Competition between glass transition and liquid-gas separation in attracting colloids
我们目前的模拟结果解决吸引力的相互作用引起的胶体凝胶化的现象。在足够高的吸引强度下，通过玻璃停滞防止液-气转变，从而产生胶体凝胶。系统的动力学由玻璃控制，几乎不受液-气转变的影响。当系统在液相和气相中分离时，即使较致密的相进入非遍历区域，气相也能够使系统作为整体的结构弛豫。
2006-10-19 cond-mat.soft
Glassy dynamics and dynamical heterogeneity in colloids
浓胶态悬浮液是一个经过充分测试的模型系统，具有玻璃化转变。胶体是小固体颗粒在液体中的悬浮液，并且当颗粒浓度高时表现出玻璃态行为;颗粒大致类似于传统玻璃中的单个分子。由于颗粒尺寸可以很大（100 nm - 1000 nm），这些样品可以用各种光学技术进行研究，包括显微镜和动态光散射。在这里，我们回顾了与胶体玻璃化转变的现象，特别是讨论观察的空间和时间上的异质性动力学的胶体样品附近的玻璃化转变。虽然本章主要集中在硬球状胶体粒子的结果，我们也讨论其他胶体系统的吸引力或软排斥相互作用。
2010-09-30 cond-mat.soft
Experimental verification of democratic particle motions by direct imaging of glassy colloidal systems
我们分析数据从共聚焦显微镜实验的胶体悬浮液，以验证预测的快速零星事件负责在玻璃样品中的结构松弛。数千个胶体粒子的轨迹进行了分析，确认存在的快速零星事件负责的样品的显着区域的结构松弛，并补充以前的动态异质性的观察。相对紧凑的流动性集群的出现允许动力学在其势能面内的局部限制的大周期之间过渡，这与亚当、吉布斯和戈尔茨坦很久以前设想的画面非常一致。
2011-03-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Pattern formation and glassy phase in the $ϕ^4$ theory with screened electrostatic repulsion
我们研究了具有短程吸引力和竞争的长程屏蔽排斥力的系统的结构性质。该模型包含了聚合物溶液中带电胶体之间有效相互作用势的基本特征，并为这些体系的平衡相图提供了新的见解。在自洽的Hartree近似，并通过使用一个副本的方法，我们表明，不同的参数的排斥势和温度产生相共存，层状和玻璃相。我们的研究结果强烈表明，在带电胶体中观察到的簇相可能是潜在的平衡层状相的签名，隐藏在实验时间尺度上。
2006-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Decoupling of single-particle and collective dynamics in arrested phase-separating glassy mixtures
University of Vienna（维也纳大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）
研究了硬颗粒-星形聚合物混合物在冻结相分离范围内的结构和动力学，揭示了硬颗粒在软玻璃体基质中的扩散行为及非指数松弛和非高斯位移分布，展示了冻结相分离与玻璃性相互作用导致的复杂多尺度现象。
2026-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Response of Glassy Dispersions in a Nematic Liquid Crystal
我们提出了第一个系统的测量的动态响应的玻璃状软固体上形成的热致液晶分散胶体。通过应用一个简单的理论模型，我们揭示了在低频率（最长的时间尺度），并阻止流动的弹性占主导地位。埃里克森数$E_R$确定临界频率$ω_c$，在该临界频率之上，粘性分量$G'' \propto ω^{1/2}$。我们发现，tan $δ$的值是独立的胶体体积分数（$ϕ$），并确定由与缺陷线密度和无胶体的复合材料中捕获区域的大小相关的长度尺度的比率。
2019-12-24 cond-mat.soft
Ratcheting of driven attracting colloidal particles: Temporal density oscillations and current multiplicity
本文研究了胶体颗粒悬浮液中的单向输运问题，这些胶体颗粒通过一个具有硬核排斥和吸引尾的对势相互作用。胶体被限制在一个狭长的通道内，并由直流或交流外部电势驱动。此外，通道的壁通过棘轮状周期性电势与颗粒相互作用。我们用动力学密度泛函理论计算了平均粒子流。在直流驱动的情况下，我们表明，作为胶体之间的吸引力的强度增加超过一个临界值，粒子的静态密度分布失去其稳定性，导致脱钉和时间依赖的密度分布。吸引诱导的对称性破缺引起的共存的稳定的固定的密度分布与不同的空间周期和时间周期的密度分布，每个特征在于不同的值的粒子电流。
2011-03-15 cond-mat.soft nlin.PS
Scaling between Structural Relaxation and Particle Caging in a Model Colloidal Gel
在聚合物熔体和过冷液体中，玻璃态动力学的特征是单体或颗粒在它们的邻居形成的笼中的晃动。最近，在这样的系统中，描述了一个通用的标度形式，直接相关性，已经建立了晃动振幅和结构弛豫时间之间。在本文中，我们分析了玻璃态动力学出现的形成一个持久的网络模型胶体凝胶在非常低的密度。的凝胶网络的结构弛豫时间进行了比较，在短时间内，对应于本地化长度相关联的高能债券的存在下的均方位移。有趣的是，我们发现，相同类型的缩放为致密的玻璃系统举行。我们的研究结果很好地阐明了凝胶网络的协同重排和结构中的单粒子定位之间的强耦合。我们的研究结果进一步表明，标度捕捉玻璃动力学的基本物理元素。
2010-09-08 cond-mat.soft
Aging after shear rejuvenation in a soft glassy colloidal suspension: evidence for two different regimes
采用动态光散射（DLS）研究了玻璃态带电粘土悬浮液剪切再生后的老化动力学。观察到两种不同的老化制度：一种是在样品胶凝之前恢复活力的情况下获得的，另一种是在胶凝样品恢复活力之后获得的。在第一个政权中，剪切的应用完全恢复活力的样品，作为系统动力学剪切停止后不久遵循相同的正常老化的老化演化特征。在第二种状态下，剪切再生后老化进行得非常快，不能使用经典的DLS。提出了一种测量系综平均强度关联函数的新方法，并验证了该方法与经典DLS方法的一致性。快速老化动力学的再生胶凝样品表现出幂律依赖的慢弛豫时间的等待时间。
2006-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Orientationally Glassy Crystals of Janus Spheres
胶体Janus球在水中（一个半球吸引，另一个半球排斥）组装成二维六方晶体，其取向顺序由各向异性相互作用控制。我们利用解耦的平移和旋转顺序来量化的取向动力学。通过成像实验和蒙特卡罗模拟，我们证明了在个别Janus球的方向的相关性表现出玻璃样的动态，可以通过离子强度控制。因此，这些胶体构建块提供了一个特别合适的模型玻璃系统，用于阐明由定向相互作用产生的非平凡动力学，而不是通过考虑平移顺序来捕获。
2014-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A novel particle tracking method with individual particle size measurement and its application to ordering in glassy hard sphere colloids
粒子跟踪是共聚焦显微镜观察胶体悬浮液、乳状液和颗粒物质的关键。传统的跟踪方法已经不能提供关于单个颗粒的尺寸的准确信息。在这里，我们提出了一种新的方法来本地化的任意相对大小的球形颗粒从2D或3D（共焦）图像无论是在稀释或拥挤的环境。此外，这种方法使我们能够可靠地估计每个颗粒的大小。我们用这种方法来分析局部键取向有序的过冷多分散胶体悬浮液以及由基板诱导的非均匀结晶。对于前者，我们揭示了非平凡的耦合晶体状键的取向顺序和本地二十面体的顺序与颗粒尺寸的空间分布：晶体状的顺序往往形成在非常小的颗粒被耗尽的区域和较小的尺寸的中心颗粒稳定二十面体的顺序。对于后者，另一方面，我们发现，非常小的颗粒从晶体中排出，并积累在晶体的生长前沿。我们强调，传统的追踪方法无法获得此类信息。
2013-01-30 cond-mat.soft
Phase separation in a two-dimensional binary colloidal mixture by quorum sensing activity
我们提出的结果从Langevin动力学模拟的玻璃主动-被动混合物的软排斥二元胶体磁盘。根据群体感应方案应用较小颗粒上的活动，其中如果较小颗粒的局部最近邻居等于或大于某个阈值，则较小颗粒将在持续时间内处于活动状态。我们从系统的被动玻璃态开始，并将活性应用于较小的颗粒，这表明活性颗粒的非单调玻璃特性与主动力的持续时间，从其被动极限（零活性）。另一方面，主动-被动混合物相的被动颗粒在主动力的中间持续时间处分离，导致六方-液相和固-液相。因此，我们的系统显示三个制度，作为活性玻璃，相分离，和活性液体，作为持续时间从其较小的值增加。我们表明，由被动大颗粒组成的固体和六角相是稳定的，由于较小的动量转移从主动到被动粒子，相比，较高的持久性时间的位置和取向的顺序消失。我们的模型与活性生物系统相关，其中存在玻璃态动力学，例如，细菌细胞质、生物组织、密集群体感应细菌和合成智能无定形玻璃。
2020-12-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Glassy dynamics of crystallite formation: The role of covalent bonds
我们使用广泛的分子动力学模拟研究了模型聚合物中具有竞争结晶和玻璃化转变的塌缩行为的非平衡特征。通过与没有共价键但具有相同的非键相互作用的“胶体”系统的比较，我们发现三个主要结果：（i）当温度T与结晶温度T_{cryst}成比例时，处于平衡微晶相的切球聚合物和胶体具有几乎相同的静态性质;（ii）低于T_{cryst}的非平衡弛豫的定性特征，通过局部结构性质的演变来测量（如接触的数量）向平衡微晶，是相同的聚合物和胶体;和（iii）在远离平衡和接近平衡的系统中，聚合物和胶体微晶中重排的显著定量差异，可以用链连接来理解。这些结果有重要的意义，了解缓慢的松弛过程中崩溃的聚合物，部分折叠，错误折叠，和内在无序的蛋白质。
2011-11-02 cond-mat.soft
Different scenarios of dynamic coupling in glassy colloidal mixtures
胶体混合物是研究复杂环境中输运的通用模型系统。它们允许控制参数的系统变化，即尺寸比、总体积分数和组成。我们使用分子动力学模拟和微分动力学显微镜实验研究了这些参数对稠密悬浮液动力学的影响。我们调查的运动的小颗粒通过矩阵的大颗粒以及运动的大颗粒。一个特别的重点是对耦合的集体动力学的小粒子和大粒子和不同的机制，导致这种耦合。对于大的尺寸比，约1：5，和小颗粒的比例增加，两种物质的动力学变得越来越耦合，并反映大颗粒的结构。这是由于大颗粒对小颗粒运动的主导作用，这是由小颗粒的拥挤程度增加所介导的。此外，对于中等大小的比例，约1：3，和足够高的分数的小颗粒，混合笼形成，因此动力学也强烈耦合。同样，随着小颗粒的分数降低，耦合变得更弱。然而，在这种情况下，小颗粒的集体中间散射函数显示出与宽范围的弛豫时间相对应的对数衰减。
2018-06-26 cond-mat.soft
Dynamical facilitation governs glassy dynamics in suspensions of colloidal ellipsoids
当代凝聚态物理的最大挑战之一是确定从液体形成玻璃的起源基本上是热力学的还是动力学的。虽然热力学范式已经主导了几十年的理论研究，动力学促进（DF）理论的纯动力学的角度已经取得了显着的最近一段时间。特别是，最近的实验和模拟强调了使用由球形粒子组成的简单模型系统促进的重要性。然而，绝大多数液体具有颗粒形状和相互作用的各向异性，因此必须检查复杂的玻璃形成剂的促进作用。在这里，我们将DF理论应用到具有取向自由度以及各向异性吸引相互作用的系统。通过分析胶体椭球体上的实验数据，我们表明，促进在平移以及取向弛豫中起着关键作用。此外，我们表明，引入吸引力的相互作用导致空间解耦的平移和旋转的便利化，随后导致动力学异质性的解耦。最引人注目的是，DF理论可以预测存在的折返玻璃化转变的基础上的统计本地化的动态事件，称为激发，其持续时间大大小于结构弛豫时间。我们的研究结果铺平了道路，系统地测试DF的方法在复杂的玻璃形成者，也建立了促进在过冷液体的结构松弛的意义。
2014-08-02 cond-mat.soft
The glass transition of soft colloids
我们探讨了软胶体的玻璃化动力学微凝胶和带电粒子相互作用的空间和屏蔽库仑相互作用，分别。在过冷制度，结构弛豫时间$τ_α$的两个系统的急剧增长的体积分数，让人想起的胶体硬球的行为。计算机模拟证实了$τ_α$在接近玻璃化转变时的生长与颗粒的柔软度无关。相比之下，当系统失去平衡时，在非常大的填充分数下，柔软度变得相关。在这种非平衡状态下，$τ_α$对填充分数的依赖性非常弱，并且时间关联函数表现出与应力驱动松弛一致的压缩指数衰减。过渡到这种新的制度与发病的异常减少的局部秩序与密度增加的超软系统的典型。我们建议，这些奇特的动力学的结果从组合的非平衡老化动力学预期在玻璃态和胶体相互作用的趋势，通过软电位refred在高包装分数。
2017-12-07 cond-mat.soft
Dynamic particle tracking reveals the aging temperature of a colloidal glass
理解眼镜被认为是统计物理学中最基本的问题之一。一种理论方法来解开他们的普遍性质是考虑平衡概念的有效性，如温度和热化在这些非平衡系统。在这里，我们调查的自相关和响应函数来监测胶体玻璃的老化。在平衡状态下，所有的观测量都是稳定的，而在非平衡玻璃态下，它们对系统的年龄有明确的依赖性。我们发现，输运系数的规模与老化时间的幂律，签名的缓慢放松。然而，我们的分析表明，玻璃态系统已热化在一个恒定的温度独立的年龄和大于浴，反映了笼动力学的结构重排。此外，还发现了一个普适的标度律来描述观测量的全局和局部涨落。
2006-08-04 cond-mat.soft
Hyperuniform density fluctuations and diverging dynamic correlations in periodically driven colloidal suspensions
颗粒不可逆性的出现在周期性驱动的胶体悬浮液已被解释为导致从非平衡相变到吸收状态或从颗粒轨迹的混沌性质。使用一个简单的模型的驱动悬浮液，我们表明，非平衡相变是伴随着超均匀的静态密度波动附近的过渡，在那里我们也观察到强大的动态不均匀性，让人想起在玻璃材料中的动态。我们发现，单粒子动力学成为间歇性和强烈的非菲克，集体动力学成为空间相关的不同的长度尺度。我们的研究结果表明，这两个理论上的dupi可以实验区分使用粒子分辨测量标准的静态和动态观测。
2015-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced Elasticity and Soft Glassy Rheology of a Smectic in a Random Porous Environment
本文报道了液晶辛基氰基联苯（8 CB）在气溶胶凝胶中的频率依赖剪切模量（$G^*(ω)=G'(ω)+iG''(ω)$）的研究。随着近晶序的开始，$G'$随着温度的降低近似线性地增长，达到超过纯8CB的值三个数量级以上的值。在低温下的模量具有幂律分量，$G^*(ω) \sim ω^α$，其指数$α$随着凝胶密度的增加而接近零。$G'$的振幅及其随温度和凝胶密度的变化表明，低温响应是由近晶中的密集的缺陷群所主导的。相比之下，当8CB是各向同性或均质时，模量由胶体凝胶的弹性行为控制。
2005-02-18 cond-mat.soft
Scaling of fluctuations in a colloidal glass
我们报告的实验测量的胶体玻璃中的粒子动力学，以了解与合作运动的粒子在玻璃制度的动力学不均匀性。研究了老化胶体玻璃中相关函数和响应函数的局域和全局涨落。观测值显示普遍的标度行为修改后的幂律，高原占主导地位的异质性较低的短时间政权和幂律尾巴占主导地位的高度异质性的长时间政权。
2006-11-01 cond-mat.soft
Mode-Coupling Theory of Colloids with Short-range Attractions
在过冷液体模式耦合理论的框架下，我们研究了胶体体系在玻璃化转变过程中出现的新现象。当粒子间势包含吸引部分时，除了通常的排斥硬核外，还出现两条相交的液体-玻璃化转变线，其中一条延伸到低密度，而另一条在高密度时表现出重入行为。在玻璃态区域，两种不同类型的玻璃之间出现了一种新型的转变。复杂的现象可以用高阶玻璃化转变奇异性来描述。各种玻璃相的特征在于它们的粘弹性。由引力驱动的玻璃已经与颗粒凝胶相关联，另一种玻璃是众所周知的排斥性胶体玻璃。这些对应关系，与玻璃态行为的新预测相关联，意味着这种现象可能会在胶体系统中出现，例如，强烈的耗尽或其他短程吸引力。
2001-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glassy Ratchets for Collectively Interacting Particles
我们表明，棘轮效应可以发生在相互作用的粒子，其中没有淬火基板的玻璃介质。我们认为模拟无序的二进制组装胶体中，只有一个物种响应驱动器。我们采用不对称交流驱动，将产生一个孤立的过阻尼粒子没有净直流漂移。当存在相互作用的粒子时，非对称交流驱动器产生棘轮效应。一个简单的模型捕捉了许多模拟结果，包括作为密度和温度函数的通量反转。
2003-08-05 cond-mat.soft
Colloids with key-lock interactions: non-exponential relaxation, aging and anomalous diffusion
从理论上研究了生物分子键锁结合的粒子相互作用动力学。这种系统的实验实现包括接枝有互补单链DNA（ssDNA）的胶体，以及接枝有细胞膜蛋白抗体的颗粒。根据覆盖的官能团，我们预测两个不同的制度。在低覆盖的本地化制度，有一个指数分布的出发时间。随着覆盖率的增加，系统进入由颗粒解吸和扩散的相互作用引起的扩散状态。这种相互作用导致更长的束缚态寿命，这种现象在性质上类似于玻璃体系中的老化。扩散行为类似于无序半导体中的色散输运：取决于相互作用参数，其范围可以从扩散系数的有限重整化到异常的亚扩散行为。我们与最近的实验建立了联系，并讨论了对未来研究的影响。
2007-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical Investigation of Glassy Dynamics in Low Density Systems
胶体体系中的玻璃化通常发生在由急剧变化的短程相互作用驱动的高密度下。玻璃态行为的可能性所产生的平滑变化，长程粒子相互作用已收到相对较少的关注。在这里，我们调查的行为筛选带电粒子，并明确表明，这些系统表现出玻璃态的性能在制度的低温和低密度。接近于这种低密度（维格纳）玻璃化转变的性质与硬球玻璃化转变有许多相同的特征，但在定量方面有所不同，这可以通过微观理论考虑来解释。
2008-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
An introduction to the colloidal glass transition
胶体是小固体颗粒在液体中的悬浮液，并且当颗粒浓度高时表现出玻璃态行为。在这些样品中，颗粒大致类似于传统玻璃中的单个分子。自20世纪80年代以来，该模型系统一直用于研究玻璃化转变。在这个观点中，我们总结了一些有趣的胶体玻璃化转变的行为，并讨论了开放的问题。
2016-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Unveiling Crystalline Order from Glassy Behavior of Charged Rods at Very Low Salt Concentrations
本文结合 SAXS、光学实验与模拟，发现极低盐浓度下带电棒状胶体会从向列相直接转变为曾被误认为玻璃态的近晶-B晶体相。
2025-02-26 cond-mat.soft
Active fluidization in dense glassy systems
致密的软玻璃在足够低的温度下表现出强烈的集体笼化行为。使用分子动力学模拟的模型玻璃形成，我们表明，纳入活动或自推进，f0，可以诱导破笼和流化，导致玻璃相消失超过临界f0。随着f0的增加，扩散系数从强温度依赖性转变为弱温度依赖性。此外，我们表明，活动诱导的交叉从一个脆弱的到一个强大的玻璃和聚集的活性颗粒的趋势。我们的研究结果是直接相关的集体动力学密集的活性胶体玻璃和最近的实验标记的粒子在活细胞中的扩散。
2016-07-29 cond-mat.soft
Glassy dynamics in asymmetric binary mixtures of hard-spheres
二元硬球混合物是具有竞争时间和长度尺度的多体系统的最简单表示之一。该模型与从根本上理解材料的结构和动力学性质有关，例如金属熔体，胶体，聚合物和生物基复合材料。它还使我们能够研究不同的尺度如何影响多组分玻璃形成液体的物理行为;这个问题仍然有待统一的描述。在这方面的贡献，我们报告不同的动态逮捕过渡高度不对称的二元胶体混合物，即，一个单一的玻璃大颗粒，其中的小物种仍然遍历，和双玻璃同时逮捕两个组件。当混合物接近任何玻璃化转变时，两个物种的集体动力学的弛豫变得耦合。在单玻璃域中，由于大球体的结构而发生空间调制，这是在双玻璃域中未观察到的特征。相反，小颗粒和大颗粒的\emph{self}动力学的弛豫在两个转变的边界处变得解耦;大的物种总是显示动力学逮捕，而小的物种仅在双层玻璃中出现逮捕。因此，为了获得不同的玻璃态的全貌，需要考虑到这两个物种的动力学。
2018-07-25 cond-mat.soft
Correlations of Structure and Dynamics in an Aging Colloidal Glass
我们研究了浓胶体悬浮液，一个模型系统，它具有玻璃化转变。处于玻璃态的样品显示老化，因为胶体颗粒的运动随着样品从初始状态老化而减慢。我们研究的静态结构和减慢动力学之间的关系，使用共聚焦显微镜跟踪的三维运动的粒子。通过考虑由相邻颗粒的四联体形成的四面体来量化该结构。我们发现，虽然样品在老化过程中明显减慢，但通过四面体量测量的静态特性没有变化。然而，观察到四面体形状和流动性之间的弱相关性，这表明该结构有利于负责样品老化的运动。
2005-12-29 cond-mat.soft
Direct evidence of void induced structural relaxations in colloidal glass formers
在过冷液体中的粒子动力学通常由串状运动控制，其中粒子线协同执行激活跳跃。触发这些运动的结构特征对于理解玻璃动力学至关重要，但仍然存在很大争议。我们实验研究微观粒子动力学的胶体玻璃形成在高包装分数。在小的多分散性导致玻璃-晶体共存的情况下，晶体中的空位形式的空隙可以可逆地扩散到玻璃中并进一步诱导弦状运动。在玻璃中，空隙的形式是由几个相邻的自由体积组成的准空隙，并通过它诱导的弦状运动来传输。在具有大的多分散性的完全玻璃态系统中，观察到类似的准空隙作用。可移动的粒子聚集成弦状或紧凑的几何形状，但紧凑的几何形状可以进一步分解成连接的弦序列，建立它们的普遍重要性。
2020-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How Glassy Relaxation Slows Down by Increasing Mobility
我们研究如何在混合物中的结构弛豫与强大的动力学不对称性的影响，微观动力学。对快硬球和慢硬球的稠密混合物的布朗和牛顿动力学模拟揭示了一个惊人的趋势逆转。在临界密度以下，增加快颗粒的移动性使系统流化，然而，在该临界密度以上，移动性的相同增加强烈地阻碍了慢颗粒的松弛。临界密度本身并不依赖于动力学不对称性，并且可以与模式耦合理论的玻璃化转变密度相一致。接近临界密度的渐近动力学是普遍的，但在具有额外尺寸不对称性的混合物中，强的前渐近效应占上风。这一观察调和较早的研究结果的强烈依赖于动力学参数的胶体-聚合物混合物的玻璃化转变是由配置空间的性质单独的范例。
2017-09-28 cond-mat.soft
Distribution of forces and 'hydrodynamic clustering' in a shear thickened colloid
剪切浓缩胶体与短程聚合物涂层通过模拟检查。力的分布被发现是指数和。在这个系统中，剪切增稠效应的“流体动力学聚类”是一个网络的膨胀涂层接触，与涂层在压缩和扩展。这个网络的几何形状和动力学的探索，以及它的关系的体积应力张量。粒子在$\it{circa}$ 10%应变时期内经历力的强烈波动。密度波动玻璃体积分数引起的散射峰在低Q值的增厚制度。这种胶体颗粒系统和其他颗粒介质在物理学上有一些共同之处。
2000-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientational Order in Disordered Colloidal Suspensions
在包括液体和玻璃在内的无序系统中探索结构有序性是凝聚态物理中一个有趣而又具有挑战性的问题。在这里，我们构建了一个新的参数的粒子的角分布函数的基础上，并表明，这种新的取向顺序具有显着更高的相关性与动态异质性相比，在胶体玻璃中的径向分布函数的基础上的平移参数。过冷液体中取向序和平移序的逐渐发展表明，取向序与动力学之间较高的相关性来自于玻璃化转变的开始，简单液体经过相当程度的过冷后，取向序将主导玻璃化动力学。我们的结果表明，取向顺序反映了在玻璃化转变过程中形成的非晶秩序，而平移顺序主要是密度增加的结果。
2018-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Field-controlled columnar and planar patterning of cholesteric colloids
我们研究了在随时间变化的电场作用下，胶体粒子在胆甾相液晶中的分散行为。通过控制所施加的场波的振幅和形状，我们表明，该系统可以通过不同的动力学途径可重复地驱动出平衡，并通过玻璃状的自由能景观，包括许多竞争的亚稳平衡导航。这些状态的范围从简单的土星环到具有无定形缺陷网络或向错环堆叠的复杂结构。非平衡电场也可以通过缺陷介导的力脉冲或它们在平面内的重新定位来触发颗粒排列成柱状阵列。我们的研究结果是有前途的软胶体-液晶复合材料的可控图案化和自组装提供了新的途径。
2015-04-13 cond-mat.soft
Gaussian density fluctuations, mode coupling theory, and all that
我们考虑一个玩具模型的胶体悬浮液的玻璃态动力学：一个单一的布朗粒子之间的不动的障碍物扩散。如果假设静态密度涨落的高斯因式分解，则该模型可以求解，而无需对任何动态关联函数进行因式分解近似。该解不同于理想模耦合理论（MCT）的解。后者相当于在记忆函数的表达式中只包含一些正定项。对完整表达式的近似求和表明，在静态涨落高斯分解的假设下，运动粒子的运动总是扩散的。相比之下，MCT预测，移动粒子成为本地化在一个足够高的障碍物密度。我们讨论了这些结果的影响，玻璃态动力学模型。
2004-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Plasticity of a colloidal polycrystal under cyclic shear
我们使用共聚焦显微镜和时间分辨光散射来研究胶体多晶体的塑性，随着样品经受数千次剪切变形循环，晶界网络的演变。晶界运动被发现是弹道的，具有表现出非平凡的幂律尾部的速度分布函数。剪切诱导动力学最初减慢，类似于玻璃材料中自发动力学的老化，但最终达到稳定状态。令人惊讶的是，初始老化状态和稳态之间的交叉时间随着探测长度尺度的增加而减少，暗示晶界动力学的分级组织。
2014-08-27 cond-mat.soft
Aging in Dense Colloids as Diffusion in the Logarithm of Time
玻璃态系统的远离平衡态动力学具有重要的唯象特征。通常观察到从时间均匀的动力学状态到老化状态的过渡，在老化状态中，物理变化间歇地发生，并且平均而言，以降低的速率发生。有人建议，独立的时间变量的对数的全球变化可能会使老化动力学均匀：对于胶体，这需要扩散，但在对数时间尺度上。我们的新的实验胶体数据的分析证实，均方位移线性增长的时间在低密度，并显示，它在高密度的时间对数线性增长。相应地，最初紧密接触的粒子对以一种概率成对地存活下来，该概率在时间或其对数中呈指数衰减。位移的概率密度函数的形式表明，长程空间相关在稠密胶体中是非常长的寿命。一个现象学的随机模型，然后引入依赖于强相关的集群（“动态异质性”）的增长和崩溃，并再现了所观察到的胶体行为的全谱依赖于假设的形式，集群崩溃的概率在蒙特卡洛更新。在大团簇占主导地位的极限，崩溃率为~1/t，这意味着一个均匀的，对数泊松过程，定性再现了致密胶体的实验结果。最后，一个分析玩具模型进行了讨论，以阐明集群崩溃概率函数的可积性（或缺乏）的模拟结果的强烈依赖。
2011-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging dynamics in a colloidal glass of Laponite
采用动态光散射（DLS）和粘度计研究了合成粘土Laponite胶体悬浮液在淬火成玻璃相后的老化动力学。DLS允许遵循Laponite颗粒的扩散，并揭示有两种松弛模式。快速模式对应于由相邻颗粒形成的“笼”内的颗粒的快速扩散。慢模式对应于逃离笼子：它的平均弛豫时间随着玻璃的年龄呈指数快速增加。此外，慢模式具有宽的弛豫时间分布，其分布随着系统老化而变大。测量随着系统老化而伴随的粘度增加，我们可以将粒子动力学的减慢与粘度联系起来。
2001-01-21 cond-mat.soft
Creating equilibrium glassy states via random particle bonding
针对随机键合制备的无定形固体易老化的问题，本研究通过理论与计算分析提出可生成平衡无定形态的随机键合流程，还为研究玻璃态能景提供了新途径。
2023-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Real-space model for activated processes in rejuvenation and memory behavior of glassy systems
本文提出基于激活过程的实空间cluster model，分析硬淬火后玻璃态系统的回春与记忆效应，发现其能再现复杂层级能量景观的弛豫动力学特征。
2024-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From Equilibrium to Steady State: The Transient Dynamics of Colloidal Liquids under Shear
我们调查的应力和颗粒运动过程中启动的流动在胶体分散体接近逮捕成玻璃态。结合分子动力学模拟、模式耦合理论和共聚焦显微镜实验，研究了瞬态动力学中广泛观察到的应力过冲和超扩散运动的起源。建立了宏观流变应力应变曲线与微观颗粒运动之间的联系。负相关的瞬态自关联函数的潜在的应力被发现负责这两种现象，甚至出现均匀流和几乎高斯粒子位移。
2008-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamics and structure of an aging binary colloidal glass
我们研究了由液体中的微米级颗粒组成的胶体悬浮液中的老化。通过增加颗粒浓度使该系统变成玻璃状。我们观察样品组成的两种尺寸的颗粒，与1：2.1的尺寸比和体积分数比1：6，使用快速激光扫描共聚焦显微镜。这种技术可以在胶体玻璃深处产生实时的三维电影。具体而言，我们将研究颗粒的大小、运动和结构组织与玻璃的整体老化之间的关系。粒子在空间异质的合作群体中运动。这些移动区域往往更富含小颗粒，这些小颗粒促进了附近两种尺寸颗粒的运动。
2008-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Perspective: Nonequilibrium glassy dynamics in dense systems of active particles
尽管被指定为活性物质的材料的多样性，但当拥挤和活性竞争时，几乎所有的活性系统都经历一种形式的动态停滞，这让人想起在经历玻璃化转变的胶体和分子流体中观察到的动态停滞。我们提出了一个简短的观点，最近和正在进行的努力，以了解活动如何竞争与其他物理相互作用在密集的系统。我们首先回顾了最近的实验工作，发现了经典的签名的玻璃动力学和有趣的新现象，在大密度的活性材料。我们引入了一个极小模型的自推进粒子之间的竞争粒子间的相互作用，拥挤，和自推进可以非常详细地研究。我们讨论更复杂的模型，包括一些额外的，材料特定的成分。最后，我们对致密活性材料的一些一般观点，建议未来的研究方向，特别是理论工作。
2019-02-22 cond-mat.other 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
Validity of Stokes-Einstein Relation in Soft Colloids up to the Glass Transition
我们调查的动力学冻结的嵌段共聚物胶束的不同的柔软度在很宽的颗粒浓度范围内的动态，从流体的玻璃化行为的发病，通过结合流变学，动态光散射和脉冲场梯度NMR光谱。我们还进行布朗动力学模拟的基础上的超软粗粒的潜力，这被发现是在定量协议与实验，捕捉甚至非常详细的动态结构因子S（Q，t）接近玻璃化转变。我们提供的证据表明，对于这些系统的斯托克斯-爱因斯坦关系举行了玻璃化转变;鉴于它是违反了致密悬浮液的硬胶体，我们的研究结果表明，它的有效性是一个有趣的签名超软相互作用。
2015-08-31 cond-mat.soft
Crystallization and gelation in colloidal systems with short-ranged attractive interactions
本文系统地研究了短程吸引胶体体系的平衡相图与非平衡相图之间的关系。使用Monte Carlo和布朗动力学模拟，我们发现一个窗口的增强结晶，这是有限的，在高的相互作用强度的动力学放缓，并在低的相互作用强度的高成核势垒。我们发现，通过两个阶段的结晶过程中的亚稳态气-液双节点的结晶是增强。首先，观察到稠密液体的形成，其次晶体在稠密流体内成核。此外，我们发现，在低胶体包装分数的流体的集群，并在较高的胶体包装分数的一个deletating网络由于逮捕气-液相分离，我们确定与凝胶化。我们发现，这种逮捕是由于结晶在低相互作用能，它是由在高相互作用强度的动力学减慢。同样，我们观察到，在低胶体填充分数形成的集群是结晶在低的相互作用能，但在高的相互作用能玻璃。星系团在相遇时合并。
2008-10-02 cond-mat.soft
Time-Rate-Transformation framework for targeted assembly of short-range attractive colloidal suspensions
随着固体颗粒含量的变化，颗粒间吸引力或排斥力的范围、类型和强度的变化，吸引胶体的聚集现象已从理论和实验两个方面得到了广泛的研究。所得到的凝胶组成的有吸引力的胶体颗粒的无序组件，也已被调查方面的渗滤，相分离，以及所得到的分形网络的机械特性。尽管我们对凝胶化过程的理解取得了巨大进展，并探索了不同的途径来阻止有吸引力的胶体的动力学，但在这样的系统中，对流传输过程和多体效应之间的复杂相互作用限制了我们将系统推向特定配置的能力。在这里，我们研究了一个模型有吸引力的胶体系统在广泛的颗粒特性和流动条件下进行聚集远离平衡。系统的复杂多尺度动力学可以使用时间-速率-转换图来理解，该图改编自对嵌段共聚物、过冷液体和更硬的玻璃态金属中材料加工的理解，以指导有吸引力的胶体颗粒的有针对性的组装。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass-like slow dynamics in a colloidal solid with multiple ground states
利用分子动力学模拟研究了二维模型胶体固体的相序动力学。胶体粒子相互作用的Hamaker潜在修改的赤道“补丁”的吸引力和负区域的存在。因此，两个这样的胶体之间的总相互作用势是强方向性的，并且具有三重对称性。在正则系综中工作，我们确定了密度-温度平面中的暂定相图，该平面具有三种不同的结晶基态，即，低密度蜂窝状固体，随后是密度较高的矩形固体，随着密度的进一步增加，其最终转变为紧密堆积的三角形结构。我们表明，当从液相沿等轴线迅速冷却时，系统经历了一个过渡到“强玻璃”，而缓慢冷却产生结晶相。我们声称，几何挫折所产生的许多晶体基态的存在下，导致玻璃秩序和动力学在这个固体。我们的结果可以很容易地证实适当的实验斑片状胶体。
2014-12-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Differential Variance Analysis of soft glassy materials: a direct method to quantify and visualize dynamic heterogeneities
许多非晶材料表现出空间异质动力学，因为同一系统的不同区域以不同的速率弛豫。这种被称为动态异质结的特征对于理解简单模型系统中的堵塞过渡至关重要，目前被认为非常有希望表征工业和生物相关的更复杂的流体。不幸的是，动态不均匀性的测量通常需要sophysticated实验装置，并由少数专业团体进行。现在可以定量表征的松弛过程和出现的动态异质性，使用一种简单的方法，在这里验证的硬球胶体玻璃的视频显微镜数据。我们称这种方法为差分方差分析（DVA），因为它侧重于差分帧的方差，获得减去图像在不同的滞后时间。此外，直接可视化的动态不均匀性自然出现在微分框架，当滞后时间被设置为一个对应于最大的动态敏感性。这种方法为有效地表征和定制各种软材料开辟了道路，从复杂的配方产品到生物组织。
2017-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal 2D Soft Nano-Scale Mosaic Structure Theory for Polymers and Colloids
链-颗粒团簇从冻结玻璃态到熔融态运动的基本概念是由8级二维界面激发（IE）环流形成的二维软纳米镶嵌结构，由小到大的逆级联结构和沿局部一个方向的级联重排结构。IE具有额外的排斥能和额外的空位体积。瞬时同步极化电子电荷耦合对在两个相邻链粒子界面上平行输运，并具有反平行离域，从而导致了瞬时同步极化电子电荷耦合对在两个相邻链粒子界面上的平行输运。这种结构符合de Gennes的镶嵌结构图，由此可以直接推导出玻璃化转变温度、熔融温度、自由体积分数、临界缠结链长和晶格断裂活化能。这也是随机系统中的最大序势结构。
2011-05-25 cond-mat.soft
Decoupling between thermodynamics and dynamics during rejuvenation in colloidal glasses
我们年轻化良好的年龄准2D二元胶体玻璃的热循环，并系统地测量在年轻化的统计响应和粒子级的结构演变。虽然模量和玻色子峰随着循环次数的增加而不断恢复，但均方位移（MSD）在不同组的热循环之间显著波动。晶体演化和动力学演化之间的解耦表明不同的玻璃体性质具有不同的微观起源。我们发现，一小部分的热循环引发的结构重排可以改变整个弹性连续体，并导致显着的热力学再生，而局部缺陷可以激活和失活的位置接近的重排具有显着的高迁移率的变化，从而导致在波动的动力学，即使只有约10%的粒子作为快速区域。我们的研究结果提供了一个全面的图片的微观机制下的散装玻璃复兴，这可以很容易地用来细化玻璃的性能或制定进一步的统计理论在玻璃系统。
2018-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear Induced Orientational Ordering in Active Glass
自推进粒子的密集集合体，也被称为活性或活性玻璃，在我们周围比比皆是，覆盖不同的长度和时间尺度：从细胞质到组织，从细菌生物膜到交通堵塞，从Janus胶体到动物群。由于结构上的无序和强烈的非平衡性，这些系统表现出了迷人的动力学和力学性质。利用广泛的分子动力学模拟和一些不同的动力学和力学序参量，我们区分了剪切模型活性玻璃体系中的三种动力学稳态：（a）无序相，（b）推进诱导有序相，和（c）剪切诱导有序相。我们补充这些观察与分析理论的基础上onan有效的单粒子福克-普朗克描述合理化的存在的新的剪切诱导取向有序行为在我们的模型活性玻璃体系，没有explicitaligning相互作用，例如Vicsek型。这种有序现象发生在大的持续时间限制，并可能只通过施加稳定的剪切。使用Fokker-Planck假设，我们可以在没有任何拟合参数的情况下对单个粒子位置和方向的联合分布进行可检验的预测。这些预测与直接数值模拟测量的联合分布相吻合。我们的研究结果对于探索致密活性胶体和堵塞的活性颗粒物质体系的流变学响应的实验是相关的。
2021-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent single-species non-reciprocity from bistable chemical dynamics
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI-DS)（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）
研究通过双稳化学动力学实现单物种胶体非互惠相互作用，揭示了动态化学浓度对胶体行为的影响，展示了自组织极性集体游动等新兴动态。
2026-03-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Onset of slow dynamics in dense suspensions of active colloids
本研究利用自驱动 Janus 粒子稠密悬浮液发现活性系统具有类似玻璃态的慢动力学特征，且增加活性会加速系统弛豫并提高玻璃化转变密度。
2024-06-25 cond-mat.soft
