无规密堆积附近软颗粒和胶体的弹性

胶体颗粒的蒸发驱动组装

Evaporation-driven assembly of colloidal particles

在缓慢蒸发过程中，在液滴界面处吸收的胶体颗粒排列成独特的填充物（Manoharan等人，Science 301，第483-487页）。我们提出了一个数值和理论分析的包装选择问题。选择独特的填料几乎完全取决于干燥过程中的几何约束。

界面胶体组装中的弹性介导形态发生

Elasticity-mediated Morphogenesis in Interfacial Colloidal Assemblies

研究揭示了颗粒弹性在界面胶体非平衡结构组织中的关键作用，通过自组装过程展示弹性介导的形态发生机制。

粘性填料堵塞时的弹性

Elasticity of Jammed Packings of Sticky Disks

大量的软质材料在高填充率下堵塞在非晶态固体中。这种非平衡相变最好在模型系统的上下文中理解，在该模型系统中，粒子在重叠时弹性排斥。然而，最近的研究表明，在粒子之间引入任何有限的吸引力都会改变跃迁的普适性类别。这个新的“粘性干扰”类的特性几乎完全没有被探索过。我们使用分子动力学模拟和标度分析来确定剪切模量，体积模量，和协调的边缘固体接近粘性堵塞点。在每一种情况下，系统的行为都与纯粹排斥的情况有着明显的质的区别。

Shape anisotropy enhances the elasticity of colloidal gels through mechanisms that act multiplicatively

The physical gelation of colloids produces elastic structures that are commonly used to stabilize complex fluids in multiple industries. However, the ability to control the level of elastic modulus of these materials is limited by the universality of the arrested spinodal decomposition mechanism that governs their formation. We demonstrate that manipulating particle shape can yield very large shifts in gel elasticity relative to this universal behavior, and that these changes are generated by a set of independent mechanisms that act multiplicatively. Modeling demonstrates that this efficient g…

Elasticity in crystals with high density of local defects : insights from ultra-soft colloids

In complex crystals close to melting or at finite temperatures, different types of defects are ubiquitous and their role becomes relevant in the mechanical response of these solids. Conventional elasticity theory fails to provide a microscopic basis to include and account for the motion of point-defects in an otherwise ordered crystalline structure. We study the elastic properties of a point-defect rich crystal within a first-principles theoretical framework derived from microscopic equations of motion. This framework allows us to make specific predictions pertaining to the mechanical properti…

反序复合胶体向列相的Frank弹性

Frank elasticity of composite colloidal nematics with anti-nematic order

混合具有明显不同的各向异性的胶体形状产生复合向列相，其中各个组分的顺序可以是根本不同的。在由浸没在热致液晶中的各向异性胶体组成的胶体棒-盘混合物或混合向列相中，其中一种组分可以采用所谓的反有序，而另一种组分表现出常规的反有序排列。专注于简单的模型，硬棒和磁盘，我们采用Onsager-Straley的第二维里理论推导出杆和磁盘的弹性模量的标度表达式，在两种配置和反反的配置，并确定其明确的依赖于粒子浓度和形状。我们证明了反向列相有序颗粒的张开、弯曲和扭曲弹性随反向列相有序程度的变化而变化，反向列相有序颗粒的弯曲张开比远大于传统的向列相有序颗粒。混合向列相的弹性性能的表面锚定的影响也将详细讨论。我们进一步证明，混合单轴杆-盘向列相的弹性取决于精美的组件的形状，我们提供简单的缩放表达式，可以帮助工程师的复合液晶的弹性性能。

含液二维胶态填料裂纹尖端应力的渐近分析

Asymptotic analysis of stresses near a crack tip in a two dimensional colloidal packing saturated with liquid

在干燥胶体分散体中，胶体颗粒的固结受各种因素如颗粒尺寸和形状以及颗粒间电势的影响。由填充床中的颗粒顶层之间形成的毛细压力引起的毛细压力压缩颗粒床，而由边界强制执行的约束导致填充物中的拉伸应力。在这种情况下，床中存在的缺陷或缺陷决定了其极限强度。在这项研究中，我们确定的渐近应力分布在一个缺陷周围的二维胶体填充饱和液体和比较的结果从完全数值解的问题。利用平衡裂纹的Griffith准则，我们将平衡时的临界毛细压力与裂纹尺寸和填充床的力学性质联系起来。分析还给出了获得无裂纹填料的最大允许缺陷尺寸。

刚性渗流与弯曲刚度如何塑造胶体凝胶弹性

How rigidity percolation and bending stiffness shape colloidal gel elasticity

本文研究了胶体凝胶弹性的涌现机制，发现凝胶化由刚性渗流转变主导，并在统一框架下准确预测了不同条件下凝胶的弹性模量和振动性质。

有限球堆积问题的胶体视角：香肠灾难

A colloidal viewpoint on the finite sphere packing problem: the sausage catastrophe

该研究通过实验与模拟，在脂质囊泡中研究胶体非密堆积，发现某些截断多面体簇（N=56-70，除57和63）比线性排列更密，挑战了传统认知。

颗粒填料的弹性接近堵塞。块体过渡过程中颗粒填充的弹性

Elasticity of granular packings close to Jamming. Elasticité des empilements granulaires proche de la transition de blocage

我们实验研究的机械响应剪切的2D包装的谷物整个堵塞过渡。首先，我们开发了一个专用的实验装置，连同跟踪和光弹性技术，以准备在一个受控的方式包装和量化的应力和应变张量在晶粒尺度。其次，我们安装一个充气探头（一个2D“气球”），它剪切圆柱对称的包装。我们探测实验应力和应变的应变振幅低至$10^{-3}$和一系列的包装分数内$2\%$变化周围的干扰过渡。我们不仅观察到剪应变引起剪应力，而且还观察到正应力。此外，我们表明，剪切应力和正应力的行为与剪切应变的非线性。最后，我们通过标度分析表明，本构律控制的干扰过渡。

对“模式耦合玻璃化转变上方胶体硬球平衡动力学的探讨”一文的评论

Comment on "Probing the equilibrium dynamics of colloidal hard spheres above the mode-coupling glass transition"

在信[PRL 102，085703（2009）]中，Brambilla等人声称在高于模式耦合理论（MCT）的临界填充分数的胶体硬球中观察到活化动力学。通过进行微观MCT计算，我们表明，在他们的系统中的多分散性转移的临界填充分数以上的值由van Megen等人确定的。对于较少的多分散性样品，数据与理论一致，除了，可能的，最高的填充分数。

准二维胶体玻璃中低频振动模与粒子重排相关性的测量

Measurement of correlations between low-frequency vibrational modes and particle rearrangements in quasi-two-dimensional colloidal glasses

我们研究了由热敏微凝胶颗粒组成的二维胶体玻璃中低频振动模式和重排之间的相关性，这些微凝胶颗粒容易允许样品填充分数的变化。在每个堆积分数处，测量颗粒位移协方差矩阵并用于提取“阴影”胶体玻璃的振动光谱（即，具有与样品胶体相同的几何形状和相互作用但没有阻尼的颗粒网络）。重排是由连续的，小的减少填充分数。实验结果表明，胶体玻璃中的低频准局域声子模，对系统重排呈现低能量势垒的模式在空间上与该热系统中的重排相关。

胶体硬球二元混合物中结构交叉的实验观察

Experimental observation of structural crossover in binary mixtures of colloidal hard spheres

使用共焦显微镜，我们调查的胶体硬球的尺寸比q=0.61的二元混合物的结构。作为两种粒子的填充分数的函数，我们观察到一个显着的变化，在对关联函数的主波长。这种行为与最近预测的这种混合物的结构交叉非常一致。此外，结构交叉上的二元流体的实空间结构的影响进行了分析。我们建议交叉和网络的横向延伸之间的关系，只包含相同大小的颗粒，通过最近邻键连接。这是支持蒙特卡罗模拟，这是在不同的包装分数和尺寸比进行。

双峰胶体凝胶组合物中，尺寸比堆积更重要

Size matters more than packing in bimodal colloidal gel compositions

研究双峰胶体凝胶，发现中等尺寸差异下粒子尺寸对其结构尺度和力学响应的控制作用强于局部堆积。

颗粒填料：非线性弹性、声传播和集体松弛动力学

Granular Packings: Nonlinear elasticity, sound propagation and collective relaxation dynamics

球形颗粒集合体的各向同性压缩实验表明，剪切模量和体积模量随围压的变化快于Hertz-Mindlin接触弹性有效介质理论（EMT）预测的1/3幂定律。此外，模量之间的比率被发现是由一个恒定的值大于弹性理论的预测。对这些差异的理解一直是颗粒物质领域的一个长期问题。在这里，我们执行的适用性弹性理论的粒状材料的测试。我们进行声传播实验，数值模拟和理论研究，以了解各向同性加载下的变形颗粒软球的弹性响应。我们的结果的行为的弹性模量的系统符合很好的实验。我们表明，弹性部分描述了压缩载荷下的系统的实验和数值结果。然而，它彻底失败的剪切扰动下的系统，特别是填料没有切向力和摩擦。我们的工作表明，一个正确的处理应该不仅包括纯粹的弹性响应，但也集体弛豫机制有关的结构无序和非仿射运动的颗粒。

涂有胶体颗粒的液体表面的弹性性质

Elastic Properties of Liquid Surfaces Coated with Colloidal Particles

提出了胶体粒子包覆液体表面弹性的物理机制。研究表明，颗粒之间的毛细作用可以忽略不计。当胶体层垂直于其表面变形时，该情况被处理。弹性作为界面效应而产生。表面的有效杨氏模量取决于界面张力、平衡接触角、胶体颗粒的半径及其表面密度。对于纳米尺度的颗粒，线张力变得至关重要，并对有效杨氏模量产生影响。

将多分散胶体包装成晶体：当电荷分散性重要时

Packing polydisperse colloids into crystals: when charge-dispersity matters

蒙特卡罗模拟和小角度X-射线散射实验用于确定在宽范围的单价盐浓度（0.5 mM $\leq c_s \leq$ 50 mM）和体积分数（$ϕ$）上具有中等尺寸多分散性的可滴定纳米胶体的水性分散体的相图。在$ϕ$缓慢和逐渐增加的情况下，分散体冻结成面心立方（fcc）固体，接着意外地形成体心立方（bcc）相，然后在玻璃形成液体中熔融。模拟结果很好地预测了这些观测结果。他们认为，在高$ϕ$和$c_s$的fcc相的牺牲的bcc固体的稳定性的结果从相互作用（电荷）的多分散性和振动熵。

泡沫类比：从相到弹性

The Foam Analogy: From Phases to Elasticity

通过将胶体粒子的相互作用映射到最小化面积的问题上，泡沫的物理学可以用来理解带电和模糊胶体的相图。我们扩展这个类比来研究这种胶体晶体的弹性性质，并考虑面心立方，体心立方和A15晶格。我们讨论了两种类型的软粒子间的潜力，分别对应于带电和模糊的胶体，我们分析了密度的弹性常数的依赖关系，以及对潜在的参数。我们发现，这三种晶格的体积模量一般是非常相似的，并且这两个非紧密堆积晶格的剪切模量是相当小的比在面心立方晶格。我们发现，在带电胶体中，弹性常数是最大的，在有限的屏蔽长度，我们讨论了剪切不稳定性的A15晶格。

冷冻胶态悬浮液中速度依赖的冰带

Speed-dependent ice bandings in freezing colloidal suspensions

冻融过程中速度相关冰带的形成机理是冻融过程中的一个重要问题，对冻融过程和材料科学具有重要意义。通过定量实验，我们提出了一个可能的机制，速度依赖的冰带，通过集中的颗粒堆积密度和动态界面过冷度。冻结界面前的颗粒堆积密度随着牵引速度的增加而减小，这归因于颗粒的速度依赖性堆积。通过影响孔隙冰的曲率过冷度，粒子的速度依赖性堆积可以用来解释速度依赖性的冰带厚度。得到了动态界面过冷度，并给出了瞬态界面位置、速度和过冷度的定量细节。所有的证据表明，速度相关的颗粒包装和动态界面过冷度是负责速度相关的冰带。

非极性胶体的电荷调节

Charge regulation of nonpolar colloids

由于弱电离表面基团的解离（或吸附），单个胶体通常带有电荷。其大小取决于颗粒周围的精确化学环境，其在浓缩分散体中是胶体填充分数$η$的函数。理论研究表明，调节系统中的有效电荷$Z_{\rm{eff}}$通常会随着$η$的增加而减少。我们测试这一假设的非极性分散体，通过确定$Z_{\rm{eff}}(η)$在很宽的范围内的包装分数（$10^{-5} \le η\le 0.3$），使用组合的小角X-射线散射和电泳迁移率测量。我们发现一个复杂的依赖性的颗粒电荷作为包装分数的函数，与$Z_{\rm{eff}}$最初在低浓度下降低，最后在高$η$增加。我们将非单调密度依赖性归因于从低$η$浓度非依赖性筛选到高填充分数制度的交叉，在该制度中，抗衡离子的数量超过盐离子，并且静电屏蔽变得依赖于$η$。在高浓度下的电荷稳定的效率可以解释已经报道的浓缩的纳米颗粒分散体的异常高的稳定性。

短程吸引胶体：凝胶状态是什么？

Short-ranged attractive colloids: What is the gel state ?

我们评估的热力学，几何和动力学性质的短程方阱二元混合物，提供一个连贯的画面，这个简单的，但丰富的，模型的胶体相互作用。特别是，我们比较的位置，在温度包装分数平面，的几何逾渗轨迹，亚稳的液-气调幅和玻璃化转变线。这种比较提供了证据，凝胶状态不能直接与吸引玻璃化转变线。指示给出了两者之间的间接联系的可能性，通过逮捕相分离过程。最后，我们讨论了球形短程吸引力可能不足以在低填充率和低温下产生平衡团簇相的可能性。

蛋白限度内的Colloid - polymer混合物

Colloid-polymer mixtures in the protein limit

我们计算了在“蛋白质极限”下的胶体-聚合物混合物的相分离行为和有效相互作用，其中聚合物的回转半径远大于胶体半径。对于理想的聚合物，临界胶体包装分数趋于零，而在良好的溶剂中的相互作用的聚合物的行为是由一个通用的双节点，这意味着一个恒定的临界胶体包装分数。在这两个系统中的耗尽相互作用是不能很好地描述的有效对电位，但需要纳入多体的贡献。

多价锁键胶体组装过程中的交叉行为

Crossover Behavior in the Packing and Assembly of Multivalent Lock-and-Key Colloids

涌现行为发生在许多尺度上的大量系统中，并且具有基本的物理重要性，因为将微观系统特性与宏观行为联系起来的内在困难。在这里，我们研究了最近合成的凹窝硬球，或锁和钥匙胶体的家庭模型系统的紧急自组装行为。我们发现，随着凹坑尺寸的增加，每个家庭表现出一个交叉的结构，不反映颗粒对称性的一个，令人惊讶的是，这个交叉发生的点是近似独立的颗粒对称性。使用数值和分析技术相结合，我们研究系统在无限和有限的压力，并找到不同的共同控制参数在每个限制。我们的研究结果表明，存在一组实验可实现的胶体系统，表现出复杂的紧急行为，可以追溯到一个共同的底层微观控制参数。

短程吸引胶体体系中甘精胰岛素非遍历相变的模拟研究

Simulation study of Non-ergodicity Transitions: Gelation in Colloidal Systems with Short Range Attractions

利用计算机模拟研究了具有短程吸引力的胶体体系中的凝胶转变。一个胶体聚合物混合物进行了建模，并与模式耦合理论的预期和其他系统（硬球和Lennard Jones）的结果进行了比较。采用自中间散射函数和均方位移作为主要动力学量。研究了两种不同的胶体填充组分。对于较低的填充分数，$α$标度成立和关联函数的波矢分析表明，凝胶化是一个有规律的非遍历性过渡内MCT。这种新的非遍历性转变的主导机制被确定为由短程吸引引起的成键。的时间尺度和扩散系数也定性地显示预期的行为，虽然不同的指数被发现的幂律发散这两个数量。非高斯参数也进行了研究和非常大的修正高斯behaviors.The系统具有较高的胶体包装分数显示附近的高阶奇异性的迹象，导致$α$缩放失败，但非遍历性转变的一般预期仍然成立。

稠密各向异性胶体中的拓扑序

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。

ColPackAgent：基于代理技能的硬粒子蒙特卡罗工作流程用于胶体堆积

ColPackAgent: Agent-Skill-Guided Hard-Particle Monte Carlo Workflows for Colloidal Packing

ColPackAgent通过MCP工具服务器和代理技能实现胶体堆积模拟的自主工作流程，展示了如何利用LLM代理执行模拟任务并评估不同模型的性能。

多孔介质中Colloid - Polymer模型混合物的毛细凝聚和界面结构

Capillary Condensation and Interface Structure of a Model Colloid-Polymer Mixture in a Porous Medium

我们认为，Asakura-Oosawa模型的硬球胶体和理想的聚合物接触的多孔基质模拟固定配置的硬球。对于该三元混合物，采用基本测量密度泛函理论，其中基质颗粒被淬火，胶体和聚合物被退火，即允许平衡。我们研究毛细凝聚的混合物在一个微小的样品矩阵以及分层和流体-流体界面内的散装矩阵。计算了垂直于界面的密度分布和表面张力，并与无基体的情况进行了比较。两种类型的矩阵被认为是：（i）胶体尺寸的基质颗粒在低包装分数和（ii）大基质颗粒在高包装分数。这两种情况显示了根本不同的行为，并且都应该是实验上可实现的。此外，我们认为，毛细管凝聚的胶体悬浮液可以实验访问。我们发现，在情况下（ii），即使在高包装分数，矩阵的主要影响是排除体积和，以高精度，结果可以映射到那些相同的系统，通过一个简单的重新缩放矩阵。

软胶体的玻璃化转变

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。

The Role of Collective Elasticity on Activated Structural Relaxation, Yielding and Steady State Flow in Hard Sphere Fluids and Colloidal Suspensions Under Strong Deformation

We theoretically study the effect of external deformation on activated structural relaxation and elementary aspects of the nonlinear mechanical response of glassy hard sphere fluids in the context of the nonequilibrium version of the Elastically Collective Nonlinear Langevin Equation (ECNLE) theory. ECNLE theory describes activated relaxation as a coupled local-nonlocal event involving local caging and longer range collective elasticity, with the latter becoming more important with increasing packing fraction. The central new question is how this physical picture, and the relative importance o…

colloid - polymer混合物在无规胶体基质中的流体-流体分层曲线

Fluid-fluid demixing curves for colloid-polymer mixtures in a random colloidal matrix

本文研究了胶体-聚合物混合物吸附在胶体多孔介质中θ点附近的液-液相分离。为此，我们考虑Asakura-Oosawa模型中存在的淬火矩阵的胶体硬球。我们研究的分层曲线上的参数，其特征在于淬火矩阵的依赖性，固定的聚合物-胶体尺寸比为0.8。我们发现，在很大程度上，分层曲线只依赖于一个单一的参数f，它代表的体积分数，这是不可用的胶体。我们进行蒙特卡罗模拟的体积分数f等于40%和70%，发现在聚合物和胶体包装分数平面的双节点曲线有一个小的依赖于无序。相反，临界点会发生显著变化：例如，临界状态下的胶体填充分数随着f的增加而增加。最后，我们观察到的一些值的参数毛细管凝聚的胶体：一个大的贫胶体相是在化学平衡与富胶体相在基质中。

无序固体中局部结构对剪切模量和体积模量的控制

Local structure controls shear and bulk moduli in disordered solids

用于研究物质力学响应的范例模型系统是点原子的随机网络、随机球填充或简单晶格，所有这些模型都假设粒子/原子之间的中心力相互作用。这些模型中的每一个都在空间排列和粒子之间的相关性方面有所不同。反过来，这反映在剪切（G）和压缩（K）弹性模量的广泛不同的行为中。以G、K和它们的比率编码的宏观弹性与微观晶格结构/有序之间的关系尚不清楚。我们提供了一个定量的分析之间的联系的局部取向秩序和弹性的模型非晶态固体具有不同的内部微观结构，侧重于两个相反的限制包装（强排斥体积）和网络（无排斥体积）。该理论预测，在包装，局部取向秩序，由于排除体积导致较少的非亲和性（更软或更大的刚度）压缩下比剪切下。这导致G/K值较低，这是一种缺乏微观解释的有据可查的现象。该理论还提供了一个很好的一个参数描述的弹性压缩乳液在较宽的范围内的包装分数与实验数据相比。

从悬浮液到多孔多层膜：胶体薄膜干燥过程中的微结构形成与颗粒堆积

From suspensions to porous multilayers: microstructure formation and particle packing in drying colloidal films

本研究通过数值模拟结合理论模型，揭示胶体薄膜干燥时颗粒间相互作用决定最终多孔结构，为定制功能层提供指导。

受限胶体悬浮体的剪切激励

Shear Excitation of Confined Colloidal Suspensions

我们表明，几何约束显着影响的剪切诱导的配置致密的单分散胶体悬浮液;出现一种新的结构，颗粒层屈曲堆叠在一个更有效的包装。剪切区中的体积分数由粘性应力和未剪切颗粒的接触储层的渗透压之间的平衡控制。我们提出了一个模型，占我们的意见，并有助于阐明复杂的相互作用之间的颗粒包装和剪切应力限制悬浮液。

有吸引力胶体中的动力学滞止：长程排斥效应

Dynamical Arrest in Attractive Colloids: The Effect of Long-Range Repulsion

我们通过三维荧光共聚焦显微镜研究了具有短程吸引和长程排斥相互作用的模型胶体颗粒悬浮液中的凝胶化。在低填充分数下，颗粒形成稳定的平衡团簇。在增加填充分数时，簇的尺寸增大并且变得越来越各向异性，直到最终在凝胶化时缔合成完全连接的网络。我们在凝胶结构中发现了令人惊讶的顺序。空间和取向的相关性分析表明，凝胶是由致密链的颗粒从共享四面体集群。我们的研究结果意味着，动态逮捕发生通过集群的增长和协会。

通过精确计数的有限球填充结构：对胶体晶体成核的影响

Structure of finite sphere packings via exact enumeration: Implications for colloidal crystal nucleation

我们分析了通过精确计数得到的一整套等静和超静球填料的几何结构和力学稳定性。非同构均衡填充的数量随着球体$N$的数量呈指数增长，并且它们的结构和对称性的多样性随着$N$的增加而增加，并且随着超静定性$H \equiv N_c - N_{ISO}$的增加而减少，其中$N_c$是成对接触的数量，而$N_{ISO} = 3N-6$。最大接触填料一般既不是最密的，也不是最对称的。局部结构的分析表明，分数$f$的原子核的顺序兼容的散装（RHCP）晶体急剧下降，增加$N$由于堆垛层错，5倍和近5倍的对称结构，和其他图案，排除RHCP秩序的高倾向。虽然$f$随着$H$的增加而增加，但$N$的高静定核的显著部分（小至11）保留非RHCP结构。经典的成核理论只考虑球形核，或只考虑与块状晶体相同顺序的核，不能捕捉到这种效应。我们的研究结果提供了一个解释的经典成核理论的失败硬球系统的$N\lesssim 10$颗粒，我们认为，在这个尺寸制度，它是必不可少的考虑核的不受约束的几何形状。我们的研究结果也适用于了解动力学逮捕和干扰系统，通过硬核般的排斥和短程吸引力的相互作用。

Localized elasticity governs the nonlinear rheology of colloidal supercooled liquids

We propose a microscopic picture for understanding the nonlinear rheology of supercooled liquids with soft-repulsive potentials. Based on Brownian dynamics simulations of supercooled charge-stabilized colloidal suspensions, our analysis shows that the shear thinning of viscosity (eta) at large enough shear rates (sr), expressed as eta~sr^(-lambda), originates from the evolution of the localized elastic region (LER). An LER is a transient region composed of the first several coordination shells of a reference particle. In response to the external shear, particles within LER undergo nearly affin…

曲面上各向异性胶体阻挫堆积形成的刻面颗粒

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。

软胶体玻璃的低频振动

Low-frequency vibrations of soft colloidal glasses

我们进行实验的胶体热敏性水凝胶颗粒，其包装分数可以通过改变温度以上的干扰过渡调整的二维包装。通过测量粒子之间的位移相关性，我们提取相应的“影子”系统的振动特性具有相同的配置和相互作用，但其中的粒子的动力学是无阻尼的。振动光谱和模式的性质与零温度理想化球模型预测的和在原子和分子玻璃中发现的非常相似;当系统被压缩到干扰跃迁以上时，在低频处有一个玻色子峰，该峰会向高频移动。

通过噪声抑制揭示的稠密胶体悬浮体布朗动力学模拟中的持续反相关

Persistent anti-correlations in Brownian dynamics simulations of dense colloidal suspensions revealed by noise suppression

利用布朗动力学方法研究了硬球胶体流体的输运性质。我们实现了一种新的算法的时间相关的速度自相关函数（VACF）基本上消除了裸露的随机运动的噪声。测得的VACF揭示了持续的反相关表现为负的代数幂律尾部$t^{-5/2}$在所有密度。在小的填充分数，模拟完全同意的分析低密度预测，但尾部的幅度变得显着抑制填充分数的增加。玻璃化转变的模式耦合理论提供了一个定性的解释，在静态压缩性的强烈变化，以及减缓的结构弛豫。

中性微凝胶的连接弹性和有效相互作用：赫兹模型的有效性

Connecting elasticity and effective interactions of neutral microgels: the validity of the Hertzian model

在材料科学中一个重要的开放性问题是单颗粒弹性性质和宏观体行为之间是否存在直接联系。在这里，我们解决这个问题，专注于原型的软胶体：温敏微凝胶。这些胶体大小的聚合物网络通常被假设通过简单的赫兹势相互作用，这是线性弹性理论中的经典模型。通过开发一种适当的方法，可以推广到任何种类的软颗粒，我们能够计算所有的弹性模量的非离子微凝胶跨越其体积相变（VPT）。值得注意的是，我们重现了实验中看到的许多功能，包括最小的泊松比接近VPT的外观。通过计算粒子-粒子有效相互作用和由此产生的集体行为，我们发现赫兹模型的工作以及中等值的包装分数。

硬球混合物无定形填料中振子的一个注记

A note on rattlers in amorphous packings of binary mixtures of hard spheres

Farr和Groot（arXiv：0912.0852）以及Kyrylyuk和Philipse（Prog.胶体聚合物科学，2010年，在出版），我们的理论结果的干扰密度的二元混合硬球（arXiv：0903.5099）显然违反了上限，这是通过考虑的限制，其中直径比r = DA/DB走向无穷大。我们认为，这一明显的矛盾是误解的结果，我们在此试图澄清这一误解。

压缩乳状液非线性弹性的微观研究

A microscopic approach to the nonlinear elasticity of compressed emulsions

使用共聚焦显微镜，我们测量的包装几何形状和interdroplet部队作为一个功能的渗透压在一个3D乳液系统。我们发现压力随密度的非线性弹性响应不是相互作用势中的非谐性的结果，而是偏离临界点对微结构标度律的修正的结果。体积模量取决于在压缩下产生的过量接触，这导致校正指数α=1.5。在微观上，非线性表现为每个粒子的压力分布随整体压力的变化而变窄。

颗粒介质中的力网络弹性

Elasticity from the Force Network Ensemble in Granular Media

在力网络系综的框架内，通过数值计算无摩擦颗粒的六边形堆积和摩擦颗粒的矩形堆积的力学响应，研究了静态颗粒材料中力的传递。在这两种情况下，接近过载的应用点，响应是非线性的，并显示两个峰值，而在更大的长度尺度，它是线性的和弹性的。这两种行为之间的交叉发生在随着过载的大小而增加的深度处，并且随着摩擦的增加而减小。

The microscopic role of deformation in the dynamics of soft colloids

Soft colloids allow to explore high density states well beyond random close packing. An important open question is whether softness controls the dynamics under these dense conditions. While experimental works reported conflicting results, numerical studies so far mostly focused on simple models that allow particles to overlap, but neglect particle deformations, thus making the concept of softness in simulations and in experiments very different. To fill this gap here we propose a new model system consisting of polymer rings with internal elasticity. At high packing fractions the system display…

用蒸发胶态Fakir液滴构建微型足球

Building micro-soccer-balls with evaporating colloidal fakir drops

蒸发驱动的粒子自组装可用于产生三维微结构。我们提出了一种新的方法来创建这些胶体微结构，其中我们可以控制颗粒的数量和它们的包装分数。为此，我们在一种特殊类型的超疏水微结构表面上蒸发胶体分散液滴，在整个蒸发过程中，液滴保持在Cassie-Baxter状态。液滴的微滴由大量的球形微球簇组成，直径从几十微米到几百微米不等。我们提出缩放参数，以显示这些球的最终颗粒包装分数取决于液滴蒸发的动态。

多分散硬球晶体的弹性

Elasticity of a polydisperse hard-sphere crystal

提出了一种计算多分散硬球胶体晶体弹性常数的通用蒙特卡罗模拟方法。计算了一种尺寸多分散硬球面心立方晶体的弹性常数。压力和三个弹性常数（C11，C12和C44）随多分散性显著增加。从外推还发现，存在机械末端多分散性，高于该机械末端多分散性，fcc晶体将机械不稳定。

小角X射线散射研究冷冻胶体悬浮液中的颗粒尺度结构

Particle-scale structure in frozen colloidal suspensions from small angle x-ray scattering

在胶体悬浮液中的溶剂的定向凝固过程中，胶体颗粒与生长的固体分离，形成高颗粒密度区域，其具有从颗粒尺度堆积到这些区域之间的大尺度间距的长度尺度层次结构。以前的工作主要集中在中到大型规模的结构，因为它是最容易和被认为是更技术相关。然而，在颗粒尺度上的胶体的包装是一个重要的组成部分，不仅在理论上描述的偏析过程，但也为新的应用程序的冷冻铸造材料的效用。在这里，我们提出的实验中，我们研究了这种结构在很宽的范围内的长度尺度使用的小角度X射线散射和直接光学成像的组合的结果。正如预期的那样，在冷冻过程中，颗粒集中在冰枝晶之间的区域，形成了高颗粒密度区域和低颗粒密度区域的微观图案。X射线散射表明，高密度区域中的颗粒是如此紧密地堆积在一起。然而，颗粒的排列不符合预测的标准颗粒间对电位，这表明由冷冻诱导的颗粒堆积不同于平衡致密化过程中形成的颗粒堆积。

随机多孔环境中近晶相的增强弹性和软玻璃流变性

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。

Dynamical steady-states of active colloids interacting via chemical fields

We study the dynamical steady-states of a monolayer of chemically active self-phoretic colloids as a function of packing fraction and self-propulsion speed by means of Brownian dynamics simulations. We focus on the case that a chemical field induces competing attractive positional and repulsive orientational interactions. Analyzing the distribution of cluster size and local density as well as the hexatic order parameter, we distinguish four distinct dynamical states which include collapsed, active gas, dynamical clustering, and motility-induced phase-separated states. The long-range chemical f…

热噪声作用下准二维胶体的剪切可逆性

Shear-Induced Reversibility of quasi-2D Colloids in Presence of Thermal Noise

采用粒子跟踪法研究了热噪声对循环剪切下胶体悬浮液中粒子重排的影响。实验模型系统由吸附在油-水界面处的聚苯乙烯颗粒组成，其中颗粒表现出小但不可忽略的布朗运动。我们进行实验的双分散（1和1.2 $μ$米的大小）胶体样品的面积分数（$ϕ$）为0.20和0.32。粒子重排的可逆性的特点，我们表明，不像密集的非热系统，可逆的集群是不稳定的，一旦一个粒子进入一个可逆的轨迹，它有一个非零的概率成为不可逆的在接下来的剪切周期。对于类似的无热系统，这种概率以前被发现近似为零。我们证明了可逆性的稳定性取决于填充分数，$ϕ$，和剪切振幅，$γ_0$。此外，我们确定的可逆粒子，这表明这种重排是耗散的动态重排的滞后。在较低的包装分数，这种滞后变得不那么突出，和动态移动更接近平衡的热噪声。

Geometric and Topological Entropies of Sphere Packing

We present a statistical mechanical description of randomly packed spherical particles, where the average coordination number is treated as a macroscopic thermodynamic variable. The overall packing entropy is shown to have two contributions: geometric, reflecting statistical weights of individual configurations, and topological, which corresponds to the number of topologically distinct states. Both of them are computed in the thermodynamic limit for isostatic packings in 2D and 3D, and the result is further expanded to the case of "floppy" particle clusters. The theory is directly applicable t…

有限价态胶体的平衡凝胶

Equilibrium gels of limited valence colloids

凝胶是能够支持应力的物质的低包装被捕状态。在冷却时，有限价胶体颗粒形成开放网络，通过颗粒间键寿命的逐渐增加而稳定。这些凝胶，命名为平衡凝胶，是这篇评论文章的重点。与其他类型的胶体凝胶不同，平衡凝胶不需要潜在的相分离来形成。相反，它们形成于一个没有热力学不稳定性的密度区域。有限价平衡凝胶既不随时间变粗也不随时间老化。

二维密相颗粒填料应力响应的数值研究

Numerical Study of the Stress Response of Two-Dimensional Dense Granular Packings

为了区分颗粒材料中应力传递的不同理论，我们研究了颗粒二维密集随机堆积的格林函数。我们的计算机模拟允许一个详细的定量调查的动态，这是很难获得实验。我们发现，双曲线和抛物线模型的应力传输未能预测正确的应力分布在研究区域的参数空间。我们表明，压缩和剪切分量的应力比较很好的预测的各向同性弹性的压力和孔隙度范围很广，摩擦和无摩擦填料。然而，本研究中使用的状态不包括摩擦颗粒的临界均衡点，因此我们的结果并不排除这样一个事实，即弹性修正可能出现在堵塞的临界点，或其他样品制备方案，如正文中所讨论的。我们表明，该协议持有在大部分的包装，以及在边界，我们验证的线性依赖的应力分布宽度与深度。

布朗硬盘的体动力学：动态密度泛函理论与二维胶体硬球实验

Bulk dynamics of Brownian hard disks: Dynamical density functional theory versus experiments on two-dimensional colloidal hard spheres

利用动力学密度泛函理论（DDFT），从理论上研究了硬盘的布朗自扩散和结构弛豫，并与准二维胶体硬球的实验结果进行了比较.为此，我们计算的自我和不同的van Hove关联函数，最近提出的DDFT三维系统的方法扩展到二维。我们发现，van Hove函数的自身部分和不同部分的理论结果与实验在相对较高的流体填充分数（约0.60）下具有非常好的定量一致性。然而，在更高的密度下，实验和理论方法之间的偏差变得清晰可见。在实验中，当填充分数增加时，短时间的自扩散行为强烈地受到流体动力学效应的影响，并导致各自的均方位移显著降低。与此相反，并根据以前的模拟研究，本DDFT忽略流体动力学效应，显示没有依赖于颗粒密度为这个量。