Coarsening dynamics of ternary amphiphilic fluids and the self-assembly of the gyroid and sponge mesophases: lattice-Boltzmann simulations
通过一个三维的两亲晶格玻尔兹曼模型与短程相互作用的描述三元两亲流体，我们研究了如何改变的两亲物种的存在下，一个对称的二元不混溶流体的相分离动力学。我们发现，两亲物浓度的逐渐增加减慢域的增长，最初从代数，对数时间依赖性，并在较高的浓度，从对数拉伸指数的形式。在生长停滞的拉伸指数体系中，在后期我们观察到海绵中间相和螺旋液晶立方中间相的自组装，因此证实了（a）两亲物-两亲物相互作用不需要是长程的，以便在竞争相互作用的动力学中产生周期性调制的结构，和（b）立方中间相的自组装不需要两亲物的化学特异性模型，这与文献中的权利要求相矛盾。我们还观察到由两亲物浓度单独或独立驱动的海绵和螺旋相之间的结构有序-无序过渡，由两亲物-两亲物和两亲物-二元流体耦合参数。对于生长停滞的中间相，我们还观察到在所有长度尺度的结构函数的时间振荡，大多数的波数表现出缓慢的衰减，和长期的平稳性或增长的其他。我们将这种行为归因于复杂的两亲物动力学的组合，导致马兰戈尼流。
2004-02-18 cond-mat.soft
Lattice-Boltzmann simulations of self-assembly of a binary amphiphilic fluid into ordered bicontinuous cubic and lamellar phases
我们报告的第一个结果，我们的三维，介观，两亲晶格玻尔兹曼模型，已被用来模拟有序立方相和层状相在二元水-表面活性剂系统的自组装的动力学。我们的研究结果提供了深入了解这些中间相在水和表面活性剂分子之间作用的各种分子力和驱动从层状到立方相的过渡的机制方面的机制。
2001-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of lipids in water. Exact results from a one-dimensional lattice model
我们考虑一个晶格模型的两亲分子在溶剂中的分子化学相似的两亲分子的一部分。的相互作用势的取向的两亲分子的依赖性被考虑明确。采用传递矩阵法对模型进行了一维精确求解。特别是，压力作为浓度的函数，关联函数和比热计算。该模型与最近推出的胶体自组装，其中粒子相互作用的各向同性短程吸引和长程排斥（SALR）的潜力晶格模型进行了比较。两亲性和胶体自组装之间的相似之处突出。
2014-11-13 cond-mat.soft
Self-Assembly in Mixtures of Amphiphilic Polymers and Surfactants
我们提出了一个两亲聚合物和两亲小分子（表面活性剂）在稀水溶液中的联合自组装模型。假定聚合物由亲水性主链和大量疏水性侧基组成。优选的表面活性剂结合到疏水微区沿聚合物诱导结合的表面活性剂之间的有效吸引力。这导致取决于单个物理参数ε的两种不同的结合方式，ε表示表面活性剂-聚合物亲和力和聚合物疏水性之间的比率。对于小的ε，结合是非合作的，而对于大的ε，在明确定义的临界聚集浓度下，结合变得强合作。我们的研究结果是一致的观察不同的实验系统。
1998-04-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Three dimensional hydrodynamic lattice-gas simulations of domain growth and self-assembly in binary immiscible and ternary amphiphilic fluids
我们采用三维流体力学格子气方法模拟了二元不互溶流体和三元微乳液中的相组装动力学。对于临界旋节分解，我们进行标度分析，在减少变量介绍的Jury等人。和Kendon等人。我们发现一个后期的标度指数与惯性制度一致。然而，与以前的格子气模型的Appert等人所观察到的。我们的数据不属于相同的范围内减少的长度和时间的Kendon等人。对于非临界二元旋节分解，我们观察到减少的有效指数与少数相的体积分数。然而，没有观察到n=1/3 Lifshitz-Slyzov-Wagner液滴聚结指数。添加足够数量的表面活性剂颗粒的二元不混溶流体的临界淬火产生三元双连续微乳液。我们观察到的缩放行为的变化，从代数对数增长的两亲性流体中的域的增长没有逮捕。对于微乳液的形成，其中域生长停止，我们发现拉伸指数增长法提供了最佳的拟合数据。
2001-09-25 cond-mat.soft
Tuning polymer architecture for quasicrystal self-assembly
Northumbria University（诺森比亚大学）；University of Turku（图尔库大学）；University of Auckland（奥克兰大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）；University of Leeds（利兹大学）
通过计算模拟和理论研究，探讨了由中央聚合物通过刚性连接器连接到柔性聚合物冠的树状聚合物之间的超软相互作用，展示了通过核心和冠聚合物性质调节相互作用势长程竞争的能力，并通过参数选择证明了树状聚合物结构与宏观相态的关系，实现了准晶体稳定区域的控制。
2026-03-19 cond-mat.soft
Machine learning-enabled exploration of mesoscale architectures in amphiphilic-molecule self-assembly
本研究针对两亲分子自组装介观结构评估流程复杂的问题，提出用粒子类型与坐标数据训练图神经网络提取局部结构的方法，在含数百个结构、最多4050个粗粒化粒子的模拟中实现最高78.35%的分类准确率，无需人工特征工程，在材料科学领域具应用潜力。
2024-04-17 cond-mat.soft
Phase Diagram for Self-assembly of Amphiphilic Molecule C12E6 by Dissipative Particle Dynamics Simulation
在以前的研究中，耗散粒子动力学模拟被用来定性澄清的两亲分子六乙二醇十二烷基醚（C12 E6）的相图。在本研究中，通过改变亲水性分子和水分子之间的相互作用势在耗散粒子动力学（DPD）模拟使用的陪审团模型定性地澄清相结构的亲水性依赖。通过改变亲水性珠和水分子之间的相互作用势$x$的系数为x=-20，0，10和20，在无量纲温度T=0.5和两亲分子在水中的浓度为phi=50%时，相结构生长为层状（x=-20）、六方（x=0）和胶束（x=10）相。对于x=20，在亲水性珠粒和水分子之间发生相分离。
2006-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the applicability of density dependent effective interactions in cluster-forming systems
我们系统地研究了有效的，粗粒度的，对势在超软胶体系统中的有效性和可转移性。我们专注于两亲性树枝状聚合物，大分子可以聚集成重叠颗粒的簇，以最大限度地减少与周围（隐式）溶剂的接触面积。在液相中的密度范围从无限稀释到接近凝固点的值的单体和粗粒模型进行了模拟。对于每个状态点，每个大分子都被映射到单个相互作用位点，并使用基于力匹配的粗粒化技术计算有效对势。我们发现从粗粒度和微观详细的模拟在低密度，其中大分子均匀分布在系统中获得的空间树枝状聚合物分布之间的良好协议。然而，协议显着恶化时，密度进一步增加和集群占领变得更加多分散。在这些条件下，粗粒度模型的有效对势不能再通过对整个系统进行平均来计算，而是需要考虑局部密度。
2016-09-22 cond-mat.soft
Structure and stimuli-responsiveness of all-DNA dendrimers: theory and experiment
我们提出了一个全面的理论和实验研究的溶液相性质的DNA为基础的家庭的纳米粒子-树状聚合物样DNA分子（DL-DNA）。这些带电荷的DNA树枝状聚合物是新型的大分子聚集体，在本体和界面处的软物质系统的靶向自组装中具有很高的前景。为了描述这个家族的树枝状聚合物的行为（世代范围从G1到G7），我们使用了一个理论模型，其中单个DL-DNA分子的碱基对由带电单体建模，其相互作用被选择为正确地模拟DNA的平衡性质。DL-DNA的大小和构象的实验结果是基于静态和1动态光散射;同时，分子动力学模拟被用来模拟DL-DNA的平衡性质，这与实验结果相比是有利的，同时提供了大量的额外信息和洞察的纳米结构的分子结构。我们还研究了这些大分子的盐响应性，发现尽管静电相互作用的强屏蔽，所带来的添加的盐，大分子收缩只有轻微的，其大小的鲁棒性源于高的抗弯刚度的DNA片段。这些带电的树枝状聚合物系统的研究是软物质领域中的一个重要研究领域，因为它们对于各种跨学科应用的潜在作用，范围从用于在活生物体中递送药物的分子笼和载体到纳米技术领域中的树枝状聚合物和树枝状聚合物基超薄膜的开发。这些发现是必不可少的，以确定是否DL-DNA是一个可行的候选人的实验实现集群晶体的散装，一种新的形式的固体与多个站点占用。
2018-06-19 cond-mat.soft
Flexibility defines structure in crystals of amphiphilic DNA nanostars
具有可编程形状和相互作用的DNA纳米结构可以用作具有规定纳米尺度特征的晶体材料自组装的构建块，具有巨大的技术潜力。结构刚性和键合方向性已被认为是DNA基序在3D中维持长程序的关键设计特征，但与规定具有足够准确性的构建块几何形状相关的实际挑战限制了可用设计的多样性。我们最近介绍了一种新的平台，用于一锅制备由Watson-Crick碱基配对和疏水力的组合支持的结晶DNA框架[Nano Lett.，17（5）：3276-3281，2017]。在这里，我们使用小角度X射线散射和粗粒度的分子模拟来证明，与可用的全DNA方法相反，两亲性基序不依赖于结构刚性来支持长程序。相反，两亲性DNA构建块的灵活性是成功结晶的关键特征。
2018-11-06 cond-mat.soft
Simulations of amphiphilic fluids using mesoscale lattice-Boltzmann and lattice-gas methods
我们比较了两个最近开发的介观模型的二元不混溶和三元两亲性流体。我们详细描述和比较的算法，并讨论其稳定性。对三元液滴相和二元水-两亲性海绵相自组装的模拟结果进行了比较和讨论。这两种模型都需要并行实现和部署大规模并行计算资源，以实现合理的三维模型的模拟时间。两种不同的并行架构的并行化策略和性能进行了比较和讨论。多相流体的大规模三维模拟需要广泛使用高性能可视化技术，以便能够解释大量复杂的数据。我们报告我们的经验与两个商业可视化产品：AVS和VTK。我们还讨论了应用和使用新的计算转向技术，更有效地利用高性能计算资源。最后，我们对这两种模式的未来发展提出了一些建议。
2002-12-06 cond-mat.soft
Supramolecule Structure for Amphiphilic Molecule by Dissipative Particle Dynamics Simulation
采用耗散粒子动力学（DPD）方法对AB-二聚体在W单体溶液中的结构形成过程进行了介观模拟。作为仿真模型，采用了修正的Jury模型，S.等人，“Simulation of amphitic mesophases using dissipative particle dynamics，”Phys.Chem.Chem.Phys.vol.1（1999）pp. 2051-2056，其代表了表面活性剂六乙二醇十二烷基醚（C12 E6）和水（H2O）的自组装机理。所得相图与Jury的结果一致。我们还发现，形成六方相（H1）比形成层状相（Lalpha）需要更长的时间。
2006-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lattice-Gas Simulations of Minority-Phase Domain Growth in Binary Immiscible and Ternary Amphiphilic Fluid
本文采用流体力学格子气模型研究了二元不互溶流体和乳状液的二维生长动力学。我们进行非临界淬火的二元流体的情况下，发现少数相内的域的大小随着时间的代数增长，根据理论预测。在较晚的时间制度，我们发现一个增长指数n = 0.45，在很宽的浓度范围内，与其他simuluations良好的协议。在早期的制度，我们发现没有普遍的增长指数，但少数相的浓度有很强的依赖性。在三元两亲性流体的情况下，液滴相的自组装动力学进行了研究。在低浓度的表面活性剂，我们发现，经过早期的代数增长，成核制度占主导地位的后期动力学，这是由表面活性剂的浓度增加增强。随着表面活性剂浓度的进一步增加，我们看到交叉到动力学上缓慢的增长，最后是油滴的饱和，我们在现象学上将其拟合为拉伸的指数函数。最后，研究了液滴和海绵相之间的转变。
1997-05-24 cond-mat.soft
Asymmetric Assembly of Lennard-Jones Janus Dimers
Janus（或“补丁”）粒子的自组装依赖于相邻粒子之间的精确相互作用。在这里，两个两亲性的Janus球内的二聚体在一个明确的流体的取向进行了研究与高几何分辨率。分子动力学模拟和第一原理能量计算与硬球和软球Lennard-Jones势，温度和疏水性是不同的。最可能的中心-中心-极角在40°至55°的范围内，由于取向熵，没有观察到极-极对准。由于溶剂排斥，接近90°的角度在能量上是不利的，并且我们意外地发现，球体之间的相对方位角受到溶剂排序的影响。
2021-06-22 cond-mat.soft
Structure Formation of Amphiphilic Nanocubes at Rest and Under Shear
本研究利用MD和KMC模拟探讨了两亲性纳米立方体在静止与剪切下的自组装行为，发现结合能、疏水面数量及单贴片比例决定簇的稳定性与尺寸，而剪切加速聚集但减小稳态簇大小。
2023-05-23 cond-mat.soft
Chemical analysis and aqueous solution properties of Charged Amphiphilic Block Copolymers PBA-b-PAA synthesized by MADIX
我们已经链接的结构和在水溶液中的两亲性带电的两嵌段共聚物聚（丙烯酸丁酯）-b-聚（丙烯酸），PBA-b-PAA，通过控制自由基聚合合成，与样品的物理化学特性。尽管产品的缺陷，样品自组装在熔体和水溶液中预测的单分散微相分离理论。然而，PBA核异常大; PBA核的溶胀不是由于AA（Flory参数chiPBA/PAA，在0.25处测定，意味着强分离），而是由于h-PBA均聚物（通过液相色谱法在排阻和吸附转变点LC-PEAT测定含量）。除了通过散射实验检测到的胶束的优势群体之外，毛细管电泳CE分析允许检测另外两个群体，一个是h-PAA，另一个是游离的PBA-b-PAA链，其具有非常短的PBA块并且从不自组装。尽管存在这些游离单聚体，但发现溶液中的自组装不平衡：聚集状态是历史依赖性的，并且数月内胶束之间没有单聚体交换（时间演化SANS）。在20 mN/m下测量的高PBA/水界面张力阻止胶束之间的单聚物交换。PBA-b-PAA溶液体系既不处于热平衡，也不是完全冻结的体系：可能发生单个聚集体的内部分馏。
2007-08-27 cond-mat.soft
An active approach to colloidal self-assembly
在这篇综述中，我们讨论了自推进胶体颗粒的自组装的最新进展，并强调了一些最令人兴奋的结果，在这一领域的干活性物质的具体重点。我们通过胶体构建块的复杂性的镜头来探索这种现象。我们首先考虑各向同性球形粒子的行为。然后，我们讨论的情况下，两亲性和偶极Janus粒子。最后，我们展示了如何的胶体的几何形状和/或它们的相互作用的方向性可以用来控制组装的活性聚集体的物理性质，并建议可能的策略，如何利用活动作为一个可调的驱动力自组装。活性胶体的独特性质为下一代功能性环境传感微结构的设计提供了希望，这些微结构能够以自主和有针对性的方式执行特定任务。
2021-02-23 cond-mat.soft
Cluster and reentrant anomalies of nearly Gaussian core particles
我们研究通过积分方程理论和数值模拟的结构和动力学的超软，近高斯粒子组成的流体。也就是说，我们探索了一个模型的流体相图，其中粒子通过广义指数势u（r）=εexp[-（r/σ）^n]相互作用，软度指数n略大于2。除了众所周知的异常与折返熔化，流体的结构和动力学显示两个额外的异常，这是可见的结构因子和扩散系数的等温变化。这些特征与流体相中二聚体的出现以及压缩后簇结构的后续修改相关。我们证实了这些结果，通过分析的局部极小值的势能面，在集群出现更紧密的聚集粒子。我们发现，对于范围从2^+到与两亲性树枝状聚合物的描述相关的值的软指数，重入熔融和聚簇共存，即，n=3。
2013-03-13 cond-mat.soft
Structure and dynamics of amphiphilic patchy cubes in a nanoslit under shear
本文通过分子动力学与多粒子碰撞动力学耦合模拟，研究了单斑块和双斑块两亲性纳米立方体在纳米狭缝中静止及剪切条件下的自组装行为，揭示了两种体相中未见的团簇形貌，并阐明了受限程度和剪切对棒状与分形聚集体尺寸及刚性的差异化影响。
2024-04-30 cond-mat.soft
Composition-agnostic prediction of self-assembly in multicomponent amphiphile mixtures from molecular structure
Keio University（庆应义塾大学）
本研究提出了一种不依赖组分的机器学习框架，通过分子结构预测多组分两亲分子混合物的自组装行为，展示了模型在不同组分组合中的强大预测能力。
2025-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micelle Forming Linear-Dendritic Block Copolymers: A Theoretical Comparison between Random Hyperbranched and Precise Dendrimer Polymer Architectures
本研究通过自洽场计算比较了多分散超支化（LHBC）与单分散树枝状（LDBC）共聚物胶束，发现LHBC胶束在稳定性、临界胶束浓度、药物负载及功能化末端基团数量上均优于LDBC胶束。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembly in a model colloidal mixture of dimers and spherical particles
我们调查的两亲性二聚体和球形颗粒，一个模型相关的问题，在分散体中封装球状“客”分子的稀释混合物的结构。二聚体和球体被认为是硬颗粒，在球体和二聚体中的较小单体之间具有额外的吸引力。使用蒙特卡罗模拟，我们记录了低温形成的聚集体的客人（集群）举行在一起的二聚体，其典型的大小和形状取决于客户的浓度$χ$。对于低$χ$（小于$10\%$），大多数客体被分离并被二聚体层包覆。随着$χ$逐渐增加，团簇的尺寸变得越来越细长和多分散;在达到$χ\approx 50\%$的浅最大值后，团簇的尺寸在进一步增加$χ$时再次减小。仅在一种情况下（$χ=50\%$和适度低的温度）的混合物放松到流体的层流，这表明在这种情况下，集群是亚稳态的晶体蒸气分离。在加热时，团簇收缩，直到最终系统在所有尺度上变得均匀。另一方面，随着混合物在低温下变得越来越致密，团簇变得越来越大，直到形成一个网状结构。
2017-02-23 cond-mat.soft
Self-assembled structures of colloidal dimers and disks on a spherical surface
通过Monte Carlo（MC）计算机模拟，研究了客体粒子存在下两亲性二聚体二元混合物模型在球面上的自组装。所有的粒子都有一个硬核，但二聚体的一个单体也通过短程吸引势与客体粒子相互作用。我们观察到的各种形状的聚集体的形成作为混合物的组成和客体颗粒的大小的函数。我们的MC模拟是对胶体聚集在弯曲表面上的实验的微观理解的又一步，如油滴。
2021-06-10 cond-mat.soft physics.comp-ph
From Compact to Open Clusters in Systems with Competing Interactions
胶体颗粒、两亲物和功能化纳米颗粒是经常表现出短程吸引力与长程排斥力相结合的系统的示例。在这项工作中，我们观察到显着的差异，在一个简单的各向同性模型的吸引力的强度变化时，这种系统的自组装集群的动态形式。我们发现，虽然吸引占主导地位的粒子自组装成紧凑的集群与两亲性分子形成的胶束类似的性质，排斥占主导地位的粒子自组装成疏散星团，具有更短的寿命。也有一个显着不同的依赖性的解决方案渗透压与组成：形成紧凑的集群导致的压力与密度的斜率下降，而形成的疏散星团不影响的压力。这个热力学量在挑选不同的聚类特征时比整体聚集曲线或聚类形状更敏感。我们的研究结果有显着的影响，在开发稳定的集群自组装和检测在实验室设置和计算机模拟的设计原则。
2017-05-31 cond-mat.soft
