Twist dynamics and buckling instability of ring DNA: Effect of groove asymmetry and anisotropic bending
结合解析理论与分子动力学模拟，研究了环状DNA质粒在局部扭转扰动下的弛豫动力学，揭示了三个特征时间尺度，发现沟槽不对称性引起的扭转-弯曲耦合显著影响各阶段，并指出各向同性可扭转蠕虫链模型无法定量预测屈曲转变的不稳定性模式。
2020-08-13 cond-mat.soft
Field induced anisotropic cooperativity in a magnetic colloidal glass
用时间分辨X射线光子相关谱研究了排斥性胶体玻璃形成体的平移动力学。在这种电荷稳定和磁性纳米颗粒的密集分散体中，可以通过施加外部磁场来调节相互作用势，从准各向同性到各向异性。结构和动力学各向异性的报道与高度各向异性的协同，几乎两个数量级的场方向比在垂直方向和零场的粒子间的长度尺度。
2015-02-03 cond-mat.soft
Dynamic Surfactants Drive Anisotropic Colloidal Assembly
本研究针对动态表面活性剂包覆的球形胶体，通过模拟与理论证明其动态重组可驱动各向异性组装，揭示微观约束对相结构的调控作用，为非平衡组装设计提供新思路。
2024-05-14 cond-mat.soft
Buckling and post-buckling of anisotropic at panels subjected to axial and shear in-plane loadings accounting for classical and refined structural and nonlinear theories
本文采用卡雷拉统一公式（CUF）研究了复合材料板的大挠度和后屈曲。因此，几何非线性的控制方程和相关的增量方程导出的基本核，这是不变的理论近似阶。通过使用拉格朗日展开函数在整个层合板厚度和经典的有限元（FE）近似，逐层（LW）细化板模型实现。采用基于弧长约束的路径跟踪方法的牛顿-拉夫森线性化格式求解几何非线性复合材料板问题。在这项研究中，不同的复合材料板进行大挠度/旋转和后屈曲分析，并相应的平衡曲线与现有文献中的结果或传统的基于有限元的解决方案进行了比较。各种参数，如堆叠顺序，层数，加载条件，和边缘条件的影响进行了演示。验证了该方法求解复合材料板几何非线性问题的准确性和可靠性。
2021-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electric double layer of anisotropic dielectric colloids under electric fields
各向异性的胶体颗粒构成了一类重要的构建模块，用于由电场引导的自组装。这些结构单元的聚集由介电效应和双电层之间的相互作用引起的诱导偶极矩驱动。对于形状、电荷分布和介电性质各向异性的粒子，双电层的计算需要将离子动力学耦合到泊松求解器。我们应用最近提出的方法来解决这个问题的实验中使用的胶体在静态和随时间变化的电场。这使我们能够预测场强和频率对胶体性质的影响。
2016-02-10 cond-mat.soft
Anisotropic Characteristic Lengths of Colloidal Monolayers Near a Water-Air Interface
近界面胶体单分子膜常被用作生物物理和微流体系统中流体力学研究的模型体系。利用光学显微镜和多粒子跟踪技术，实验测量了水-气界面附近的胶体单分子层中粒子的相关扩散。发现这种胶体单分子层的特征长度X1和X2在这两个垂直方向上是各向异性的。前者（X1）等于单层的Saffman长度，反映了系统在纵向上的连续性。后者（X2）是Saffman长度和胶体半径两者的函数，并且反映了系统在横向方向上的离散性质。这一发现表明，在这两个方向上，该系统的流体力学本质上遵循不同的规则。
2018-08-31 cond-mat.soft
Highly Anisotropic Vorticity Aligned Structures in a Shear Thickening Attractive Colloidal System
涡旋对齐的圆柱形絮凝体的炭黑颗粒是一致的一个主要的剪切增稠过渡在稳定的流动，也出现作为瞬态结构中的流动响应的凝胶在高剪切速率下产生的二次剪切增稠。
2008-05-13 cond-mat.soft
Topological Order in Densely Packed Anisotropic Colloids
拓扑序的存在常常与强耦合的量子物质联系在一起。在这里，我们证明了拓扑相的存在，在经典系统的密集，硬，各向异性多面体形状的胶体颗粒。我们发现，以前报道的过渡致密包装导致拓扑有序的热力学相的存在，我们表明是稳定的远离致密包装的限制。我们的工作扩展了已知的拓扑相位库，其实验实现可以为构建在波动存在下具有鲁棒性的等离子体材料提供新的手段。
2019-06-24 cond-mat.soft
Phase diagram of two-patch colloids with competing anisotropic and isotropic interactions
片状颗粒被认为是蛋白质聚集的一个很好的模型。计算了两块胶体粒子在各向同性势作用下的凝聚平衡相图。这项研究表明，根据各向同性和各向异性势的相对强度，不同的相共存，如无序的簇，链，晶体和束，这些相也报告了葡萄糖异构酶蛋白。我们还表明，形成网络的束是亚稳态对形成的结晶有利的有限尺寸的束，这也是亚稳态的结晶稳定的晶体。这些纤维束似乎是螺旋状的结构，类似于在镰状细胞血红蛋白中观察到的结构。
2019-05-04 cond-mat.soft
Crystallization of anisotropic colloids with a Yukawa potential
在二维平面上数值研究了具有汤川势的各向异性球形胶体颗粒的稠密悬浮液中的结晶过程。研究发现，强的各向异性会阻碍颗粒的晶化，而弱的各向异性却有超强的耦合作用，有利于胶体冻结成六方晶体。采用不同的判据描述相变，可以发现各向异性程度和耦合强度的竞争将加宽相图中异质结构共存的过渡区，呈现出一个横跨局部序参量概率分布曲线的准平台。本研究对统计物理、材料科学和生物物理系统中有关结晶行为的实验有一定的参考价值。
2021-03-19 cond-mat.soft
Strong Effect of Weak Charging in Suspensions of Anisotropic Colloids
在研究相变的基本方面时，硬胶体颗粒的悬浮液经常用作模型系统。但通常被认为是“硬”的胶体粒子实际上是弱电荷的。如果胶体是球形的，弱带电对悬浮液的结构性质只有微弱的影响，这可以很容易地校正。然而，这并不适用于各向异性颗粒。我们介绍了一个模型之间的相互作用潜力的带电椭球体的旋转（球体）的德拜-休克尔理论的德亚古因近似的基础上，并提出了一个计算机模拟研究方面的系统的结构特性和相行为。与以前的实验观察，我们发现，即使是一个弱的表面电荷的关联函数有很强的影响。一个同样强大的影响是看到的相行为，特别是，我们发现稳定的立方秩序的扁椭球悬浮液。
2014-03-21 cond-mat.soft
Hierarchical self-assembly of anisotropic colloidal platelets
在颗粒间相互作用水平上的各向异性为颗粒提供了用于目标结构的自组装的特定指令。合成非球形胶体的能力，以及通过适当放置的相互作用位点控制颗粒结合模式的可能性，如今正在扩大材料设计的领域。我们考虑一个模型的各向异性胶体血小板与规则的菱形形状和两个有吸引力的网站放置沿相邻的边缘，我们运行蒙特卡罗模拟在二维调查的两个阶段的组装这些单位成具有良好定义的对称性的集群，随后，扩展晶格。我们的重点是如何网站定位和网站网站的吸引力强度可以调整，以获得胶束聚集体是足够强大的，连续进行到第二阶段的组装从稀疏的集群到一个稳定的六方晶格。
2020-01-02 cond-mat.soft
Anisotropic Capillary Interactions and Jamming of Colloidal Particles Trapped at a Liquid-Fluid Interface
我们确定的毛细吸引力和平衡配置的颗粒被困在液体-流体界面由于钉扎的接触线。我们分析计算两个粒子之间的渐近相互作用能，数值计算，多体能量景观多达四个接触粒子。我们的结果与最近的实验结果一致。我们表明，一个系统组成的大量这样的粒子的行为作为一个堵塞的系统。
2001-12-17 cond-mat.soft
Holographic Measurements of Anisotropic Three-Dimensional Diffusion of Colloidal Clusters
我们测量所有非零元素的三维（3D）扩散张量D的胶体球集群的精度为1%或更好的使用数字全息显微镜。我们研究二聚体和三角三聚体的领域，其中没有分析计算的扩散张量存在。我们观察到各向异性的旋转和平移扩散所产生的集群的不对称性。在三粒子三角形集群的情况下，我们也检测到一个小的，但统计上显着的差异，在旋转扩散的两个面内轴。我们将这种差异归因于由于少量的颗粒多分散性而导致的三重旋转对称性的弱破缺。我们的实验测量结果与数值计算吻合良好，并显示了如何在与胶体自组装相关的条件下测量扩散常数，其中理论甚至数值预测都很困难。
2013-08-12 cond-mat.soft
Exploiting anisotropic particle shape to electrostatically assemble colloidal molecules with high yield and purity
假设：具有各向异性形状和相互作用的胶体分子是用于破译真实分子的行为和用于创建具有设计属性的材料的构建单元的强大模型系统。虽然已经开发了许多组装策略，但它们通常会产生广泛的分布或仅限于特定类型。我们假设，胶体颗粒的形状和相对大小可以被利用，以有效地指导其组装成所需价态的胶体分子。实验：我们利用静电自组装的带负电荷的球由聚苯乙烯或二氧化硅到带正电荷的赤铁矿立方体。我们深入分析了颗粒的形状和尺寸比对胶体分子团簇尺寸和产率的作用。调查结果：使用实验和模拟相结合，我们表明，立方体颗粒形状是至关重要的，以产生高产量的不同的胶体分子在各种各样的尺寸比。我们发现，卫星球之间的静电斥力是很重要的，以利用立方体的模板效应，导致球体优先组装的小平面，而不是立方体的边缘和角落。此外，我们发现，我们的协议是不受具体选择的材料的胶体颗粒。最后，我们表明，永久磁偶极矩的赤铁矿立方体可以用来分离胶体分子从非组装的卫星粒子。我们简单而有效的策略可以扩展到其他模板颗粒形状，从而大大扩展了可以以高产率和纯度获得的胶体分子库。
2022-07-18 cond-mat.soft
Transition between ground states in square anisotropic artificial colloidal ice
Tecnológico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias（蒙特雷科技大学，工程与科学学院）
研究人工胶体冰中基态转变，通过旋转外部磁场引入各向异性相互作用，观察到最终构型与场旋转速率ω有关，高角速度下有无缺陷最终状态，低速率时系统陷入部分有序亚稳态。
2026-07-29 cond-mat.soft
Specific yet transient bonds between anisotropic colloids
本文通过3D打印半圆盘形各向异性胶体，利用耗竭相互作用实现了对胶体颗粒间键合动力学与特异性的精细控制，并验证了耗竭剂浓度对瞬态键寿命的定量调控，为多颗粒定向组装提供了基础设计。
2024-09-25 cond-mat.soft
Depletion-induced crystallization of anisotropic triblock colloids
本研究利用由两种不同材料组成的各向异性三嵌段胶体粒子，通过分子动力学模拟和降维分析，绘制了其在准二维装置中的自组装状态图，发现多种晶体结构并确定了增强结晶的最佳参数，同时探索了以晶体单层为模板沉积复杂三维结构的潜力。
2023-11-24 cond-mat.soft
Anisotropic interactions induce dynamical arrest in artificial colloidal ice
Tecnologico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias（蒙特雷理工学院，工程与科学学院）
通过面内磁场诱导各向异性相互作用，使人工胶体冰系统无法达到棋盘格基态，而是停滞在亚稳态无序态，这是由于势垒的局部磁增强所致。
2026-06-01 cond-mat.soft
Anisotropic memory effects in confined colloidal diffusion
在流体动力学记忆是显着的时候，一个光学捕获的球附近的壁的运动进行了研究。首先，我们量化，在散装，所产生的限制对球体的速度自相关函数$C(t)$的捕获潜力的影响。接下来，我们研究了当球体朝向表面时，$C(t)$分裂成$C_\parallel(t)$和$C_\perp(t)$。因此，我们监测的交叉，从一个缓慢的$t^{-3/2}$长时间的尾巴，远离墙壁，一个更快的$t^{-5/2}$衰减，由于流体动力学回流和壁效应之间的微妙的相互作用。最后，我们讨论了由此产生的非对称的时间依赖的扩散系数。
2008-05-21 cond-mat.soft
Assembly pathways of anisotropic lipid membrane-deforming colloids
Leiden University（莱顿大学）；Max Planck Institute of Colloids and Interfaces（马克斯·普朗克胶体与界面研究所）
研究各向异性脂质膜变形胶体的组装途径，结合实验与数值计算，分析多种形状胶体通过膜变形的相互作用，发现其组装规律及能量障碍影响，揭示相关原理，为膜变形蛋白等行为提供新见解。
2026-07-14 cond-mat.soft
Using Particle Shape to Control Defects in Colloidal Crystals on Spherical Interfaces
University of Michigan（密歇根大学）
通过调节粒子形状控制球形界面胶体晶体中的缺陷分布，揭示了缺陷从正方形反棱柱到二十面体对称性的转变。
2025-12-30 cond-mat.soft
Helical paths, gravitaxis, and separation phenomena for mass-anisotropic self-propelling colloids: experiment versus theory
活性胶体颗粒的自推进机制不仅产生平移运动，而且还产生旋转运动。对于在重力作用下具有各向异性质量密度的颗粒，运动通常受到向下定向的力和对准扭矩的影响。在这里，我们研究了自推进的底重Janus粒子在三维空间中的轨迹，无论是在实验中还是在理论上。对于足够大的质量各向异性，颗粒通常沿着螺旋轨迹移动，其轴平行于或反平行于重力方向（即，显示重力轴）。相反，如果质量各向异性很小，旋转扩散占主导地位，轨道的引力对齐是不可能的。此外，轨迹取决于粒子的角自推进速度。如果主动运动的这个分量很强，并且旋转了粒子的平移自推进方向，则它们的轨迹有许多环，而如果角自推进很弱，则会出现细长的游泳路径。我们发现，所观察到的引力对齐机制和依赖的轨道形状上的角自推进，可以用来分离活性胶体粒子相对于它们的质量各向异性和角自推进，分别。
2017-09-09 cond-mat.soft
Anisotropic dynamics of a self-assembled colloidal chain in an active bath
暴露于非平衡（有源）噪声的各向异性大分子在生物系统中非常常见，因此准确理解其各向异性动力学至关重要。在这里，我们实验研究了孤立链的动力学组装的磁性微粒在液-气界面和移动的活性浴组成的运动E。大肠杆菌我们通过粒子追踪研究了内链动力学和各向异性质心动力学。我们发现，无论是内部和质心动力学大大增强相比，被动的情况下，即，没有细菌的系统，并且质量扩散系数$D$的中心具有作为链长的函数的非单调依赖性。此外，我们的研究结果表明，$D$平行和垂直于所施加的磁场的方向的组件之间的关系被保存在主动浴相比，被动的情况下，在平行方向上具有较高的扩散，在文献中以前的研究结果。我们认为，这种质的差异是由于实验几何形状和条件的细微差异，以及远程流体动力学相互作用和短程碰撞所发挥的相对作用。
2020-06-18 cond-mat.soft
Machine-Learning Potentials for Efficient Simulations of Anisotropic Colloids
本文针对非球形胶体粒子模拟的计算难题，系统评估多种机器学习势模型，发现神经演化势（NEP）在精度与效率间最优，并通过多种复杂形状验证其准确性和可扩展性。
2025-09-19 cond-mat.soft
Coarse-grained depletion potentials for anisotropic colloids: application to lock-and-key systems
当胶体与诸如非吸附聚合物的消耗剂混合时，人们观察到胶体颗粒之间的吸引有效相互作用。如果这些粒子是各向异性的，这些有效的相互作用的分析是具有挑战性的。我们提出了一种推断近似（粗粒度）有效的相互作用势等各向异性粒子之间的方法。使用的例子缩进（锁和钥匙）胶体，我们展示了如何数值解可以用来整合出（硬球）耗尽剂，导致耗尽电位，准确地表征有效的相互作用。该方法的准确性是基于匹配的贡献的第二维里系数的胶体。我们的方法的最简单的版本产生一个分段常数有效的潜力，我们还展示了如何将此计划可以推广到其他功能的形式，在适当的情况下。
2016-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and rheology of 2D colloidal crystals with active anisotropic impurities
本研究设计了包含活性PS-Pt Janus粒子的二维胶体晶体模型，发现少量活性杂质的运动能驱动界面发生从类固态到类液态的相变，其局部扰动对整体粘弹性产生长程效应，为复杂流体界面系统提供了见解。
2023-11-23 cond-mat.soft
Anisotropic electrostatic screening of charged colloids in nematic solvents
各向异性带电胶体的物理行为由其材料介电各向异性决定，影响胶体自组装，生物功能甚至失衡行为。然而，人们对各向异性静电屏蔽知之甚少，而静电屏蔽是这种软材料或生物材料中所有静电有效相互作用的基础。在这项工作中，我们证明了各向异性的静电屏蔽带电胶体粒子在电解质中。我们表明，材料的各向异性行为显着不同的粒子各向异性：静电势和对相互作用衰减与各向异性德拜屏蔽长度，对比各向同性电解质的恒定屏蔽长度。在一个实验模型系统中，电荷的饺子形近球形胶体粒子在介质中被用来探索各向异性屏蔽的影响，展示竞争的各向异性弹性和静电有效对相互作用的胶体表面电荷可调从中性到高，产生粒子分离的亚稳态。总的来说，我们的工作有助于理解各向异性介质中的静电屏蔽。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Orientational dynamics of anisotropic colloidal particles in a planar extensional flow
本文提出理论框架，通过解析求解Fokker-Planck方程预测各向异性粒子在平面拉伸流中的取向动力学，理论结果与Stokes trap实验相符。
2023-07-02 cond-mat.soft
Mesoscopic simulations of anisotropic chemically-powered nanomotors
化学动力的自推进胶体通过将局部能量源转化为定向运动来产生马达力，这一过程已经在实验和计算模型中进行了探索。如果我们了解这些基本成分的行为，那么使用活性胶体作为纳米技术的构建块为有趣的应用打开了大门。我们建立了一个一致的介观模拟模型的自推进胶体的复杂形状的目的是解决他们的平移和旋转运动之间的耦合。考虑一个被动的L形胶体粒子，研究其布朗动力学，并确定其流体动力学中心，即平移和旋转解耦的跟踪点。活跃的L粒子显示相同的盘旋轨迹，已被发现的实验，结果，我们比较布朗动力学模型。我们提出了流体动力学的作用，通过比较我们的结果与流体模型，其中粒子的速度是随机重置。在那里，轨迹只显示随机方向。我们得到这些原始的模拟结果，没有任何参数化的算法，这使得它成为一个有用的方法，活性胶体的初步研究，实验工作之前。
2018-11-19 cond-mat.soft
Dark Field Differential Dynamic Microscopy enables the accurate characterization of the roto-translational dynamics of bacteria and colloidal clusters
具有各向异性形状的微米和纳米级物体是各种生物系统和惰性复杂材料的关键组成部分，并且代表了新型自组装策略的基本构建块。它们的热运动的时间尺度由它们的平移和旋转扩散系数设定，对于具有小光学对比度的相对大的颗粒，其测量可能变得困难。在这里，我们表明，暗场微分动态显微镜是理想的工具，探测旋转平移布朗运动的形状各向异性颗粒。我们证明了我们的方法，成功地应用于非运动细菌和球形颗粒的胶体聚集体的水分散体。
2017-10-16 cond-mat.soft
Mixtures of anisotropic and spherical colloids: Phase behavior, confinement, percolation phenomena and kinetics
硬棒、片晶和球的悬浮液等熵体系表现出丰富的相行为。几十年来，棒晶和片晶已被成功地用作预测液晶平衡性质的模型。在过去的几年中，硬颗粒模型也在非平衡统计力学的背景下进行了研究，特别是关于玻璃化转变，堵塞，沉降和结晶。最近，各向异性硬颗粒的悬浮液也成为从事软物质复合材料研究的材料科学家们关注的焦点。与导电填料颗粒混合的绝缘聚合物树脂在填料膨胀时变得导电。在这种情况下，连通性渗流的数学主题在现代纳米技术中得到了应用。本文综述了近年来硬粒子模型中的相行为、禁闭效应、逾渗相变和相变动力学等方面的研究进展。在第一部分中，我们讨论了粒子各向异性和耗尽对逾渗转变的影响。在第二部分中，我们提出的结果，在悬浮液中的球体和椭球体的液晶转变的动力学。
2013-10-01 cond-mat.soft
How Does A Porous Shell Collapse? Delayed Buckling And Guided Folding Of Inhomogeneous Capsules
胶体胶囊可以承受外部渗透压;然而，对于足够大的压力，它们最终会弯曲。该过程可受到胶囊壳中结构不均匀性的强烈影响。我们探讨了如何在屈曲开始前的时间延迟减少的壳更不均匀，这种行为可以定量地理解耦合壳理论与达西定律。此外，我们表明，壳的不均匀性可以显着改变折叠后的胶囊所采取的途径。
2012-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-diffusion in isotropic and liquid crystalline phases of fd virus colloidal rods: a combined single particle tracking and differential dynamic microscopy study
该研究联合SPT和DDM分析fd病毒胶体棒从稀液体到向列、近晶相的自扩散动力学，并给出近晶相长时间扩散系数等新认识。
2025-01-09 cond-mat.soft
Directional Symmetry Breaking of Spherical Active Colloids by Magnetoviscous Coupling
Kyoto University（京都大学）；Stanford University（斯坦福大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所 新兴物质科学中心）；Graduate School of Science, Kyoto University（京都大学研究生院理学研究科）；School of Science, Kyoto Sangyo University（京都产业大学理工学院）
通过铁磁流体的各向异性粘性响应，在均匀磁场下实现磁惰性球形活性胶体的转向，揭示了由推进速度和磁场强度共同决定的重新定向扭矩，并建立了通过各向异性流变学将粘性耗散转化为方向对称性破缺的水动力学基础。
2026-06-05 cond-mat.soft
Discretization strategies for colloidal particles in multiparticle collision dynamics simulations
Auburn University（奥本大学）
本文比较了多粒子碰撞动力学模拟中胶体粒子的离散化策略，提出最小位点密度和质量匹配方案，并发现通过内部切向放置位点可减小体积差异，从而构建对参数化不敏感的离散模型。
2026-09-11 cond-mat.soft
Machine-learning effective many-body potentials for anisotropic particles using orientation-dependent symmetry functions
原子环境的球对称原子中心描述符已被广泛用于构建原子和胶体系统的势能或自由能表面，并使用机器学习技术来表征局部结构。然而，当颗粒形状是非球形的，如在杆和椭球的情况下，标准的球对称结构函数单独产生不精确的描述局部环境。为了解释取向的影响，我们引入了两体和三体取向依赖的粒子中心描述符的系统组成的棒状粒子。为了证明所提出的功能的适用性，我们使用一个有效的特征选择方案和简单的线性回归来构建粗粒度的多体相互作用势，用于计算效率高的模拟模型系统组成的胶体颗粒具有各向异性的形状：混合物的胶体棒和非吸附聚合物，硬杆封闭的弹性微凝胶壳，配体稳定的纳米棒。我们验证了机器学习（ML）有效的多体势的基础上，通过使用它们在直接共存模拟绘制出胶体棒和非吸附聚合物的相行为的取向依赖的对称函数。我们找到了很好的协议，从模拟的真实二元混合物的结果，表明有效的相互作用是很好地描述的取向依赖ML潜力。
2022-07-13 cond-mat.soft
Simulating Thin Sheets: Buckling, Wrinkling, Folding and Growth
薄板大变形的数值模拟在计算上具有挑战性。根据情况，它们可能会自发地弯曲、起皱、折叠或起皱。自然界的薄组织经常经历显著的各向异性生长，这可以作为这种不稳定性的驱动力。我们使用一个最近开发的有限元模型来模拟各种丰富的非线性响应的Kirchhoff-Love片。该模型使用细分表面形状函数，以保证收敛的方法，并允许在经典的瑞利-里兹形式主义的各向异性增长片的有限元描述。我们说明了这种方法的巨大潜力，通过模拟充气气囊，屈曲的拉伸圆柱体，以及在自由边界的皱纹的形成和缩放的增长表。最后，我们比较了空间受限片在生长约束和收缩约束下的折叠过程，发现这两个过程是等价的。
2015-07-31 cond-mat.soft physics.comp-ph
Probing roto-translational diffusion of small anisotropic colloidal particles with a bright-field microscope
软材料和生物材料通常由基本成分组成，在微观尺度上表现出不断的旋转平移运动。当颗粒尺寸变得小于显微镜分辨率时，用明场显微镜跟踪这种运动变得越来越具有挑战性，这是经常遇到的情况。在这里，我们展示了平方梯度微分动态显微镜（SG-DDM）作为一种工具，成功地使用明场显微镜提取小的各向异性胶体颗粒的旋转平移动力学，其旋转运动不能准确地跟踪在直接空间。我们提供了分析的理由和实验证明的方法，成功地应用于花生状颗粒的水悬浮液。
2021-03-29 cond-mat.soft physics.app-ph
Faceted particles formed by the frustrated packing of anisotropic colloids on curved surfaces
我们使用计算机模拟和简单的理论模型来分析棒状颗粒末端附着在曲面上时产生的形态，从而产生与表面法线对齐的有限厚度单层。这种几何形状导致两种形式的挫折，一个与不相容的六角形秩序的表面上的高斯曲率，第二个反映了变形的一层有限厚度的表面上的非零平均曲率。我们发现，后者的效果导致一个刻面机制。以上的粒子间的吸引力的强度和表面平均曲率的阈值，吸附层经历了从取向无序的有序状态，这是划定由可重复的线缺陷的图案的过渡。小平面的数目是由线缺陷能量和小平面内应变之间的竞争控制的。调整控制参数，从而导致丰富多样的形态，包括二十面体颗粒和不规则多面体。除了提出一种新的策略来合成具有可调对称性的非球面粒子外，我们的研究结果还可能揭示最近的实验，在这些实验中，杆状HIV GAG蛋白围绕纳米级粒子组装。
2016-06-30 cond-mat.soft
Order induces toughness in anisotropic colloidal crystal composites
本研究构建宏观二氧化硅棒各向异性胶体晶体复合材料，证明矿物相有序排列结合韧性界面可实现高矿含量、10%塑性应变与毫米级损伤离域，突破韧性—矿物含量权衡。
2024-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Advanced Modelling Methodologies for Anisotropic Magnetic Colloids
University of Latvia（拉脱维亚大学）
本文探讨了各向异性磁性胶体的建模方法，分析了不同描述层次对物理机制的影响，强调了磁极-粒子偏移作为控制参数的重要性，并介绍了机器学习在构建有效相互作用势能中的应用。
2026-04-04 cond-mat.soft physics.comp-ph
Anisotropic elasticity in confocal studies of colloidal crystals
我们认为，在共聚焦切片中观察到的胶体固体的波动理论。对于一个立方晶体，我们研究的投影的弹性性能的演化作为晶体的各向异性的函数，使用基于快速傅立叶变换的数值方法。在某些高度对称的情况下，我们找到了投影涨落的精确解析结果。
2011-10-24 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Anisotropic thermophoresis
温度梯度中的胶体迁移称为热泳。与球形颗粒相比，我们发现，细长的胶体可能有一个热泳反应，随胶体的取向。值得注意的是，这可以转化为在垂直于温度梯度的方向上的非零热泳力。与摩擦力相反，与温度梯度定向的棒的热泳力可以大于或小于当定向垂直于it.The精确的各向异性热泳行为显然取决于胶体棒的纵横比，也对它的表面细节，这提供了一个有趣的可调性的设备构造基于这一原则。通过中尺度流体动力学模拟，我们描述了不同类型的棒状胶体的这种效果。
2017-04-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anisotropic DLVO-like interaction for charge patchiness in colloids and proteins
本文针对胶体和蛋白质表面电荷分布不均匀的问题，提出一种桥接不同平均场模型的理论框架，仅匹配单粒子性质即可在宽参数范围内准确描述粒子间类DLVO静电相互作用。
2024-11-05 cond-mat.soft
Self-assembly of Microcapsules via Colloidal Bond Hybridization and Anisotropy
具有定向相互作用的粒子是新功能材料的有前途的构建块，并且可以作为生物结构的模型。例如，由于柔性表面基团而可变形的相互吸引的纳米颗粒可以自发地将自身排列成串、片和大囊泡。此外，各向异性胶体与吸引补丁可以自组装成开放的晶格和胶体等价物的分子和胶束。然而，模型系统，结合相互吸引，各向异性和变形性-据我们所知-没有实现。在这里，我们合成的胶体颗粒，结合这三个特点，并获得自组装微胶囊。我们建议，相互吸引和变形诱导通过胶体键杂化定向相互作用。我们的粒子包含相互吸引和排斥的表面基团，它们是柔性的。类似于最简单的化学键，其中两个各向同性轨道杂交到H2的分子轨道中，这些柔性基团在结合时重新分布。通过胶体键杂交，各向同性球体自组装成平面单层，而各向异性雪人状颗粒自组装成中空单层微胶囊。因此，构建模块的适度变化导致自组装结构的复杂性的显著飞跃。换句话说，这些相对简单的构建块自组装成比各向同性或不可变形的类似颗粒更复杂的结构。
2016-07-18 cond-mat.soft
Persistence of Coffee-Ring Deposits in Concentrated Suspensions of Anisotropic Colloids
Department of Physics, Brandeis University（布兰迪斯大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, Northwestern University（西北大学物理与天文学系）；Applied Mathematics and Statistics, Colorado School of Mines（科罗拉多矿业大学应用数学与统计学系）
研究发现咖啡环形成受颗粒沉降速度与蒸发界面速度比控制，而非颗粒各向异性，为抑制不均匀沉积提供新见解。
2026-04-23 cond-mat.soft
Dynamic Monte Carlo Simulations of Anisotropic Colloids
我们提出了一个简单的程序提取动力学信息的蒙特卡罗模拟，适当匹配的短期扩散张量与其无限稀释极限对应，这是应该是已知的。这种方法-丢弃流体动力学相互作用-首先使我们能够提高以前的球形布朗粒子的动态蒙特卡罗算法的效率。在第二步中，我们解决的情况下，各向异性胶体的取向度的自由。作为一个例子，我们提出了一个详细的研究薄血小板的动力学，重点是长时间的扩散和取向的相关性。
2012-03-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Orientation control and nonlinear trajectory tracking of colloidal particles using microfluidics
各向异性布朗粒子的悬浮液在诸如药物递送和纤维增强复合材料的制造等广泛的应用中经常遇到。小的各向异性颗粒的技术应用和基础研究迫切需要在定义的轨迹和路径上精确控制颗粒取向。在这项工作中，我们证明了强大的控制二维（2D）的质心位置和方向的各向异性布朗粒子仅使用流体流。我们实现了一个路径跟踪模型预测控制方案来操纵胶体粒子在位置空间中的定义轨迹，其中沿路径的移动速度是控制器设计中的自由度。我们进一步探讨如何外部流场影响各向异性颗粒在稳定和瞬态拉伸流的取向动力学，使用实验和分析建模相结合。总的来说，这项技术提供了新的途径，各向异性胶体粒子的基础研究，只使用流体流动，而不需要外部电场或光场。
2019-07-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dumbbell impurities in 2D crystals of repulsive colloidal spheres induce particle-bound dislocations
杂质诱导缺陷对晶体的性质起着至关重要的作用，但对具有各向异性形状的杂质却知之甚少。在这里，我们研究如何胶体哑铃扭曲和相互作用的六方晶体的带电胶体球在流体界面。我们发现，哑铃长度的细微变化诱导从局部变形的粒子束缚位错的过渡，并确定如何哑铃内的排斥性六方晶格移动。我们的研究结果提供了新的途径控制材料性能，通过粒子束缚位错。
2020-10-01 cond-mat.soft
The effect of curvature on the diffusion of colloidal bananas
本研究探究不同张角的胶体香蕉形粒子的二维扩散，发现其各向异性扩散随张角非单调变化、快扩散轴可切换，近闭环转动扩散比同长直棒高约一个数量级，结果符合细长体理论，揭示曲率对胶体粒子布朗运动的影响。
2022-11-14 cond-mat.soft
Depletion interactions of non-spherical colloidal particles in polymer solutions
我们考虑各向异性的胶体颗粒浸没在长的，灵活的，和非吸附聚合物的溶液中。对于最近合成的粒子的哑铃形状组成的两个相交的球体和透镜形粒子与球形表面，我们计算的各向同性和各向异性的相互作用参数，确定的浸没自由能和取向相关的耗尽粒子之间的相互作用，所引起的聚合物。精确的结果得到随机行走（理想）的聚合物链。
2005-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Assembly and Phase Transitions within Colloidal Crystals
微米级的胶体颗粒可以被看作是具有可剪裁的尺寸、形状和相互作用的大原子。这些构建块可以组装成极其丰富的结构和相，其中颗粒的热运动可以使用光学显微镜直接成像和跟踪。因此，胶体粒子是研究相变的极好模型系统，特别是对于知之甚少的动力学和非平衡微尺度过程。胶体制造、组装和计算机模拟的进步为此类研究开辟了许多可能性。本文综述了由可调各向同性球、各向异性粒子和活性粒子组成的胶体晶体的研究进展。我们专注于结晶，熔化和固体固体转变的进展，并强调胶体晶体内相变研究的挑战和未来前景。
2017-11-09 cond-mat.soft
The Affine-Nonaffine Transition in Anisotropic Semiflexible Networks
我们研究了向列有序的半柔性网络的力学，表明它们像各向同性网络一样，经历了由细丝长度与非亲和长度之比控制的仿射到非仿射交叉。然而，在非仿射机制的深处，这些各向异性网络表现出更为复杂的机械响应，其特征在于高度有序网络的线性响应机制消失，以及剪切模量对相对于方向性指向矢的剪切方向的一般更为复杂的依赖性。我们表明，这些功能可以理解的非仿射力学和合作型欧拉屈曲的广义软盘模式分析。
2010-02-24 cond-mat.soft
