互作用。对于高盐浓度下的强聚电解质，聚合物对短距离吸引力的贡献与p/c_b^{1/2}成比例，长度与kappa*a^2/p成比例，其中kappa^{-1}是Debye-Huckel屏蔽长度。对于弱聚电解质在高盐浓度的相互作用是排斥的所有表面分离和衰减长度等于kappa^{-1}指数衰减。不可逆吸附的影响进行了讨论，以及它表明，在这种情况下，可以得到的表面间的吸引力。
1998-03-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
A Triangular Tessellation Scheme for the Adsorption Free Energy at the Liquid-Liquid Interface: Towards Non-Convex Patterned Colloids
我们引入了一种新的数值技术，即三角形镶嵌，计算的自由能与一个胶体颗粒在一个平坦的界面上的吸附。这里提出的理论和数值方案足够通用，可以处理具有任意表面图案的非凸片状胶体，其特征在于润湿角，例如，两亲性我们忽略了由于毛细管，静电或重力的界面变形，但该方法可以扩展到考虑这些影响。结果表明，本文所提出的数值方法是准确的，并且具有足够的稳定性，可以应用于比本文所提出的更一般的情况。事实证明，曲面细分方法的优点超过了传统使用的半分析方法，特别是在通用性和适用性方面。
2009-08-24 cond-mat.soft
Conformational Studies of bottle-brush polymers absorbed on a flat solid surface
用蒙特卡罗模拟的粗粒模型，其特征在于在散装，假设稀溶液在良好的溶剂条件下的一个链端接枝到一个平坦的基板表面的瓶刷聚合物的吸附进行了研究。应用简单立方晶格上的键涨落模型，我们改变主链长度$N_b$从$N_b=67$到$N_b = 259$有效单体单元，侧链长度$N$从N=6到N=48，以及接枝密度$σ=1$，即，这些参数很好地对应于实验可达到的范围。当吸附能强度$ε$变化时，我们发现吸附跃迁（对于任意有限的$N$，它在极限$N_b \rightarrow \infty$中变得很好地定义）大致发生在与普通线性链（N=0）相同的值$ε_c$，至少在我们的统计误差范围内。均方端到端的距离和侧链的回转半径，以及在垂直于吸附表面的方向上的单体密度分布。研究表明，对于较长的侧链，瓶刷的吸附是一个两步过程，侧链的垂直线性维数随吸附能强度的减小甚至可以是非单调的。此外，静态结构因子$S(q)$的行为进行了分析，一个准二维尺度的证据，并解释实验的后果进行了讨论。
2010-09-17 cond-mat.soft
Kinetic Arrest in Polyion-Induced Inhomogeneously-Charged Colloidal Particle Aggregation
吸附在带相反电荷的球形胶体颗粒上的聚合物链可以显著地改变颗粒-颗粒相互作用。对于足够量的添加的聚合物，原始的静电排斥甚至可以变成有效的吸引力，并且可以形成相对大的动力学稳定的聚集体，其显示出几个意想不到的和有趣的特性和一些有趣的生物技术含义。两个相反的粒子之间的吸引力的相互作用的贡献来自于在相反的带电粒子表面的聚离子的相关吸附，导致在一个非均匀的表面电荷分布。本文采用蒙特卡罗模拟研究了聚离子诱导的胶体复合物的聚集动力学。Velegol和P.K. Thwar，Langmuir，17，2001]。结果表明，在电荷异质性的存在下，聚集过程减慢，由于逐步增加的势垒高度聚集后。在此框架内，实验观察到的聚电解质-脂质体溶液中的簇相应被视为动力学被捕状态。
2008-05-26 cond-mat.soft
Long-range-interactions induced ordered structures in deposition processes
我们提出了一个新的顺序吸附模型，其中吸附颗粒经历偶极相互作用。我们表明，在这些长程相互作用的存在下，在吸附层中的高度有序的结构可能会在低温下诱导。这种新的现象学表现为对关联函数和干扰极限的显着变化，相对于非相互作用粒子的情况。我们的研究可能是相关的理解磁性胶体颗粒在磁场的存在下的吸附。
1998-05-05 cond-mat.soft
Trains, tails and loops of partially adsorbed semi-flexible filaments
聚合物吸附是统计力学中的一个基本问题，它与从生物润滑到胶体悬浮液稳定性的各种学科都有直接关系。我们结合实验和计算机模拟来研究耗尽诱导的半柔性聚合物吸附到硬壁上。部分吸附的F-肌动蛋白聚合物的三维细丝配置可视化与全内反射荧光显微镜。该信息用于确定吸附/解吸过渡的位置，并提取部分吸附的细丝配置的列车，尾部和回路的统计数据。与主要通过形成环而解吸的长柔性长丝相反，刚性有限尺寸长丝的解吸主要由波动的长丝尾部驱动。模拟定量再现我们的实验数据，并使我们能够提取普遍的法律，解释缩放的吸附-解吸过渡与相关的微观参数。我们的研究结果表明，粘附强度，长丝刚度，长度，以及可访问的解吸长丝的配置空间可以用来设计长丝吸附的特性，从而工程师的复合生物聚合物材料的性能。
2015-08-06 cond-mat.soft
Contact-line pinning controls how quickly colloidal particles equilibrate with liquid interfaces
先前的实验表明，球形胶体颗粒在吸附到液-液界面后缓慢地松弛到平衡，尽管大的界面能量梯度驱动吸附。已经解释了在颗粒的表面上的接触线的瞬态钉扎和脱钉的慢弛豫。然而，钉扎位点的性质还没有被详细研究。我们使用数字全息显微镜跟踪各种胶体球-无机和有机，电荷稳定和空间稳定，水和非水-因为它们突破液体界面。我们发现，几乎所有的这些粒子在时间尺度上的弛豫时间远远大于预期的粘性耗散。通过比较我们的研究结果的钉扎动力学的理论模型，我们推断每个缺陷的面积是在几个平方纳米的顺序为我们检查的每个胶体，而每个缺陷的能量可以从几个$kT$为非水和无机球的几十个$kT$为水性聚合物颗粒。结果表明，可能的钉扎网站固有的胶体颗粒-表面粗糙度的情况下，二氧化硅颗粒和接枝聚合物的情况下，聚合物颗粒的“头发”的形貌特征。我们的结论是，慢松弛必须考虑到在实验和应用中，如皮克林乳液，涉及胶体连接到接口。该效应对于水性聚合物颗粒特别重要，其强烈地钉扎接触线。
2016-10-10 cond-mat.soft
Compact Layer of Alkali Ions at the Surface of Colloidal Silica
电成像的力强烈地覆盖胶体二氧化硅的表面。我用X-射线散射研究了吸附的2 nm厚的致密层的碱离子在5 nm，7 nm和22 nm的颗粒的浓缩溶液的表面，稳定的NaOH或NaOH和CsOH的混合物，与总的本体浓度的碱离子范围从0.1到0.7-mol/L。所观察到的致密层的结构几乎与溶胶中的颗粒尺寸和碱金属浓度无关;它可以用两层模型来描述，即，一个约8埃厚的直接吸附的水合碱金属离子层，表面浓度为3 × 10（18）m（-2），和一个约13埃厚的层，表面浓度为8 × 10（18）m（-2）的钠离子。在富含铯的溶胶中，Cs+离子优先吸附在第一层取代Na+;它们在第二层中的密度不依赖于溶胶中铯的存在。Cs ~+和Na ~+离子吸附的差异可以用前面推导的静电吉布斯能方程中的离子尺寸依赖项来解释。并讨论了溶胶表面的电荷密度和表面张力的大小。
2007-01-13 cond-mat.soft
Interfaces of polydisperse fluids : surface tension and adsorption properties
我们考虑一个系统的球形胶体颗粒的大小多分散性和使用一个简单的范德华描述，以研究的多分散性和空间不均匀性的综合效果引起的平面界面之间的低密度流体相（富含小颗粒）和高密度流体相（富含大颗粒）。我们发现一个强大的小颗粒在界面处的吸附，后者被扩大相对于单分散的情况下。我们还发现，多分散体系的表面张力是由多分散性降低表面张力的倾向和提高临界点温度的倾向（即有利于相分离的倾向）之间的竞争引起的，前者在低温下占优势，后者在高温下占优势。
2001-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density profiles and surface tensions of polymers near colloidal surfaces
在良溶剂中相互作用的聚合物的表面张力的理论计算和计算机模拟的平面壁的几何形状和插入一个单一的胶体硬球。对于平面壁和较大的球体，这是通过吸附方法实现的，对于较小的球体，这是通过直接插入技术实现的。稀释和半稀释制度的结果进行比较，理想的聚合物，朝仓-大泽穿透球模型，积分方程，标度和重整化群理论的结果。最大的相对变化与密度被发现在稀制度，使理论的基础上非相互作用的聚合物迅速崩溃。最近开发的"软胶体“的聚合物-胶体混合物的方法，正确地描述了单体插入自由能和相关的表面张力。
2001-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strategies for deliveries of anti-cancer drugs from perspectives of a measurement theory and an adsorption theory
本文基于光镊与原子力显微镜反演分析及NAO理论和晶格理论，提出增强排斥加速吸附和非特异性选择性吸附两种策略，以提高胶囊状抗癌药物向癌细胞的递送率。
2023-04-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.med-ph
Destructed double-layer and ionic charge separation near the oil-water interface
我们研究悬浮液的疏水带电胶体球分散在分层的油-水混合物通过修改后的泊松-玻尔兹曼理论，考虑到图像电荷效应和分区的一价离子。我们发现，离子对油的厌恶可以破坏油分散胶体的双层。这影响了胶体吸附到油-水界面的盐浓度依赖性定性。该理论还预测了一个狭窄的范围内的油介电常数，其中微米级的油包水液滴获得足够的电荷结晶在体积分数小到$\sim 10^{-3}$在没有胶体。这些发现解释了最近的观察结果[M. E。Leunissen { \em等人}，Proc. Nat. Ac. Sci { \bf 104}，2585（2007）]。
2007-05-16 cond-mat.soft
Hard core-soft shell particles near repulsive interfaces: interplay between adsorption, aggregation and diffusion
具有硬核和软壳的胶体颗粒的行为已经引起了物理化学界面研究人员的注意，不仅由于大量的应用，而且由于这些系统在本体和界面处的独特性质。两相界面的吸附可以提供分子排列的信息。通过这种方式，我们进行Langevin动力学模拟聚合物接枝纳米粒子。我们采用最近获得的核心软化势分析之间的关系，结构和动力学性质的纳米粒子附近的固体排斥表面的吸附。考虑了两种情况：平坦的或结构化的墙壁。在低温下，在吸附中观察到最大值。它与流体到簇的过渡有关，并且在接触层扩散中具有最小值，并且通过核心软化相互作用中的尺度之间的竞争来解释。由于长程排斥，颗粒在低密度下停留在对应于该长度尺度的距离处，并且随着填充增加而克服排斥势垒。然而，增加温度，动能的增益允许胶体即使在低密度下也克服长程排斥势垒。因此，在吸附中不存在竞争且未观察到最大值。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Rotating Micro-Spheres for Adsorption Monitoring at a Fluid Interface
假设：一系列的现象，如乳化和乳化稳定性，泡沫形成或液体蒸发，都与吸附胶体颗粒的动力学密切相关。阐明隐含的机制是正确设计许多不同类型材料的关键。实验：在流体界面附近被迫旋转的微球表现出旋转平移的流体动力学机制，一旦颗粒突出界面，该机制就受到毛细管扭矩的阻碍。在这些条件下，在移动球的比例的时间演变提供了一个直接的描述的吸附动力学，而颗粒加速度\deceleration的显微镜监测通知吸附\desorption动力学。在这项工作中，所提出的策略被施加在空气/水界面加载带负电荷的球形磁性颗粒，被迫旋转的旋转磁场的作用。调查结果：所提出的方法使吸附/解吸动力学过程的最早阶段，当检测到一小部分颗粒的解吸，以及估计近似值的吸附/解吸常数。所得结果表明，一价盐或阳离子（阴离子）表面活性剂的添加促进（抑制）吸附和颗粒之间永久键的形成。
2022-02-19 cond-mat.other cond-mat.soft
Dynamics of Irreversible Particle Adsorption to Fluid Interfaces
针对颗粒在流体界面的不可逆吸附，本文耦合扩散与 RSA 边界条件建立统一模型，揭示扩散限制向动力学限制的转变并给出预测框架。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
