Active Motion of Janus Particle by Self-thermophoresis in Defocused Laser Beam
研究了半金属包覆胶体粒子在激光辐照下的自推进。该运动是由自热泳引起的：即，在颗粒的金属涂覆侧处的激光吸收产生局部温度梯度，该局部温度梯度又通过热泳驱动颗粒。为了阐明其机理，首次测量了微尺度Janus粒子周围的温度分布和热滑移流场。通过测量粒子上的温度下降，自推进的速度与基于可访问参数的预测相吻合。作为驱动微型机械的一种应用，介绍了一种微型转子热机。
2010-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Externally driven local colloidal ordering induced by a point-like heat source
我们在这里研究如何诱导相变在胶体悬浮液中的点状热源，光捕获的金属氧化物颗粒吸收光。我们发现热泳增加了氧化物颗粒周围胶体的数密度，导致固体团簇的出现。基于热泳的分析表明，固-液界面的位置完全取决于流体状态下颗粒浓度分布与相变体积分数之间的关系，在团簇尺寸中没有发现热力学的其他影响。在这个系统中，我们观察到面心立方晶体，非晶态，和二十面体秩序的结构的形成。这表明了丰富的可能性，非平凡的排序下空间控制的非均匀生长在外部的“半软”的潜力，软比墙壁，但在几个粒子直径的规模有很大的变化。由于可调速率的粒子添加到集群中，我们建议这种方法可以用来研究复杂的相互作用的致密化与局部空间限制效应，动力学和订购。
2019-11-25 cond-mat.soft
Thermophoretic motion of a charged single colloidal particle
本文结合线性化流体力学与非线性 Poisson-Boltzmann 方程，数值研究滑移表面带电胶体在温度梯度下的热泳漂移，并验证其与理论及 DNA、聚苯乙烯微珠实验的一致性。
2023-04-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic boundary effects on thermophoresis of confined colloids
研究了在垂直于壁面的温度梯度中运动的粒子的流体动力学慢化。在远小于颗粒半径$h\ll a$的距离处，润滑近似导致相对于体积值$u_{0}$的约化速度$u/u_{0}=3\frac{h}{a}\ln \frac{a}{h}$。利用Brenner的受限扩散结果，我们发现当颗粒非常靠近壁面时，捕获效率或有效Soret系数呈几何级数增加。这提供了一个定量的解释最近观察到的增强热泳捕获在短距离。我们在毛细管中的平行和垂直热泳的讨论，揭示了一个非常好的协议与最近的五个带电聚苯乙烯颗粒的实验。
2016-01-15 cond-mat.soft
Equilibrium sedimentation profiles of charged colloidal suspensions
研究了低离子强度下电荷稳定胶体悬浮液的沉降平衡。我们分析了一个简单的泊松-玻尔兹曼理论的基础上的密度分布的渐近行为，并表明，我们可以推导出的有效质量从气压法对应的胶体粒子的实际质量，与以前的研究相反。
1999-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal phoresis in two-dimensional odd fluids
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Wenzhou University（温州大学）
研究揭示在奇流体中，胶体粒子可沿或逆热力学梯度迁移，实现垂直于梯度的奇电渗现象，通过mesoscale模拟验证了奇扩散电渗和奇热电渗的物理机制。
2026-09-01 cond-mat.soft
The effect of geometrical confinement on the interaction between charged colloidal suspensions
利用计算机模拟描述不对称电解质的原始模型，研究了两个平面带电壁之间的带电胶体粒子之间的有效相互作用。详细地，我们计算了作用在单个宏离子和在存在狭缝状约束的宏离子对上的有效力。对于中等库仑耦合，我们发现，这种力是排斥。然而，在强耦合条件下，力的符号取决于到板的距离和粒子间的距离。特别是，颗粒板相互作用变得强烈的吸引力小的距离，这可以解释在最近的实验中观察到的板附近的胶体晶体层的发生。
1999-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Foam Analogy in Charged Colloidal Crystals
我们模型带电胶体悬浮液使用泡沫的类比。我们研究了这些系统的固体-固体相变作为粒子体积分数和离子强度的函数。屏蔽库仑相互作用被每个粒子周围的Voronoi细胞壁之间的相互作用所取代。我们拟合表面电荷以再现Sirota等人研究的带电悬浮液的相图[Phys. Rev. Lett. 62，1524（1989）]。用这个拟合参数，我们能够计算系统的弹性模量，并找到与现有数据的良好协议。
2001-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Size Polydispersity on Melting of Charged Colloidal Systems
我们引入简单的汤川势公式来描述带电胶体体系中的尺寸多分散性效应和大离子屏蔽效应。采用基于分子动力学模拟的Lindemann判据对固液相边界进行了描述。与Robbins-Kremer-Grest模拟结果相比，在小的$λ$下，熔化线出现了偏差，这意味着大的宏观离子屏蔽长度。这种相边界的偏离与全多体相互作用下的非线性Poisson-Boltzmann方程的模拟结果定性一致。发现这种固液相行为的偏差对筛选参数敏感。
2006-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Donnan equilibrium and the osmotic pressure of charged colloidal lattices
我们考虑一个系统组成的单分散的电荷稳定的胶体悬浮液中存在的单价盐，从纯电解质分离的半透膜，它允许交叉的溶剂，抗衡离子，和盐颗粒，但防止通过的聚离子。胶体悬浮液，这是在一个结晶相，被认为是使用一个球形Wigner-Seitz细胞。当达到道南平衡后，膜两侧将存在压力差。利用泛函密度理论，得到了渗透压与外加盐浓度、胶体体积分数、胶体粒子大小和电荷的关系式。的结果进行了比较与实验测量有序的聚苯乙烯晶格的两种不同的颗粒尺寸在一个范围内的离子强度和胶体体积分数。
1998-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stabilization of colloidal suspensions by means of highly-charged nanoparticles
我们采用了一种新的蒙特卡罗模拟方案来阐明中性胶体微球通过高电荷纳米颗粒的稳定性[V.Tohver等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.98，8950（2001）]。根据实验观察，我们发现，小的纳米颗粒浓度诱导有效的排斥，防止凝胶化所造成的固有的范德华吸引力之间的胶体。更高的纳米颗粒浓度诱导的吸引力的潜力，这是，然而，定性地不同于定期耗尽吸引力。我们还展示了如何胶体纳米粒子的尺寸不对称性和纳米粒子的电荷可以用来操纵有效的相互作用。
2004-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the fluid-fluid phase separation in charged-stabilized colloidal suspensions
我们开发了一个热力学描述的粒子在一个固定的表面电位。该系统是特别感兴趣的，鉴于持续的争议的可能性的流体-流体相分离的水胶体悬浮液与单价抗衡离子。固定表面势的条件允许以自然的方式来解释胶体电荷重整化。在第一种方法中，我们评估了所谓的“体积项”的重要性，并发现在没有盐的情况下，电荷重整化足以稳定悬浮液对流体-流体相分离。另一方面，发现盐的存在导致不稳定性。然而，对所使用的近似值的非常强的依赖性使这种相变的真实性受到严重怀疑。为了进一步理解的不稳定性的性质，我们接下来研究的果冻样近似，这不会导致相分离，并产生一个相对准确的分析状态方程的高度带电的胶体球的去离子悬浮液。强不对称电解质的各种理论的批判性分析，评估其可靠性相比，蒙特卡罗模拟。
2004-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Columnar versus smectic order in systems of charged colloidal rods
本文研究了单分散、刚性、带电杆体系中非均匀液晶态的稳定性。通过对带电棒在强非线性状态下的Onsager自由能的分岔分析，研究了向列-近晶和向列-柱状不稳定性随德拜屏蔽长度的变化.虽然向列相-近晶相转变清楚地预先emits的向列相-柱状一个在政权的强屏蔽显着的稳定性的六方柱秩序观察到在较大的屏蔽长度。基于汤川模型的布朗动力学计算机模拟结果证实了理论结果。我们的研究结果连接到烟草花叶病毒棒的实验，特别是，但可能是相关的软棒状介晶在强外部定向领域一般。
2007-03-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unsupervised classification of disordered patterns in an oppositely charged colloidal system
针对相反电荷胶体系统中全局无序但局部结构转变的问题，开发无监督机器学习方法，通过局部结构高维向量表示与主成分分析分类无序相，结果与径向分布函数一致且可解释相特征、揭示相变机制。
2025-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trochoidal trajectories of self-propelled Janus particles in a diverging laser beam
我们描述了具有金属和电介质面的胶体Janus粒子，其在散焦光镊照射下剧烈游动而不消耗任何化学燃料。这些光学激活的胶体游泳者不是随机游动，而是在光束中来回循环，描绘出蜿蜒的玫瑰花图案。我们提出了一个模型，这种模式的光激活的运输，占所观察到的行为，通过结合自热泳和光致扭矩。在确定性的限制，这个模型产生的轨迹，类似玫瑰花曲线称为次摆线。
2016-09-06 cond-mat.soft physics.optics
Charge Renormalization, Effective Interactions, and Thermodynamics of Deionized Colloidal Suspensions
电荷稳定的胶体悬浮液的热力学性质敏感地取决于大离子的有效电荷，其可以在强反离子-大离子缔合的情况下显著低于裸电荷。本文提出了一种电荷重整化理论，它将带电胶体的有效单组分模型与区分自由和缔合反离子的热判据相结合。该理论预测，以最小的计算工作量，高电荷胶体的去离子悬浮液的渗透压与原始模型的大规模模拟密切一致。
2008-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal brazil nut effect in sediments of binary charged suspensions
利用计算机模拟和密度泛函理论计算了荷电二元胶体悬浮液的平衡沉降密度分布。对于去离子的样品，我们预测一个胶体的“巴西坚果”的效果：重的胶体颗粒沉积在上面的较轻的，只要他们的质量，每电荷小于较轻的。这种效应在沉降实验中得到了验证。
2004-01-02 cond-mat.soft
Efficient simulations of charged colloidal dispersions: A density functional approach
提出了一种数值方法，用于电解质溶液中带电胶体分散体的第一性原理模拟。利用胶体-溶剂边界的平滑轮廓，使有效的介观模拟能够用于模拟表现出多体静电相互作用的许多胶体颗粒的分散体。简单的胶体几何形状的方法的有效性进行了检查，并证明了通过计算稳定的结构的二维分散体，从而导致形成胶体晶体的效率。
2004-08-17 cond-mat.soft
A new model for simulating colloidal dynamics
本文提出了一种新的混合格子-Boltzmann和Langevin分子动力学方案，用于模拟球形胶体颗粒悬浮液的动力学。溶剂模型采用格子玻尔兹曼方法，溶质模型采用分子动力学。两者之间的耦合是通过作用在溶剂和溶质上的摩擦力来实现的，该摩擦力取决于相对速度。球形胶体颗粒由其表面的相互作用位点表示。我们证明，该计划定量再现了液体中的中性球形粒子的平移和旋转扩散，并显示带电球形粒子的初步结果。我们认为，这种方法是特别有利的带电胶体的情况下。
2003-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Where the linearized Poisson-Boltzmann cell model fails: (I) spurious phase separation in charged colloidal suspensions
我们执行的Poisson-Boltzmann（PB）密度泛函的线性化球形Wigner-Seitz细胞，产生Debye-Hückel方程同意渐近PB结果在弱耦合（高温）限制。无论是典型的（固定数量的微离子），以及半巨正则（与无限盐库接触）的情况下，被认为是在一个统一的线性化框架和讨论。在典型的情况下，足够大的胶体电荷的线性化理论预测的发生与相关的相分离的均匀悬浮液成稀（气）和密（液）相的结晶不稳定性。在半巨正则的情况下，它是预测的等温压缩性和胶体悬浮液和盐库之间的疏水压力差成为负的低温，高表面电荷或无限稀释（聚离子）的限制。正如已经指出，在文献中的后一种情况下，这些功能是在不同意的确切的非线性PB解决方案内的Wigner-Seitz细胞，因此，人工制品的线性化。通过使用明确规范不变的形式的静电势，我们表明，这些文物，虽然与二次展开的非线性泛函和渗透压在物理上是一致的，可以追溯到不履行的基本假设的线性化。
2002-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interaction of Charged Colloidal Particles at the Air-Water Interface
我们研究，使用蒙特卡罗模拟，带电胶体粒子之间的相互作用局限于空气-水界面。探讨了力与离子强度和反价的关系。对于1：1电解质，我们发现，在界面处的静电相互作用是非常接近的观察到的在体。另一方面，对于具有多价抗衡离子的盐，界面在带电胶体之间产生增强的吸引力。最后，我们探讨了在空气-水界面上感生的表面电荷对胶体颗粒之间相互作用的影响。
2018-02-02 cond-mat.soft
On phase behavior and dynamical signatures of charged colloidal platelets
通过蒙特卡罗模拟和动力学表征，研究了带电薄片悬浮液中各向异性排斥体积和排斥静电相互作用之间的竞争，发现在非线性Poisson-Boltzmann形式下得到的带电薄片间静电势的原始各向异性，不仅合理化的一般特点的复杂相图的带电胶体血小板，如三水铝石和Beidellite粘土，但也预测存在的新结构。此外，我们发现了一个强大的放缓的动力学增加密度的证据。
2013-06-18 cond-mat.soft
Nonlinear screening and gas-liquid separation in suspensions of charged colloids
利用多中心非线性Poisson-Boltzmann理论计算了1：1电解质中带电胶体球的相图（价态$Z$和半径$a$）。我们的理论考虑到电荷重整化的胶体相互作用和体积项，由于多体效应。对于小到Z=1和大到$10^4$的化合价，我们发现在$Z\lB/a\gtrsim24\pm1$提供的胶体盐相图中存在气-液调幅不稳定性，其中$\lB$是Bjerrum长度。
2006-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Freezing of charged colloids on square or triangular two-dimensional periodic substrates has been recently shown to realize a rich variety of orientational orders. We propose a theoretical framework to analyze the corresponding structures. A fundamental ingredient is that a non spherical charged object in an electrolyte creates a screened electrostatic potential that is anisotropic at any distance. Our approach is in excellent agreement with the known experimental and numerical results, and explains in simple terms the reentrant orientational melting observed in these so called colloidal molec…
2004-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bound Pairs: Direct Evidence for Long-range Attraction between Like-Charged Colloids
我们报告的观察稳定的绑定对非常稀的去离子水悬浮液中的高电荷的聚苯乙烯胶体颗粒，与单价抗衡离子，使用共聚焦激光扫描显微镜。通过分析几千个时间序列的共焦图像记录深内部的散装悬浮液，我们发现，测量的对电位，U（r）具有长程吸引力的分量，阱深度大于热能。这些观测结果为同电荷胶体粒子U（r）的长程吸引的存在提供了直接而明确的证据。
2007-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Determination of the zeta potential for highly charged colloidal suspensions
我们使用混合介观模型计算嵌入胶体悬浮液中的带电粒子的表面静电势或zeta电位$ζ$。我们表明，对于弱扰动电场，在电泳过程中的稳态下获得的$ζ$的值是统计上无法区分的热力学平衡从$ζ$。我们量化了反离子浓度对$ζ$的影响。我们还评估了相关的晶格分辨率的计算$ζ$和讨论如何确定有效的静电半径。
2011-02-24 cond-mat.soft
The polydisperse cell model: Non-linear screening and charge renormalization in colloidal mixtures
我们提出了一个模型的重正化电荷和高电荷胶体颗粒的混合物的渗透性能的计算。该模型是由Alexander及其合作者（J.Chem.Phys.80，5776（1984））引入的细胞模型和电荷重整化概念的推广。总溶液被分配到与混合物中的组分一样多的不同细胞中。这些细胞的半径确定自相一致的一组给定的参数，从解决方案的非线性泊松-玻尔兹曼方程与适当的边界条件。这推广了亚历山大的模型，其中（唯一的）维格纳-塞茨细胞半径是固定的胶体包装分数。我们通过考虑具有相同电荷符号的胶体的二元混合物来说明该技术。该模型可以在线性理论水平上计算高电荷胶体混合物的热力学性质，同时考虑非线性屏蔽的影响。
2008-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-dependent interactions and structure of charged colloidal dispersions in the weak screening regime
我们确定的电荷稳定的胶体悬浮液的结构，在低离子强度在一个扩展的范围内的颗粒体积分数使用光和小角中子散射实验相结合。在一个单组分模型的胶体悬浮液的结构因子随浓度的变化进行了分析。我们发现，所观察到的结构行为对应于一个非单调的密度依赖的胶体有效电荷和平均粒子间的相互作用能。我们的研究结果证实了类似的观察从原始模型计算机模拟无盐胶体悬浮液。
2008-04-10 cond-mat.soft
The osmotic pressure of charged colloidal suspensions: A unified approach to linearized Poisson-Boltzmann theory
我们从理论上研究了带电物体悬浮液的渗透压（例如，胶体、聚电解质、粘土片晶等）使用细胞模型和线性泊松-玻尔兹曼（PB）理论对电解质溶液透析。从体积导数的大电位泛函的线性理论，我们得到两个新的表达式的渗透压的电位或离子的配置文件，这两个都不符合已知的非线性PB理论的表达，即，在细胞边界的微离子的密度。我们表明，线性化的有效范围强烈地依赖于线性化点，并证明了关于自洽确定的平均势的展开在几个方面是最佳的。例如，悬浮液内部的筛选由实际离子强度自动描述，从而在高胶体浓度下产生正确的渐近性。再加上任意尺寸和电解质组成的细胞模型的线性PB方程的解析解，明确和非常一般的公式渗透压随之而来。与非线性PB理论的比较。我们的分析还表明，线性理论是否预测相分离关键取决于压力的精确定义，这表明不适当的选择可以预测像生理盐溶液中的DNA一样重要的系统中的人工相分离。
2002-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrophoretic mobility of a charged colloidal particle: A computer simulation study
本文用计算机模拟的方法研究了带电胶体粒子在恒定均匀电场中的迁移率。模拟方法结合了晶格玻尔兹曼计划的流体与标准朗之万动力学的胶体粒子，这是建立从一个网络的结合粒子形成的胶体的表面。通过摩擦力引入两个子系统之间的耦合。此外，还存在也与流体耦合的明确的抗衡离子。我们观察到一个非单调的依赖于裸露的胶体电荷的电泳迁移率。在低的表面电荷密度，我们观察到一个线性增加的裸电荷的流动性，而在较高的电荷，其中超过一半的离子是共同移动的胶体，流动性随着裸电荷的增加而降低。
2004-06-11 cond-mat.soft
A self-consistent renormalized Jellium approach for calculating structural and thermodynamic properties of charge stabilized colloidal suspensions
提出了一种方法，它允许自洽地计算高度带电的水胶体悬浮液的结构和热力学性质。该方法是基于重正化的Jeldinger模型与相关的胶体-胶体关联函数的背景电荷分布。应用该理论计算了含一价电解质悬浮液的关联函数和有效胶体电荷。理论预测与蒙特卡罗模拟吻合得很好。
2009-05-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
We discuss the peculiarities of the Seebeck effect in stabilized electrolytes containing the colloidal particles. Its unusual feature is the two-stage character, with the linear increase of differential thermopower as the function of colloidal particles concentration $n_{\odot}$ during the first stage and dramatic drop of it at small $n_{\odot}$ during the second one (steady state). We show that the properties of the initial state are governed by the thermo-diffusion flows of the mobile ions of the stabilizing electrolyte medium itself and how the colloidal particles participate in formation o…
2020-10-18 cond-mat.soft
On the nature of long-range contributions to pair interactions between charged colloids in two dimensions
我们进行了详细的分析，适用于实验测量的高电荷的乳胶分散体的二维径向分布函数的反问题的解决方案。实验在高胶体密度和低盐条件下进行。在最高研究密度下，提取的有效对势包含长程吸引部分。同时，我们发现，对于最佳分布函数可用的溶液的稳定性范围是有限的胶体粒子之间的最近邻距离。此外，测量的对分布函数可以解释由纯排斥对势包含在稳定的部分的解决方案。
2003-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium interfacial free energies and Turnbull coefficient for bcc crystallizing colloidal charged sphere suspensions
我们扩展以前的分析数据的熔体-核的界面自由能，$γ$，从光学实验获得的带电胶体球，体心立方（bcc）晶体结构的结晶悬浮液。编译数据从五个纯物种具有不同的多分散性和一个二元混合物，我们发现平衡熔体-晶体界面能是相当大的硬球参考值。这个量和冷冻熵都随着多分散性的增加而减少。此外，我们给出了第一个实验测定的体心立方结晶材料的特恩布尔系数。观察值$C_{T, bcc} \approx 0.3$同意与短到中等范围的相互作用的bcc系统的理论预期。
2014-03-25 cond-mat.soft
Dynamic self-assembly of charged colloidal strings and walls in simple fluid flows
胶体粒子在流体流动中可以自组装成各种有序结构，在生物医学、材料合成和密码学等领域具有潜在的应用。这些动态过程也是探索非平衡条件下自组装一般原理的基本兴趣。在这里，我们报告了一个简单的微流体实验，带电胶体粒子自组装成流动对齐的一维字符串与规则的颗粒间距附近的固体边界。利用高速共聚焦显微镜，我们系统地研究了流速，静电和粒子多分散性对观察到的弦结构的影响。通过研究稳定的流动驱动的粒子对的详细动力学，我们定量表征粒子间的相互作用。在此基础上，我们构建了一个简单的模型来解释这一有趣的非平衡自组装过程。我们的研究表明，胶体弦产生于吸引力之间的流体动力学耦合和排斥粒子之间的静电相互作用的微妙平衡。最后，我们证明，与横向电场的协助下，一个类似的机制也导致了二维胶体壁的形成。
2017-01-29 cond-mat.soft
Phase diagrams of charged colloidal rods: can a uniaxial charge distribution break chiral symmetry?
我们构建相图内的第二维里近似作为棒浓度，盐浓度和胶体电荷的函数的带电棒状胶体。除了预期的各向同性的，双相过渡，我们还发现参数制度与双相和第二，更高度对齐的双相共存，包括各向同性的双相-双相三相点和向列相-双相临界点，这都可以解释的扭曲效应。我们计算弗兰克弹性常数，看看扭转弹性常数是否可以成为负的，这将表明自发形成一个双相的可能性。虽然扭转效应降低了扭转弹性常数，但我们发现它始终保持正值。此外，我们发现，对于有限的纵横比杆的扭转弹性常数也总是积极的，这样就没有证据的手征对称性打破由于单轴电荷分布。
2016-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Inverse design of charged colloidal particle interactions for self assembly into specified crystal structures
研究了带电胶体粒子与硬核排斥Yukawa势相互作用时，调整相互作用参数，使之组装成特定晶体结构的反问题。在这里，我们的目标是体心立方（bcc）结构，它只在带电胶体的相图中的一个小区域内稳定，因此，很难找到。为了实现这一目标，我们使用键取向序参量中的统计波动来调整bcc结构的相互作用参数，同时使用统计物理启发的逆向设计（SP-ID）算法[1]在流体相中初始化系统。我们还发现，这种优化算法正确地感测带电胶体的流体-固相边界。最后，我们重复的过程采用协方差矩阵自适应进化策略（CMA-ES），一个前沿的优化技术，并比较两种方法的相对功效。
2019-05-27 cond-mat.soft
A simple approach for charge renormalization of highly charged macro-ions
我们重新审视流行的概念，有效或重整化电荷，这是一个概念的核心重要性，在该领域的高电荷的胶体或胶体溶液。在线性Debye-Hückel理论的水平上，我们提出了一个简单，有效和通用的方法来预测电荷重整化的饱和量，然而，这是一个非线性效应在强静电耦合。成功地测试结果对泊松-玻尔兹曼理论的数值解的聚离子的各种形状（平面，圆柱形和球形），无论是在无限稀释极限或在有限的几何形状，有或没有添加电解质。我们的方法，准确的单价微离子在溶剂中，如水，最后面对实验结果，即带电胶体悬浮液的结晶和B-DNA溶液的渗透系数。
2002-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface-charge-induced freezing of colloidal suspensions
使用巨正则蒙特卡罗模拟，我们调查的影响，带电的墙壁上的带电胶体悬浮液的结晶性能限制在这些墙壁之间。调查是基于一个有效的模型，专注于单独的胶体。我们的研究结果表明，流体的高密度行为相比，不带电的墙壁的情况下，带电的墙壁产生的流体-墙壁的相互作用有着至关重要的影响。特别是，基于面内键序参量的分析，我们发现表面电荷诱导的冻结和熔化转变。
2010-06-07 cond-mat.soft
Equation of state of charged colloidal suspensions and its dependence on the thermodynamic route
本文在重整化Jelvis模型（RJM）的框架下研究了与盐库接触的高电荷胶体悬浮液的热力学性质。研究发现，状态方程对获得它的特定热力学途径非常敏感，具体地说，用接触值定理计算的RJM内的渗透压与用Kirkwood-Buff涨落关系计算的渗透压有很大的不同。另一方面，蒙特卡罗（MC）模拟表明，有效对势和关联函数都准确地预测的RJM。这表明，在热力学的RJM缺乏自洽性的结果被忽视的抗衡离子和共离子之间的静电关联。
2012-03-26 cond-mat.soft
Phase behaviour of a model of colloidal particles with a fluctuating internal state
胶体颗粒不是简单的刚性颗粒，一般来说，孤立的颗粒本身是一个具有许多自由度的系统，例如，带电胶体颗粒周围的反离子。研究了模型胶体颗粒的行为，并用一个简单的唯象模型来解释这些自由度。结果表明，粒子间的相互作用不是两两相加的。甚至有可能三重态粒子之间的相互作用是吸引的，而粒子对之间的相互作用是排斥的。在这种情况下，液相要么只在相图的一个小区域内稳定，要么完全不存在。
2000-02-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Attraction between like-charged colloidal particles induced by a surface a density - functional analysis
我们发现，第一个非线性校正的线性泊松-玻尔兹曼n（或DLVO）理论的有效对电荷稳定，胶体粒子附近的带电壁之间的相互作用导致一个有吸引力的组成部分entro pic起源。电势的位置和深度与最近的实验测量结果相比是有利的
1998-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Diffusion and conduction in a salt-free colloidal suspension via molecular dynamics simulations
分子动力学（MD）模拟被用来确定的扩散系数，电泳迁移率和电导率的带电胶体悬浮液在无盐制度作为一个函数的胶体电荷。胶体粒子的扩散常数的行为可以很好地理解为两个耦合效应：对流“冷凝”和由于弛豫效应而导致的减速。我们发现，电导率表现出一个最大值，近似分离的制度，反离子占主导地位的和胶体占主导地位的导电。我们分析的电泳迁移率和电导率的“自由”和“凝聚”抗衡离子的作用，并讨论这种方法的不同解释的常用假设。
2010-12-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Renormalized Jellium model for charge-stabilized colloidal suspensions
我们引入了一个重整化的Jeldinger模型来计算带电胶体悬浮液的状态方程。我们的自洽方法自然地允许定义粒子的有效电荷{ \em在有限的胶体密度}。虽然这个数量可能会显着不同，从标准的泊松-玻尔兹曼细胞的方法得到的对应物，两种模型的渗透压是在良好的协议。我们认为，通过建设，有效电荷使用的Jeldinger近似得到的胶体相互作用的研究是更合适的。我们还讨论了流体-流体临界点的可能性，并展示了如何使用新的状态方程来揭示最近沉积实验中发现的令人惊讶的结果。
2003-12-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of solvent granularity on the effective interaction between charged colloidal suspensions
我们研究了溶剂粒度对两个带电胶体粒子之间的有效力的影响，通过计算机模拟的原始模型的强不对称电解质与明确添加硬球溶剂。除了分子振荡力几乎接触胶体所产生的溶剂和反离子分层，反离子被吸引到胶体表面的溶剂耗尽提供了一个简单的统计描述的水合作用。这反过来又对更大距离的有效力有重要影响，与基于原始模型的预测相比，有效力大大减少。当这些力是排斥性的，长距离行为可以描述一个有效的汤川对潜在的溶剂重整化电荷。作为胶体体积分数和添加的盐浓度的函数，这种溶剂重整化电荷的行为定性类似于通过泊松-玻尔兹曼细胞模型，但有定量的差异。另一方面，对于二价抗衡离子和纳米尺寸的胶体，水合作用可能导致相互吸引的过屏蔽胶体，而原始模型产生排斥力。所有这些新的影响可以通过溶剂平均原始模型（SPM），这是从完整的模型，通过整合出的溶剂自由度。SPM用于访问较大的胶体颗粒，而无需明确模拟溶剂。
2000-08-27 cond-mat.soft
Macroion correlation effects in electrostatic screening and thermodynamics of highly charged colloids
本文用平均场论和原始模型计算机模拟研究了大离子关联对高电荷胶体悬浮体系热力学的影响。我们提出了一种简单的方法，将宏离子关联纳入平均场论，作为Trizac和Levin [Phys. Rev. E { \bf 69}，031403（2004）]的重整化Jeldom模型的扩展。从我们的平均场方法中提取的有效屏蔽参数，然后使用在一个单组分模型与宏离子通过Yukawa势相互作用来预测宏离子分布。我们发现，包括大离子相关性导致较弱的筛选，因此较小的有效大离子电荷和较低的渗透压的胶体分散体相比，其他平均场模型。这一结果是支持的原始模型模拟和实验的低盐制度，其中的大离子的相关性预计是显着的带电大离子的比较。
2006-08-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electroneutrality and Phase Behavior of Colloidal Suspensions
一些统计力学理论预测，高电荷的大离子和单价微离子的胶体悬浮液可以表现出不寻常的热力学相行为时，强烈去离子。密度泛函，扩展Debye-Hückel，响应理论，在平均场和线性化近似，预测的Spinodal相不稳定性的带电胶体低于临界盐浓度。具有盐储层的唐南平衡中的悬浮液的泊松-玻尔兹曼细胞模型研究表明，由这种理论预测的有效相互作用和渗透压可能对参考系的选择敏感，例如，无论微离子密度分布是围绕悬浮液的平均电势还是围绕贮存器电势展开。通过统一泊松-玻尔兹曼和响应理论在一个共同的微扰框架内，它表明这里的参考系的选择是由全局电中性的约束。在此基础上，散装悬浮液是最好的模拟密度依赖性的有效相互作用来自一个封闭的参考系，其中抗衡离子被限制在相同的体积作为大离子。线性化的理论，然后预测本体相分离的去离子悬浮液只有当扩展到一个物理上一致的（封闭的）参考系。低维系统（例如，单层，小簇），取决于大离子-抗衡离子相关性的强度，可以由与开放的参考系相关的密度无关的有效相互作用来控制，其中抗衡离子分散在整个储层中，这可能解释了在胶体单层中观察到的结构交叉和胶体微晶的异常亚稳性。
2007-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonadditivity in the effective interactions of binary charged colloidal suspensions
基于原始模型的计算机模拟与显式微离子，我们计算的有效相互作用的二元混合物的带电胶体物种$A$和$B$为不同的大小和电荷比。通过对多体有效力的拟合，得到了最优的两两相互作用。该相互作用接近Yukawa（或Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO））对势，但$AB$交叉相互作用与两个直接$AA$和$BB$相互作用的几何平均值不同。作为电荷不对称性的函数，相应的非加性参数首先是正的，然后显著地变负，然后再变正。最后，我们表明，列入非加性内的最佳有效汤川模型提供了更好的预测流体对结构比DLVO理论。
2009-03-10 cond-mat.soft
Confined colloidal crystals in and out of equilibrium
本文综述了近年来关于带电胶体粒子在平衡态和非平衡态下的受限晶体的研究进展。我们特别关注实验（光散射和显微镜）与晶格和计算和计算机模拟的直接比较。在平衡中，我们解决屈曲和结晶多层的硬和软狭缝约束的带电系统。我们还讨论了最近获得的带电混合物的晶体结构。此外，我们提出了施加外部扰动的可能性，以驱动系统的平衡。这些包括电解质梯度以及剪切和电场的应用。
2013-09-11 cond-mat.soft
In the present work, we use Mach-Zehnder interferometry to thoroughly investigate the drying dynamics of a 2D confined drop of a charged colloidal dispersion. This technique makes it possible to measure the colloid concentration field during the drying of the drop at a high accuracy (about 0.5%) and with a high temporal and spatial resolution (about 1 frame/s and 5 $μ$m/pixel). These features allow us to probe mass transport of the charged dispersion in this out-of-equilibrium situation. In particular, our experiments provide the evidence that mass transport within the drop can be described by…
2020-08-12 cond-mat.soft
Tuning the order of colloidal monolayers: assembly of heterogeneously charged colloids close to a patterned substrate
我们研究了带两个正电荷的极性帽的带负电荷的胶体靠近平面图案化表面的行为。粒子-粒子相互作用图案的不同各向异性组分之间的竞争本身就能够产生丰富的组装场景：具有带电表面图案的胶体在吸附到均匀带电的衬底时形成不同的晶域。在这里，我们认为基板组成的交替（负/中性，正/中性和正/负）的平行条纹，并通过蒙特卡罗模拟，我们调查的顺序的胶体上改变条纹的数量。我们表明，两个不同的长度尺度表征系统（$i.e.,$粒子相互作用范围和条纹的大小）之间的额外竞争引起了过多的不同的粒子排列，可以观察到一些明确的趋势。通过精确地调节底物带电基序，可以使$e. g.,$促进特定的颗粒排列，不利于结晶域或诱导形成扩展的疏散星团。
2018-09-24 cond-mat.soft
On the macroion virial contribution to the osmotic pressure in charge-stabilized colloidal suspensions
我们的兴趣去不同维里贡献的状态方程的带电胶体悬浮液。在计算胶体维里项时忽略表面效应会导致虚假和矛盾的结果。这个陷阱是所谓的单组分模型的天真实现的危险的几个方面之一，其中微离子自由度被整合出来，只保留在描述中的介观（胶体）自由度。另一方面，壁诱导力的适当结合消除了朴素方法中出现的悖论，提供了一致的描述，并证实对于无盐体系，胶体对压力的贡献由微离子贡献主导。着重讨论了无盐情况，但也讨论了加入电解质的情况。
2007-01-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation of strongly and weakly charged colloidal particles: Prediction of fractional density dependence
我们报告计算的减少沉降速度$U/U_{0}$在均匀的悬浮液中的强，弱电荷的胶体球作为一个功能的颗粒体积分数$ϕ$。对于低盐度的强电荷球的稀悬浮液，$U/U_{0}$很好地由具有分数指数$α=1/3$和参数$p\simeq 1.8$的参数形式$1-pϕ^α$表示，该参数基本上与宏离子电荷$Z$无关。这种非线性的体积分数依赖性可以定量地理解的有效硬球与$ϕ$依赖性的直径的模型。对于去离子溶剂中的弱电荷球，如果Petsev和Denkov给出的$α$的表达式[J.Colloid Interface Sci. 149，329（1992）]。我们进一步表明，该表达式的有效性范围仅限于非常小的值的$ϕ$和$Z$，这可能是不可访问的沉降实验。所提出的结果也可能适用于其他系统，如球形蛋白质或离子胶束。
1999-07-09 cond-mat.soft
