Polymer Shape Anisotropy and the Depletion Interaction
我们计算了由于聚合物耗尽引起的有效球-球相互作用的第二维里系数和第三维里系数。通过利用典型聚合物构象的各向异性，我们可以考虑与球形内含物尺寸大致相同的聚合物。我们认为，最近的实验可以证实这种各向异性。
1999-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A technique for improving dispersion within polymer-glass composites using polymer precipitation
聚合物基质的颗粒增强是定制生物可吸收植入材料的机械和降解性能的强大技术。无机颗粒的分散对于实现最佳性能至关重要，然而，诸如双螺杆挤出或溶剂浇铸的已建立的技术可能具有显著的缺点，包括过度的热降解或颗粒团聚。我们提出了一种生产聚合物-无机复合材料的简便方法，该方法减少了在高温下的时间和可用于颗粒团聚的时间。将玻璃浆料添加到溶解的PLLA溶液中，并且添加乙醇以将聚合物沉淀到玻璃颗粒上。通过随后的复合沉淀物的微注射成型形成的部件的表征显示团聚显著减少，d0.9从170 μm降低到43 μm。这将延展性（εB）从7%大幅提高到120%，而不会损失强度或刚度。该方法是通用的，适用于广泛的聚合物和填料材料。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Convective Depletion During The Fast Propagation Of A Nanosphere Through A Polymer Solution
建立了纳米球在半稀释聚合物溶液中快速运动时的非线性对流损耗理论。对于纳米球，劳斯近似中的自洽场论通常是合理的。对流耗尽方程的自相似解被认为在高速下是可行的。分析了粒子运动前薄边界层的性质。对流损耗的一个例子是当带电荷的蛋白质在高电场的影响下移动通过半稀释聚合物时。蛋白质的速度与磁场的五次方成正比。该理论可用于解释微芯片电泳分离蛋白质混合物。
2003-12-09 cond-mat.soft
Polymer depletion interaction between two parallel repulsive walls
用场论方法研究了柔性长链聚合物稀溶液中两平行排斥壁间的耗尽相互作用。特别注意在良溶剂中与聚合物相关的链单体之间的自回避。我们的直接方法避免了将实际聚合物链映射到有效的硬球或软球上。我们将所得结果与最近的蒙特卡罗模拟[A. Milchev和K. Binder，Eur.物理杂志B 3，477（1998）]和非离子聚合物稀溶液中球形胶体颗粒与平面壁之间的耗尽相互作用的实验结果[D.鲁德哈特角Bechinger和P. Leiderer，Phys. Rev. Lett. 81，1330（1998）]。
2001-11-01 cond-mat.soft
Polymer Induced Bundling of F-actin and the Depletion Force
当惰性高分子聚乙二醇（PEG）的浓度超过临界值C_o时，F-肌动蛋白溶液中出现“集束”现象。在一定的PEG分子量和离子强度范围内，C_o可以表示为这两个变量的函数。该过程是可逆的，但滞后也观察到在溶解的束，与离子强度有很大的影响。额外的肌动蛋白丝能够连接先前形成的纤维束。几乎没有聚合物（如果有的话）与束结构相关。连续估计的Asakura-Oosawa耗尽力，库仑排斥，范德华势相结合的捆绑效应和滞后的部分解释。猜想提出有关的明显限制束的大小。
2004-01-14 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Polymer induced depletion potentials in polymer-colloid mixtures
通过理论和计算机模拟计算了良溶剂中聚合物相互作用引起的两个胶体板之间或两个胶体球之间的耗尽相互作用。一个简单的分析理论被证明是定量准确的情况下，两个板。一个相关的耗尽电位推导出两个领域，它也同意与直接的计算机模拟。基于理想聚合物的理论随着聚合物浓度的增加而显示出重要的偏差：它们高估了所有密度下两个板或两个球之间的耗尽电位的范围，最大的相对变化发生在稀释状态。他们低估了两块板接触时的阱深，但高估了两个球体的阱深。还使用粗粒化方法计算了耗尽势，该方法将聚合物表示为“软胶体”：在稀释状态下发现了良好的一致性。最后，聚合物对胶体-胶体渗透维里系数的影响与聚合物-胶体混合物的相行为有关。
2002-03-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Influence of Solvent Quality on Depletion Potentials in Colloid-Polymer Mixtures
正如经典的Asakura-Oosawa（AO）模型所解释的那样，非吸附性聚合物的耗尽引起的胶体颗粒之间的有效吸引力可以驱动胶体-聚合物混合物分层成富胶体相和贫胶体相，这与水的净化、食品和药物的稳定性以及生物细胞中的大分子拥挤具有实际意义。通过将聚合物线圈理想化为有效的可穿透球体，AO模型定性地捕获了聚合物耗尽对胶体悬浮液热力学相行为的影响。在以前的工作中，我们扩展了AO模型，将非球面聚合物构象，并表明随机游走线圈的波动形状可以显着修改耗尽电位[W。K. Lim和A. R. Denton，软物质12，2247（2016）; J. Chem. Phys. 144，024904（2016）]。我们进一步证明，在拥挤的环境中聚合物的形状敏感地依赖于溶剂的质量[W。J. Davis和A. R. Denton，J. Chem.Phys.149，124901（2018）]。在这里，我们应用蒙特卡罗模拟分析溶剂质量对耗尽电位的硬球胶体和非吸附聚合物线圈的混合物，建模为椭球体的主半径波动根据随机游走统计的影响。我们考虑自避免和非自避免随机游动，分别对应于良好和θ溶剂中的聚合物。我们的模拟结果表明，耗尽等分子量的聚合物诱导更强的吸引力胶体在良好的溶剂比在θ溶剂，并确认耗尽的相互作用显着影响的非球面聚合物构象。
2021-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depleted Depletion Drives Polymer Swelling in Poor Solvent Mixtures
大分子在溶剂混合物中的溶解度往往表现出惊人且矛盾的性质。例如，当给定聚合物的两种良好混溶的不良溶剂混合在一起时，相同的聚合物可以在中间混合比内溶胀。我们结合计算机模拟和理论论证，揭示了第一个微观的，通用的起源，这种膨胀，膨胀，崩溃的情况。我们表明，这种现象自然出现在恒定的压力在纯排斥成分的混合物，特别是当一个微妙的平衡的熵驱动的耗尽相互作用实现。
2016-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion effects in colloid-polymer solutions
表面张力，吸附，和耗尽厚度的聚合物接近一个单一的非吸附胶体球计算通过Monte Carlo模拟。我们认为聚合物在良好的溶剂条件下，并在良好的溶剂和$θ$行为之间的热交叉区域。在稀释状态下，我们考虑$q$的宽范围值，从$q = 0$（平面）到$q\approx 30$-50，而在半稀释状态下，对于$ρ_p/ρ_p^*\le 4$（$ρ_p$是聚合物浓度，$ρ_p^*$是其重叠值），我们仅考虑$q = 0,0.5,1$和2。结果与现有的理论预测进行了比较，验证了现有的标度参数。场理论的结果，无论是在稀的和在semidilute制度，是在良好的溶剂条件下的聚合物的数值估计，在很好的协议。
2014-05-05 cond-mat.soft
Depletion interaction between cylindrical inclusions in polymer brushes
本文通过分子动力学模拟和 Asakura-Oosawa 理论研究了聚合物刷中圆柱形夹杂物间的耗尽吸引，发现相关团簇是吸引的基本单元，且高刷中聚合物熵与耗尽吸引竞争导致相互作用随刷高非单调变化，并揭示了其在糖萼诱导蛋白质簇形成中的潜在机制。
2025-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Numerical simulation, clustering and prediction of multi-component polymer precipitation
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
多组分聚合物系统在有机光伏和药物递送应用中是令人感兴趣的，其中多种形态影响性能。在组合物预测工具的驱动下，对形态分类的更好理解将有助于聚合物工程实践。我们使用修改后的Cahn-Hilliard模型来模拟聚合物沉淀。这种基于物理的模型需要高性能的计算，这会阻碍工程环境中的快速原型和迭代。为了减少所需的计算成本，我们应用机器学习技术的聚类和随之而来的预测的模拟聚合物共混物图像结合模拟。以这种方式集成ML和模拟减少了绘制出作为输入参数的函数的聚合物共混物的形态所需的模拟的数量，并且还生成了可以由其他人为此目的使用的数据集。我们探讨降维，通过主成分分析和自动编码器技术，并分析由此产生的形态集群。随后使用使用高斯过程分类的监督机器学习根据物种摩尔分数和相互作用参数输入来预测形态簇。手动模式聚类产生了最好的结果，但机器学习技术能够预测聚合物共混物的形态与$\geq$ 90 $\%$的准确性。
2020-08-26 cond-mat.soft cs.CE cs.LG
Elongation/Compaction of Giant DNA Caused by Depletion Interaction with a Flexible Polymer
用单DNA观察法研究了柔性聚合物PEG对巨DNA结构的影响。在稀释的DNA条件下，单个DNA通过离散的螺旋-小球转变呈现紧凑状态，而在浓缩溶液中，DNA分子通过宏观相分离表现出延伸的构象。DNA拉伸状态的长轴长度比紧凑状态的长轴长度大约1000倍。相分离在高DNA浓度发生在较低的PEG浓度比在低DNA浓度的压实。这些相反的变化在DNA分子的构象解释的自由能，包括耗尽相互作用。
2005-09-29 cond-mat.soft
How Flow Changes Polymer Depletion in a Slit
建立了预测流体流动影响下聚合物动态衰竭效应的理论模型。将双流体模型和自洽场论相结合，建立了计算结果。本文考虑均匀流体流过含高分子链溶液的狭缝。两个平行且无限长的壁仅对溶剂是可渗透的，并且聚合物不吸附到这些壁上。在θ-溶剂条件下，对于弱流和窄缝，导出了描述稳态聚合物浓度分布的解析表达式。在这两个θ-和良好的溶剂，我们计算的浓度分布的时间演变为特征的各种流速的Peclet数。该模型揭示了消耗，溶剂条件，狭缝宽度，和相对强度的流体流动的相互作用。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Precipitation-Redispersion of Cerium Oxide Nanoparticles with Poly(Acrylic Acid) : Towards Stable Dispersions
我们利用沉淀再分散机制与氧化铈纳米粒子的短链聚电解质络合，以扩大其稳定范围。如合成的，氧化铈溶胶在pH 1.4由单分散阳离子纳米晶体颗粒组成，其具有10 nm的流体动力学直径和400000 gmol-1的分子量。我们表明，短链不带电的聚（丙烯酸）在低pH值时，添加到氧化铈溶胶导致宏观沉淀。随着pH值的增加，溶液自发地再分散成具有阴离子聚（丙烯酸）冠的单个颗粒的澄清溶液。通过静态和动态光散射、X射线散射和化学分析研究了氧化铈纳米溶胶及其杂化聚合物-无机复合物在溶液中的结构和动力学。对再分散溶胶的定量分析估计每个颗粒有40 - 50个聚合物链用于稳定悬浮液。该量代表聚合物-纳米颗粒复合物质量的20%。这种络合作用通过扩大溶胶在pH、离子强度和浓度方面的稳定性范围而增加了原本不稳定的氧化铈分散体的实用性。
2005-07-21 cond-mat.soft
Reentrant glass transition in a colloid-polymer mixture with depletion attractions
进行光散射实验，我们表明，引入短程吸引力的胶体悬浮液的近硬球通过添加自由聚合物产生新的玻璃化转变现象。我们观察到一个戏剧性的加速的密度波动相当于一个胶体玻璃的熔化。增加吸引力的强度，系统冻结成另一个非遍历状态，共享一些定性特征与凝胶状态发生在较低的胶体包装分数。这种重入玻璃化转变与最近的理论预测定性一致。
2002-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Self-assembly of colloidal polymers via depletion-mediated lock and key binding
我们研究了耗尽诱导的锯齿状胶体的自组装。使用国家的最先进的蒙特卡罗模拟技术，明确对待的耗尽剂颗粒，我们证明了胶体组装的锁和钥匙的机制，导致胶体聚合。所形成的链的形态敏感地取决于胶体压痕的大小，较小的值另外允许链分支。与有吸引力的补丁的球体的情况下，韦特海姆的热力学微扰理论未能提供一个完整的定量描述的聚合过渡。我们跟踪这一失败，忽略了包装效果，我们引入了一个修改后的理论，更好地解释了胶体的形状，产生改进的协议与模拟。
2014-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Manipulation of Colloids by Nonequilibrium Depletion Force in Temperature Gradient
实验研究了温度梯度下聚合物溶液中胶体的非平衡分布。聚焦激光引起的局部温度的轻微升高将胶体推向热区域，导致胶体的捕获，而不管其自身的热泳性质。的放大捕获的胶体密度与聚合物浓度的测量，并定量地解释了流体动力学理论。吸引力的起源是由聚合物的热泳维持的不均匀聚合物分布驱动的胶体的迁移。这些结果显示了如何控制胶体的热泳性能。
2009-04-22 cond-mat.soft
New Field Model of Polymer/Nanoparticle Mixture-Realizing Discreteness in the Continuous Description
场论方法是预测聚合物体系组装结构的有效方法。然而，对于聚合物/纳米颗粒混合物，连续密度描述不适合于捕获颗粒的真实组装，特别是当颗粒的尺寸远大于聚合物链段时。在这里，我们开发了一个基于场的模型，其中粒子最终是离散的，因此它可以克服传统场描述的缺点，例如，对聚合物-颗粒界面和排除体积相互作用的不充分和粗糙的处理。我们应用该模型来研究最简单的系统的纳米粒子浸没在稠密的均聚物溶液。我们的模型可以更精细地处理耗尽效应和界面相互作用。洞察到的结构变化，由于耗尽和界面之间的相互作用的竞争的crackpic和/或熵的起源。在界面引力强、耗尽长度大的情况下，观察到耗尽增强的桥联聚集等新现象。这种方法很容易扩展到研究更复杂的聚合物基纳米复合材料或生物相关的系统，如树枝状聚合物/药物封装和膜/颗粒组装。
2015-08-25 cond-mat.soft
Polymer depletion effects near mesoscopic particles
用场论方法研究了介观粒子在长的、柔性的、非吸附性的聚合物链稀溶液中的行为。对于球形和圆柱形粒子的溶剂化自由能浸没在溶液中的单个粒子的明确计算。与理想链相比，自避免聚合物链的重要特征是质的不同的。结果证实了Helfrich型曲率展开一般粒子形状的有效性，并允许定量实验测试。对于小球与壁面、细杆与壁面以及两小球之间的有效相互作用，给出了定量结果。提供了一个系统的方法来研究有效的多体相互作用。常见的Asakura-Oosawa近似模型的聚合物线圈硬球原来是完全失败的小颗粒和仍然失败了约10%的大颗粒。
1998-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable Assembly of Gold Nanorods in Polymer Solutions to Generate Controlled Nanostructured Materials
接枝有短链聚合物的金纳米棒使用聚合物诱导的耗尽相互作用组装成受控的开放结构，并使用小角X射线散射进行结构表征。当纳米棒直径小于耗尽聚合物的回转半径时，耗尽相互作用仅取决于聚合物溶液的相关长度，而不直接取决于聚合物分子量。随着聚合物浓度的增加，更强的耗尽相互作用越来越多地压缩接枝链，并将金纳米棒推得更近。相比之下，其他结构特征，如最近邻数和分形维数表现出非单调的依赖于聚合物浓度。这些参数是最大的中间浓度，这是由于从反应限制的交叉扩散限制聚集。对各向异性纳米级构建块的结构特性的控制将有利于设计和生产具有特定方向依赖性纳米级特性的材料\emph{in situ}，并为增材制造的进步提供了一条重要途径。
2018-01-14 cond-mat.soft
Depletion-Induced Interactions Modulate Nanoscale Protein Diffusion in Polymeric Crowder Solutions
本研究利用MHz-XPCS实验，发现聚合物拥挤剂通过耗尽相互作用诱导中程有序，调节铁蛋白扩散，并揭示以2c*为交叉的标度行为，强调需考虑聚合物特异性相互作用。
2025-09-09 cond-mat.soft
Depletion induced isotropic-isotropic phase separation in suspensions of rod-like colloids
当将非吸附性聚合物添加到棒状胶体的各向同性悬浮液中时，胶体通过耗尽力有效地彼此吸引。我们进行了蒙特卡罗模拟来研究这种棒状聚合物混合物的相图。胶体棒被建模为硬spherocylinders;聚合物被描述为与棒相同直径的球体。聚合物可以重叠而没有能量成本，而聚合物和棒的重叠是禁止的。大量的稀释剂导致混合物的相分离。我们估计的各向同性各向同性共存的相边界，在散装和禁闭。为了确定相边界，我们使用连续伞形采样应用巨正则系综[J. Chem. Phys. 120，10925（2004）]，并且我们执行有限尺寸标度分析以估计临界点的位置。结果与Lekkerkerker和Stroobants [Nuovo Cimento D 16，949（1994）]提出的自由体积理论的预测进行了比较。我们还估计了共存的各向同性相之间的界面张力，并分析了其幂律行为的临界点的方法。
2007-09-25 cond-mat.soft
Mixing order asymmetry in nanoparticle-polymer complexation and precipitation revealed by isothermal titration calorimetry
本研究针对复合凝聚领域既往多聚焦聚电解质等体系的现状，以铈、铁氧化物纳米颗粒与多种带电物种为对象，结合等温滴定量热等技术发现络合分两步进行、熵贡献占优，且次级过程反应焓存在混合顺序不对称性。
2024-10-29 cond-mat.soft
Polymer chains in confined geometries: Massive field theory approach
采用固定空间维数的大质量场论方法$d=3$，研究了长柔性高分子链在良溶剂中两平行排斥壁、两惰性壁以及一惰性壁和一排斥壁混合情况下的稀溶液.利用场理论$ϕ^4$ O（n）-矢量模型在极限$n\to 0$下与长柔性高分子链在良溶剂中的行为之间的对应关系，计算了耗尽相互作用势和耗尽力，最高可达单圈级。我们的研究包括两个惰性壁的重整化方案的修改。所得到的结果证实，耗尽相互作用势和由此产生的两个排斥壁之间的耗尽力是较弱的排除体积相互作用（EVI）的链比理想的链，因为EVI有效地减少了附近的墙壁耗尽效应。我们的结果与以前的理论研究，实验结果和蒙特卡罗模拟的结果是定性的协议。
2009-05-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Interactions of Two Brownian Hard Spheres in the Presence of Depletants
本文对非吸附性高分子溶液中布朗硬球对的随机相互作用进行了定量分析。硬球假设被光学镊子捕获，并允许在捕获位置附近进行随机运动。研究了长时间关联的布朗运动。迁移率张量由聚合物耗尽效应改变计算的边界积分方法，和相应的随机位移是由波动耗散定理确定。从我们的计算结果可以看出，与纯溶剂和纯聚合物溶液（无耗尽）的情况相比，硬球周围耗尽层的存在对流体动力学相互作用和粒子动力学有显着的影响。由于聚合物耗尽效应，被捕获的两个相互作用的硬球的随机行走的概率分布函数明显地发生了变化。结果表明，球体周围耗尽层粘度的降低以及耗尽区重叠产生的熵力对相关布朗相互作用有显着影响。
2014-01-30 cond-mat.soft
Electrostatic Depletion Force in Complex Coacervates
本研究通过分子动力学模拟发现复合凝聚层中存在驱动客体大分子聚集的静电耗尽力，填补了高电荷拥挤液体分子物理的知识空白，为合成原始细胞与药物递送系统设计提供参考。
2025-08-02 cond-mat.soft
Structure and thermodynamics of colloid-polymer mixtures: a macromolecular approach
在一个双组分，Ornstein-Zernicke为基础的液体状态的方法研究了添加非吸附性聚合物的浓缩胶体悬浮液的结构的变化。考虑了聚合物的构象自由度，并在链段水平上强制排除体积。聚合物相关孔，耗尽层，和过量的化学势描述与聚合物物理理论的有效领域的模型治疗的大分子。已知的耗尽吸引效应在低颗粒密度下恢复，而在较高密度下出现新型多体效应，并在大型聚合物中占据主导地位。
2000-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Measuring cohesion between macromolecular filaments, one pair at a time: Depletion-induced microtubule bundling
在非吸附性聚合物的存在下，胶体颗粒经历由耗尽力诱导的普遍存在的吸引相互作用。在这里，我们测量一对微管细丝之间的耗尽相互作用，使用的方法，结合了单纤维成像与光捕获。通过定量的依赖于聚合物浓度和溶液离子强度的细丝凝聚力，我们证明了耗尽的极小模型，基于Asakura-Oosawa理论，未能定量地描述实验数据。通过测量两个和三个丝束的内聚强度，我们验证了特定实验条件下耗尽相互作用的成对加和性。所描述的实验技术可用于测量各种生物或合成细丝之间的成对相互作用，并补充从大量渗透胁迫实验中提取的信息。
2015-02-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Influence of polymer excluded volume on the phase behavior of colloid-polymer mixtures
我们确定耗尽引起的硬球胶体和相互作用的聚合物的相行为的大规模蒙特卡罗模拟使用非常准确的粗粒化技术。与标准的Asakura-Oosawa模型理论和模拟的比较表明，包括排除聚合物之间的体积相互作用导致在相图中的定性差异。这些效应对于较大的相对聚合物尺寸变得越来越重要。我们的模拟结果同意定量与最近的实验。
2002-06-05 cond-mat.soft
Depletion interaction between spheres of unequal size and demixing in binary mixtures of colloids
从理论上研究了通过加入小分子聚合物或其他等效的稀释剂来诱导胶体混合物分层的可能性。本文应用推广到短程有效相互作用的平均场论，导出了胶体颗粒二元混合物的相图在Asakura-Oosawa模型的基础上，确定了溶剂中的胶体颗粒（模拟为硬球）作为聚合物浓度的函数。当胶体颗粒的相对尺寸减小时，相图的拓扑结构改变：连接两种纯流体的液体-蒸汽临界点的临界线断裂，并且从较大颗粒的临界点开始的分支弯曲到较高的体积分数，其中浓度波动驱动转变。软胶体-聚合物相互作用的影响也进行了研究：即使存在一个小的排斥尾巴的潜力引起显着降低的稳定性阈值。在这种情况下，只需加入体积分数为百分之几的耗尽剂就可以发生相变。这些结果可能是相关的胶体混合物中的固化动力学最近的实验的解释。
2015-04-29 cond-mat.soft
Depletion driven adsorption of colloidal rods onto a hard wall
在杆和小聚合物线圈的混合悬浮液中，杆吸附到与悬浮液接触的硬壁上。这种吸附是在低密度杆极限下研究的。它是由耗尽力驱动的，并且对于长杆比对于球体强得多。这是通过精确的，数值的，计算和近似理论。
1997-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quasi-logarithmic spacing law in dewetting patterns from the drying meniscus of a polymer solution
我们报告的周期性沉淀图案出现在干燥弯月面通过蒸发的聚苯乙烯溶液在培养皿。由于接触线向壁面的粘滑运动，在图形中呈现出准对数间距关系。提出了一种基于蒸发弯月面动力学的模型。
2012-08-22 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Balance of enthalpy and entropy in depletion forces
添加到溶液中的溶质通常会显著影响从胶体的悬浮或沉淀到生物分子缔合和蛋白质折叠的分子过程。在这里，我们重新审视了有效的吸引力的相互作用，出现在大分子之间和浸泡在溶液中的大分子内的起源，其中含有的溶质，优先排除从大分子界面。直到最近，这些消耗力被认为是熵的性质，主要是由于增加共溶质可用空间的趋势。然而，最近的实验证据表明存在额外的，能量主导的机制。在这次审查中，我们遵循这些不同的机制的新特点。通过编译一组可用的热力学数据的过程范围从蛋白质折叠蛋白质-蛋白质相互作用，我们表明，排除的共溶质可以通过两个不同的机制，在很大程度上与他们的分子特性。对于许多聚合物在低到中等浓度的空间相互作用和分子拥挤效应占主导地位，和机制是熵。相反，对于许多小的被排除的溶质，如天然存在的渗透剂，该机制是由有利的焓，而熵的贡献通常是不利的。我们回顾了这些热力学机制的可用模型，并评论需要新的模型，将能够解释所观察到的耗尽力的全部范围。
2013-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Solvent-cosolvent attraction is sufficient to induce polymer collapse in good solvent mixtures
本文通过模拟与理论证明，溶剂-共溶剂吸引可通过增强耗尽效应在良溶剂混合物中诱导聚合物塌缩，并揭示了温度及优先吸引对共非溶剂行为的影响。
2024-10-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
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。
2002-10-23 cond-mat.soft q-bio
Depletion-driven four-phase coexistences in discotic systems
自由体积理论（FVT）是一个通用的和易于处理的框架，以预测在一个共同的溶剂中的血小板和非吸附聚合物链的混合物的相行为。在FVT中，考虑了硬片晶的三个主要参考相：各向同性（I）、柱状（N）和柱状（C）。我们推导出的解析表达式，使我们能够系统地跟踪不同类型的相位共存时，发现添加消耗剂和确认FVT的预测能力，通过测试计算出的图表对相稳定性的情况下，从计算机模拟。揭示了广泛的\textit{multi}相平衡，涉及两相同构转变的所有相对称性（INC）考虑以及可能的三相共存。此外，我们确定的系统参数，相对磁盘的形状和胶体聚合物的尺寸比，在四相平衡的预期。这些涉及在麻醉剂中常见的所有三种相态的显著共存，包括同构共存I $_1$ -I $_2$ -N-C、I-N $_1$ -N $_2$ -C和I-N-C $_1$ -C $_2$。
2018-05-05 cond-mat.soft
Crowding of Polymer Coils and Demixing in Nanoparticle-Polymer Mixtures
Asakura-Oosawa-Vrij（AOV）胶体-聚合物混合物模型将非吸附聚合物理想化为尺寸固定且硬颗粒无法穿透的有效球体。然而，真正的聚合物线圈在尺寸（回转半径）上本质上是多分散的，并且可以被较小的颗粒穿透。纳米颗粒的拥挤可以影响聚合物线圈的尺寸分布，从而改变有效的耗尽相互作用和热力学稳定性。为了分析拥挤对聚合物构象和分层相行为的影响，我们将AOV模型应用于纳米颗粒和理想的、可穿透的聚合物线圈的混合物，这些线圈的尺寸可以变化。我们进行吉布斯系综蒙特卡罗模拟，包括审判纳米粒子聚合物的重叠和变化的回转半径。将结果与自由体积理论的预测进行比较。模拟和理论一致预测，理想的聚合物被纳米颗粒压缩，可压缩性和渗透性稳定纳米颗粒-聚合物混合物。
2011-06-24 cond-mat.soft
Multiple Emulsions (W/O/W) for Confined Precipitation of Drug Nanoparticles
Department of Chemical Engineering, Dr. Babasaheb Ambedkar Technological University（德拉·巴巴萨赫伯·安贝德卡尔技术大学化学工程系）
本研究通过超声辅助两阶段乳化策略制备稳定的W/O/W多乳剂，用于生成富含药物的亚微米颗粒，为难溶药物的颗粒工程提供实验可行的微结构环境。
2026-03-02 cond-mat.soft
When does TMAO fold a polymer chain and urea unfold it?
通过研究渗透剂N-氧化三甲胺（TMAO）和变性渗透剂尿素对不带电荷的聚合物链的折叠的影响，解决了长期存在的关于保护渗透剂N-氧化三甲胺（TMAO）和变性渗透剂尿素对蛋白质折叠的作用的机理问题。使用原子分子动力学模拟，我们表明，1-M TMAO和7-M尿素溶液对这些模型聚合物链的作用显着不同。它们的行为对链与其环境的吸引力分散相互作用的强度敏感：当这些分散相互作用足够高时，与水相比，TMAO抑制疏水性聚合物的扩展构象的形成，而脲促进扩展构象的形成。类似的趋势在真实的蛋白质系统上也有实验观察。令人惊讶的是，我们发现，保护和变性渗透剂强烈相互作用的聚合物，似乎在与现有的解释的渗透剂对蛋白质的影响。我们表明，真正重要的是保护渗透剂是其有效的耗尽作为聚合物构象的变化，这导致在优先结合系数的负变化。对于TMAO，有一个更有利的自由能插入一个单一的渗透剂附近的聚合物的塌陷构象比附近的扩展构象。相比之下，尿素优先稳定在延伸构象旁边，因此具有变性作用。
2013-06-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Controlled Nanoparticle Formation by Diffusion Limited Coalescence
聚合物纳米粒子在科学技术领域具有巨大的应用潜力。它们的功能在很大程度上取决于它们的大小。我们提出了一个理论，通过沉淀聚合物到一个坏的溶剂中的存在下，稳定的表面活性剂形成的纳米粒子的大小。分析理论是基于聚合物的扩散限制聚结动力学。确定了两个相关的时间尺度，混合和聚结时间，并显示它们的比率以确定最终NP直径。发现尺寸以普遍的方式缩放，并且如果表面活性剂浓度足够高，则主要对混合时间和聚合物浓度敏感。模型预测与实验数据吻合良好。因此，该理论提供了一个坚实的框架，剪裁纳米粒子与先验确定的大小。
2012-11-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Use of Superparamagnetic Nanoparticle/Block Copolymer Electrostatic Complexes as Contrast Agents in Magnetic Resonance Imaging
在过去的几年里，我们研究了纳米胶体和带相反电荷的聚合物之间的络合作用。研究的纳米胶体是离子表面活性剂胶束和无机氧化物纳米颗粒。对于聚合物，我们使用均聚电解质和嵌段共聚物与线性和梳状结构。通常，带相反电荷的物质之间的吸引相互作用很强，因此，简单混合含有分散组分的溶液会产生沉淀或相分离。我们已经开发出控制静电驱动吸引力和保持混合溶液稳定性的方法。通过这些方法，我们设计了新的核-壳纳米结构，例如用聚合物和氧化铁超顺磁性纳米颗粒获得的那些。在本报告中，我们表明，静电络合可用于定制新的功能化纳米粒子，我们提供的例子相关的生物医学应用领域的造影剂的磁共振成像。
2007-01-26 cond-mat.soft
Uniform coating of self-assembled non-iridescent colloidal nanostructures using Marangoni effects and polymers
胶体晶体由于其周期性的纳米结构而呈现出结构色，而没有任何颜色颜料，这会干扰可见光。这种晶体结构是彩虹色的，因为产生的颜色会随着视角或照明角度而变化，这限制了它在印刷或显示方面的应用。为了消除虹彩性质，重要的是使胶体纳米颗粒的堆积无序。在这里，我们介绍了一种滴铸方法，其中含有单分散聚合物涂覆的二氧化硅纳米颗粒的水-乙醇混合物的液滴在加热的基底上完全蒸发后产生相对均匀和非虹彩的沉积物。的均匀性是由热Marangoni流和快速蒸发的影响，由于加热的基板，而非彩虹色是短程有序包装的纳米粒子的耗尽吸引力和摩擦的聚合物刷产生的效果的结果。我们表明，从单个液滴的最终存款的颜色保持不变，而视角是在环境光下变化。我们期望该涂覆方法与喷墨打印兼容，并且均匀涂覆的自组装非虹彩纳米结构具有用于使用反射模式的彩色显示器和其他光学器件的潜力。
2018-10-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surfactancy in a tadpole model of proteins
我们模拟真核细胞核的环境表示大分子，只有他们的熵的性质，与球状分子表示的球形胶体和灵活的分子的聚合物。我们特别关注具有球状和内在无序区域的蛋白质，我们用通过将单个聚合物和胶体接枝在一起而构建的“蝌蚪”来表示。在蒙特卡罗模拟中，我们发现这些蝌蚪支持通过耗尽絮凝相分离，并展示了几种表面活性剂的行为，包括被发现优先在界面和形成胶束在单相溶液。此外，可以调整模型参数，以使蝌蚪对任一体相都有偏好。然而，我们发现熵太弱，无法在可能的生物浓度下驱动这些行为。
2022-10-26 cond-mat.soft
Monte Carlo simulations of a coarse grained model for an athermal all-polystyrene nanocomposite system
通过蒙特卡罗抽样方法研究了聚苯乙烯基体中填充有紧密交联的聚苯乙烯纳米颗粒的非热纳米复合体系的结构。高分子链被表示为随机行走，系统通过粗粒度的哈密顿量来描述。这种方法与自洽场论有关，但不需要鞍点近似，适合于处理大型三维系统。在纳米颗粒附近的聚合物基体的局部结构被发现是不同的，在许多方面从相应的散装，无论是在段和链水平。在颗粒附近的局部聚合物密度分布显示出最大值，并且键发展出相当大的平行于纳米颗粒表面的取向。还分析了耗尽层厚度。这些链的最长尺寸平行于颗粒表面。它们的内在形状，其特征在于跨度和主惯性矩，被发现是一个强大的功能的位置相对于接口。许多纳米颗粒在聚合物基体中的分散导致链的延伸，当它们的尺寸与分散颗粒的半径相似时。
2014-01-14 cond-mat.soft
Long term stability and reproducibility of magnetic colloids are key issues for steady values of Specific Power Absorption through time
几乎所有的磁性纳米颗粒（MNP）的临床应用都需要生物相容性的水基磁性胶体的配制。对于磁热疗，要求还包括针对组分MNP的沉淀和团聚的高胶体稳定性，以便长期保持铁磁流体的加热效率。单畴MNP的比功率吸收（SPA）主要取决于平均粒径和粒径分布宽度，因此还需要在不同批次之间对这些参数进行一流的再现性。我们研究了由聚合物包覆的$Fe_{3}O_{4}$磁性纳米颗粒组成的高度可重复和稳定的水基胶体的SPA的演变。通过测量一年中的比功率吸收（SPA）值作为场振幅和频率（$H \leq 24 kA/m$ ; $260 \leq f \leq 830 kHz$）的函数，我们证明了这些样品中的SPA可以在连续合成之间重现，并且由于原位聚合物涂层提供胶体稳定性并保持偶极相互作用可忽略不计，因此可以在几个月内保持稳定。
2016-08-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
