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
Competing orders for the colloidal kagome ice: the importance of in-trap motion of the particles
人造冰系统已经被设计成复制在受抑自旋系统中观察到的典型现象。在这里，我们提出了一个详细的理论分析的基础上蒙特卡罗模拟的低能量阶段的人工胶体冰系统，最近推出的冰系统，其中的合奏排斥胶体是二维的重力限制在一个双井晶格在一对一的填充。由最近的布朗动力学模拟结果引发[A. Libál等人，Phys.Rev.Lett. 120，027204（2018）]，我们分析了当降低温度时在蜂窝几何结构中发生的能量学和相变（在kagome晶格上实现自旋冰系统的模拟）。当粒子被限制在势阱的两个极小值时，我们恢复了与偶极自旋冰系统相同的相图，具有长程有序的手征基态。与此相反，当考虑粒子的运动和他们的陷阱内的弛豫，我们观察到在低温下的铁磁有序。这一观察突出了人工冰系统中胶体的连续运动所起的重要作用。
2019-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Many-Body Colloidal Dynamics under Stochastic Resetting: Competing Effects of Particle Interactions on the Steady State Distribution
本文通过实验和数值模拟研究六个胶体粒子在全局与局部随机重置下的稳态分布，发现硬核排斥与流体动力学相互作用对分布宽度产生竞争效应，最终使多粒子系统稳态分布比单粒子更宽。
2025-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural and dynamical features of multiple metastable glassy states in a colloidal system with competing interactions
短程吸引力和长程排斥力相互竞争的系统本质上是失败的，导致它们的结构和动力学要么由介观有序要么由亚稳态无序主导。在这里，我们报告后一种情况下，在一个胶体系统与远程静电排斥和短程耗尽的吸引力。我们发现各种状态表现出缓慢的非扩散动力学：凝胶，玻璃态的集群，和一个国家让人想起维格纳玻璃。改变相互作用，我们发现一个连续的交叉之间的维格纳和集群玻璃态，和一个尖锐的不连续过渡之间的维格纳玻璃态和凝胶。这种差异反映了这样一个事实，即动态逮捕是由排斥的两个玻璃态和吸引力的情况下的凝胶。
2010-02-08 cond-mat.soft
Fabrication of colloidal Laves phases via hard tetramers and hard spheres: bulk phase diagram and sedimentation behaviour
胶体光子晶体具有独特的光学性质，特别适合于在不同领域的应用。然而，目标结构的低填充分数通常在制造阶段构成真正的挑战。在这里，我们提出了一种新的路线，通过硬四聚体和硬球的二元混合物的胶体光子晶体。通过结合理论和计算机模拟，我们计算的相图以及混合物的堆积图，并表明，胶体类似物的MgCu 2 Laves相-这可以作为一个光子带隙结构的前体-是一个稳定的相位在一个大的区域的相图。我们的研究结果表明，流体和Laves相，这是潜在的实验访问之间的一个相对较大的共存区域。此外，我们确定建议的混合物的沉积行为，通过确定几个堆叠序列。我们的工作揭示了一个新的自组装路径，在可见光区的光子带隙结构。
2017-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology of colloidal microphases in a model with competing interactions
模拟具有竞争相互作用的胶体颗粒模型，研究了胶体微相的二维流变特性。由于短程吸引力和长程排斥力之间的竞争，作为密度的函数，该模型表现出各种微相，如团簇，条纹或带有气泡的晶体。我们准备在一个有限的微相系统采用蒙特卡罗模拟，然后淬火系统在T=0。然后通过施加拖曳力曲线来剪切所得到的配置。我们集成数值的运动方程的颗粒和分析的动力学作为密度和施加的应变率的函数。我们测量的应力-应变曲线和表征的胶体微相的屈服。结果取决于微相的类型：（i）团簇容易沿层剪切，旋转有助于相对运动。(ii)平行于流动方向的条纹容易剪切，垂直于流动方向的条纹容易堵塞，在足够强的剪切速率下，垂直条纹的方向与流动方向一致。(iii)具有气泡的晶体通过沿着气泡破裂并最终形成条纹而屈服。我们讨论的位错，所发射的气泡，在屈服过程中的作用。
2008-02-08 cond-mat.soft
A model colloidal fluid with competing interactions: bulk and interfacial properties
利用一个简单的平均场密度泛函理论（DFT），我们研究了一个模型胶体流体的结构和相行为，该模型胶体流体由通过一个对势相互作用的粒子组成，其硬核直径为$σ$，在中间分离时是吸引Yukawa的，在大分离时是排斥Yukawa的.我们分析了体相流体关联函数的渐近衰减形式，并将DFT的结果与自洽Ornstein-Zernike近似（SCOZA）的结果进行了比较。在这两种理论中，我们发现丰富的交叉行为，从而最终的衰减的关联函数的变化从单调到长波长阻尼振荡衰减在相交的相图中的某些线，或有时从振荡到振荡的较长的波长。对于一些潜在的参数的选择，我们发现，在DFT，一个$λ$线，在该流体变得不稳定的周期性密度波动。SCOZA不能给出靠近这种$λ$ -线的状态点的解。的倾向，反映了一个长波长的$\gg σ$，缓慢衰减的振荡对关联函数的存在下，和一个结构因子，表现出非常尖锐的最大值在小，但非零波数的粒子的聚类，增强在状态附近的$λ$线。我们目前的平面液-气界面和流体吸附在一个平面的硬壁的密度分布。附近的$λ$ -过渡的存在下，在两种类型的界面的单体密度引起明显的长波长振荡。
2006-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrest and flow of colloidal glasses
我回顾了最近的进展，了解逮捕和流动行为的胶体玻璃，模式耦合理论（MCT）和相关的方法的基础上。MCT最近在预测具有短程吸引力的胶体的重入逮捕行为方面取得了显着的成功。在此基础上的发展提供了重要的步骤计算，从合理的基础上统计力学，非线性流动参数，如屈服应力的胶体玻璃。一个重要的开放问题是为什么MCT效果如此之好。
2002-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetic phase diagram for nucleation and growth of competing crystal polymorphs in charged colloidal suspensions
我们确定了完整的动力学相图的成核和生长的晶相在悬浮液中的带电胶体。我们计算成核势垒高度的面心立方（fcc）和体心立方（bcc）晶体相不同的屏蔽长度和过饱和度使用播种的方法在广泛的模拟。使用经典的成核理论，我们确定了整个亚稳流体区域的晶体多晶型物具有最低的成核势垒。令人惊讶的是，我们发现了一个接近三相点的制度，其中亚稳态体心立方可以形成由于较低的成核势垒，即使面心立方是稳定相。对于更高的过饱和度，我们发现，势垒高度的差异降低，我们观察到的混合物的六方密堆积（hcp），面心立方和体心立方结构的生长中的晶种，以及在自发形成的晶体。
2022-03-23 cond-mat.soft
Nonuniversal routes to universality: Critical phenomena in colloidal dispersions
我们研究临界现象的胶体通过重整化群为基础的分层参考理论的流体（HRT）。我们专注于三个实验相关的模型系统：即，Asakura-Oosawa模型的聚合物诱导的吸引力耗尽力的影响下的胶体分散体;流体与竞争的短程吸引力和长程排斥力的相互作用;解决方案的星型聚合物，其对潜在的同时提出了一个有吸引力的井和超软排斥在较短的距离。我们的研究结果表明，调整胶体粒子之间的有效相互作用的能力，使之能够产生各种交叉的渐近临界行为，这是没有观察到的原子流体。
2008-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competing Length Scales and Symmetry Frustration Govern Non-Universal Melting in 2D Core-softened Colloidal Crystals
本文通过分子动力学模拟研究具有竞争长度尺度的二维核软化胶体晶体，揭示三角相和kagome相经历一阶熔化而条纹相呈KTHNY-like连续熔化，证明二维软物质熔化非普适并受对称性阻挫与多尺度竞争支配。
2025-07-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Activity enhances transport while competing interactions preserve structure in colloidal microphase formers
Instituto de Química Física Blas Cabrera, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（布拉斯·卡布雷拉物理化学研究所，西班牙国家研究委员会）；Departament de Física de la Matèria Condensada, Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学凝聚态物理系）；Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos, CONICET-UNLP（液体与生物系统物理研究所，阿根廷国家科学研究与技术促进委员会-拉普拉塔国立大学）；Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional La Plata, CIMEC - Centro de Investigación en Mecánica Experimental y Computacional（国立技术大学，拉普拉塔地区学院，实验与计算力学研究中心）
研究揭示了活性悬浮液中胶体颗粒的动态相行为，活动增强传输同时保持结构，揭示了非平衡条件下SALR势的结构记忆。
2026-05-12 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Unraveling the impact of competing interactions on non-equilibrium colloidal gelation
本文数值模拟短程吸引与长程排斥竞争的带电胶体，揭示其从无序团簇到网络再到手性刚性团簇的重入转变及等静压渗流机制。
2025-05-12 cond-mat.soft
Controlling the temperature sensitivity of DNA-mediated colloidal interactions through competing linkages
我们提出了一种新的策略来改善DNA功能化胶体的自组装性能。我们解决的问题是，DNA官能化胶体通常在狭窄的温度窗口中结晶，如果有的话。根本原因是DNA介导的相互作用对温度或其他物理控制参数的极端敏感性。我们建议通过利用具有不同核苷酸序列的DNA键之间的竞争来拓宽胶体结晶的窗口，这导致了主导键类型的温度依赖性切换。遵循这样的策略，我们可以降低DNA介导的自组装的温度依赖性，以制造可以在比现有DNA官能化胶体系统更宽的温度窗口中结晶的系统。我们报告的蒙特卡罗模拟表明，所提出的策略确实可以在实际工作中的真实系统和特定的，可设计的DNA序列。根据不同的DNA结构的长度比，我们发现，键开关要么大力驱动（等长或“对称”DNA）或控制的组合熵增益（“不对称”DNA），这是从大量的结果可能的结合伙伴为每个DNA链。我们提供了具体的建议，这些效果可以通过实验实现的DNA序列。
2012-01-29 cond-mat.soft
The role of weak charging in metastable colloidal clusters
我们研究亚稳态集团在胶体系统中的竞争相互作用。短程聚合物诱导的吸引力驱动聚簇，而弱的长程静电排斥力阻止广泛的聚集。我们比较实验产量的集群结构的理论，假设简单的竞争各向同性的相互作用。对于大小为$4\leq m\leq6$的簇，产率显著低于预期。我们将此归因于与簇对称性相关的各向异性自组织表面电荷分布：静电排斥和聚合物诱导的吸引力的非加性。7-元簇具有作为吸引相互作用强度的函数的预期五角双锥结构的明确的最佳产率。
2009-05-20 cond-mat.soft
Nonequilibrium phase transitions of sheared colloidal microphases: Results from dynamical density functional theory
利用经典的密度泛函理论及其动力学推广，我们考虑了具有球对称竞争相互作用的胶体流体，这类流体具有丰富的体相行为.这包括复杂的三维周期性有序的簇相，如层状、二维六角填充圆柱体、螺旋状结构或球形胶束。虽然体相行为已被广泛研究，在早期的工作中，在本文中，我们专注于这种结构之间的平面排斥壁剪切流。对于足够高的剪切速率，我们观察到，微相分离可以成为完全抑制。然而，对于较低的剪切速率，我们发现例如螺旋结构经历动力学相变为六边形填充的圆柱相，这在实验和理论上在两亲性嵌段共聚物体系中发现。因此，除了后者和胶体系统之间的平衡相行为的已知的相似性，我们的工作揭示了进一步有趣的非平衡关系的共聚物熔体和胶体流体之间的竞争相互作用。
2018-06-08 cond-mat.soft
Structure and Fragmentation in Colloidal Artificial Molecules and Nuclei
最近的实验与竞争的吸引力和排斥力的相互作用的胶体系统的动机，我们模拟了一个二维系统的胶体与竞争的相互作用，可以进行破碎。在没有任何其他限制势的情况下，胶体可以形成稳定的团簇，这取决于短程吸引项的强度。通过突然改变其中一个相互作用项的强度，我们发现了各种各样的碎裂行为，这些行为受到“神奇”簇数的存在的影响。这种软物质系统可用于构建人造核。
2007-01-31 cond-mat.soft nucl-th
Phase behaviour of colloidal assemblies on 2D corrugated substrates
我们调查-Monte Carlo计算机模拟-二聚体胶体分子的相位行为的周期性基板与正方形对称。这些分子形成于受到周期性外部约束的带电胶体的二维悬浮液中，这可以通过光学方法在实验上实现。我们研究的位置和取向顺序的演变，通过改变整个熔融转变的温度。我们提出并评估适当的序参量以及比热容，并表明，位置相关性的衰减属于一类交叉过渡，而取向熔化是一个二级相变。
2012-04-24 cond-mat.soft
Real Space Analysis of Colloidal Gels: Triumphs, Challenges and Future Directions
胶体凝胶是一类重要的材料，在许多情况下都有发现，并具有广泛的应用。然而，作为远离平衡的物质，凝胶表现出各种与时间相关的行为，这可能是令人困惑的，例如在灾难性破坏之前强度增加。值得注意的是，这种复杂的现象被一个非常简单的模型忠实地捕捉到了-“粘性球体”。在这里，我们回顾了我们的理解通过使用真实空间分析和粒子分辨研究的胶体凝胶的进展。我们认为，获得一个合适的实验系统的胶体颗粒的折射率和密度是匹配的溶剂的挑战。我们回顾工作，以获得一个颗粒级的机制，凝胶的刚性和我们的理解的时间依赖性行为的演变，从早期的聚集到老化，在考虑胶体凝胶变形的响应，然后移动到更复杂系统的各向异性颗粒和混合物。最后，我们注意到一些更奇特的材料具有类似的性质。
2021-04-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dichotomic Aging Behaviour in a Colloidal Glass
本研究通过X射线光子关联谱和动态光散射发现玻璃态胶体黏土悬浮液存在二分老化行为：自发老化呈拉伸指数，剪切复壮后呈压缩指数，弛豫时间均按Q^{-1}标度，为理解反常动力学提供了新依据。
2023-08-28 cond-mat.soft
Bulk fluid phase behaviour of colloidal platelet-sphere and platelet-polymer mixtures
利用基于几何的基本测度密度泛函理论，我们计算了由薄的硬圆片和硬球组成的胶体混合物的体相流体相图。我们发现，各向同性的双相区的强增宽后，增加压力的相分离。在具有大的片晶尺寸比和球直径的混合物中，具有不同片晶浓度的两个非晶相之间也存在分层。我们制定了一个基本的测量密度泛函的混合物的胶体血小板和自由重叠的领域，代表理想的聚合物，并用它来获得相图。我们发现，对于低的片晶-聚合物尺寸比，除了各向同性-均相和向列相-均相共存外，片晶-聚合物混合物还显示各向同性-各向同性分层。相比之下，我们没有发现各向同性各向同性分层在硬核片晶球混合物的尺寸比考虑。
2012-10-09 cond-mat.soft
Colloidal Gels: Equilibrium and Non-Equilibrium Routes
我们试图根据胶体-胶体相互作用对不同的胶体凝胶进行分类。我们主要区分非平衡和平衡路线凝胶化，前者的情况下被奴役热力学相分离，而后者是个性化的竞争相互作用和补丁胶体的框架。重点放在最近的数值模拟胶体凝胶化和他们的连接到实验。最后，我们强调了不同凝胶类型的典型特征，在实验中更详细地观察。
2007-06-12 cond-mat.soft
Low energy modes and Debye behaviour in a colloidal crystal
利用共聚焦显微镜研究了三维胶体晶体的振动光谱和低能模式。这是在通过三维晶体的二维切割中完成的。我们发现，所观察到的态密度是不兼容的标准德拜形式在二维或三维。数值模拟证实了这些结果。我们表明，一个有效的理论的投影模式到二维切割描述了实验和模拟数据在一个令人满意的方式。
2011-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Recent Advances in the Theory and Simulation of Model Colloidal Microphase Formers
这篇简短的评论综合了我们对具有短程吸引和长程排斥（SALR）相互作用的粒子模型的平衡行为的理解。这些模型能够形成稳定的周期性微相，旨在再现具有竞争相互作用的胶体悬浮体的本质。然而，有序结构还没有在实验中获得。为了更好地理解周期性微相组装的障碍，在过去的几年中，已经取得了显着的理论和模拟进展。本文主要介绍了近年来利用液态理论和密度泛函理论以及数值模拟方法对具有SALR相互作用的模型中微相的研究进展。结合这些不同的方法提供了一个周期性的微相的描述，并给出了周围的无序制度的丰富的现象学的见解。另外三个正在进行的研究方向与SALR相互作用模型的热力学。
2016-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complete description of re-entrant phase behaviour in a charge variable colloidal model system
在NaOH滴定实验中，我们用显微镜、光和超小角X射线散射（USAXS）确定了带电胶体球的全相图，该相图依赖于粒子密度n、粒子有效电荷Zeff和屏蔽电解质浓度c。对于足够大的n，该系统在恒定c下增加Zeff时结晶，并且在仅略微改变Zeff时增加c时熔融。与以前的工作相比，平衡相边界与计算机模拟的通用熔点线预测一致，如果使用弹性有效电荷。这个电荷解释了反离子凝结和许多身体效应。
2009-12-02 cond-mat.soft
Low temperature behaviour and glass line of the symmetrical colloidal electrolyte
我们报告的低温行为的胶体电解质的分子动力学模拟，其中的静电相互作用建模使用有效的屏蔽相互作用的装置。在以前的工作中，我们发现了一个区域的气液共存位于低$T$ -低$ρ$区域。在远低于临界温度的温度下，系统不能达到平衡，即气-液转变被阻止。已经确定了两种不同的机制导致停滞：最低$T$中的凝胶化和中间$T$值处的拥挤，后者与双结点和玻璃线之间的交叉点相关。为了测试后者，在这个交叉点附近的胶体电解质的动力学已经计算和比较的理想MCT的普遍预测。在其他玻璃形成液体中，我们发现这个平均场论和这个复杂系统的动力学之间的良好协议，虽然它失败的过渡。有趣的是，在该区域，我们发现该系统的动力学主要由空间相互作用驱动，显示出排斥性胶体玻璃的所有典型性质。最后，等扩散系数线表明，在这个系统与短程吸引力，没有重入玻璃现象，而不是单组分系统。
2007-01-17 cond-mat.soft
Necking and failure of a colloidal gel arm: signatures of yielding on different length scales
胶态凝胶由相互连接的臂的交联网络组成。它们的机械性能取决于单个臂和它们的集体行为。我们使用数值模拟来拉动单臂，该单臂由具有短程吸引力相互作用的模型胶体凝胶形成器构建。在伸长时，臂由于颈缩不稳定而断裂。我们分析这种行为在三个不同的长度尺度：流变连续模型的整个手臂;微观分析的颗粒结构和动力学;和局部应力张量。结合这些不同的测量给出了颈缩和失效的连贯画面：颈部的特征在于在接近臂的屈服应力的应力下发生的塑性流动。该臂具有非晶局部结构，并且具有来自其初始化的大的残余应力。我们发现，颈部的形成与增加的塑性流动，在局部结构的稳定性降低，并在残余应力的减少，这表明，{该}系统失去了它的固体特性，并开始表现得更像一个粘性流体。我们讨论了凝胶动力学模型的影响，这些结果。
2023-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The order-disorder transition in colloidal suspensions under shear flow
通过布朗动力学模拟研究了剪切流作用下胶体悬浮体系中的有序-无序转变。我们的结构因子随时间变化的最大值的统计性质方面的过渡特征。我们发现，它的功率谱仅在有序相中表现出幂律行为。幂律指数在大于剪切速率的幅度的频率处近似为-2，而功率谱在较低频率区域中呈现$1 / f$型波动。
2007-08-10 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
Modelling the evaporation of thin films of colloidal suspensions using Dynamical Density Functional Theory
最近的实验表明，在胶体悬浮液的薄膜的蒸发去湿过程中可能形成各种结构。观察到强烈支化的“花状”、网状和网状结构的纳米颗粒沉积物。它们是由系统的不同输运过程和富相行为引起的。我们开发了一个模型的系统，基于动态密度泛函理论，再现这些结构。该模型用于确定溶剂蒸发和胶体颗粒和液体在表面上的扩散的影响。最后，我们调查所需的条件“液体颗粒”相分离发生，并讨论其对自组织纳米结构的影响。
2011-06-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheological investigation of gels formed by competing interactions: A numerical study
当胶体凝胶长时间暴露于稳定的剪切力下时，会发生从固体状到液体状的转变。这种现象，其特征在于由屈服点，被发现是强烈依赖于包装分数。然而，目前尚不清楚有效粒子间势如何影响这种转变。为了这个目的，我们提出了一个数值研究的平衡凝胶的流变学中，一个短程耗尽是由一个远程静电相互作用的补充。我们观察到一个单一的屈服事件的应力-应变曲线，发生在一个固定的应变。的压力过冲被发现遵循幂律依赖于Péclet数，指数大于耗尽凝胶中发现的，这表明其值可能系统地依赖于底层的胶体-胶体相互作用。我们还建立了一个映射之间的平衡态和稳定状态下的剪切，这使我们能够识别的剪切的存在引起的结构修改。值得注意的是，我们发现，对应于相同的Péclet数，通过不同的组合的剪切速率和溶剂粘度得到的稳定状态，表现出相同的结构和流变性能。我们的研究结果强调了理解胶体相互作用，溶剂效应和流动之间的耦合的重要性，能够描述剪切下的胶体颗粒的微观组织。
2019-02-07 cond-mat.soft
Coexistence of solid and liquid phases in shear jammed colloidal drops
复杂流体在高应力下表现出多种奇异的流动行为，如剪切增稠和剪切堵塞。流变学是一种强有力的工具，可以用来描述大部分流体的这些流动行为。然而，这种技术在以空间分辨的方式探测流体行为的能力方面是有限的。在这里，我们利用高速成像和自由表面的几何形状下降的影响，研究胶体悬浮液的流动。我们报告，第一次，观察到共存的固体和液体相由于剪切干扰所造成的影响。除了观察牛顿式的传播和大规模剪切干扰，我们观察到这些制度之间的过渡，在扩展下降的堵塞悬浮液的局部补丁的形式。我们捕捉剪切堵塞，因为它发生通过从影响点的固化前旅行，并表明，这方面的速度是由多远的影响条件是超出剪切增稠过渡。
2022-06-07 cond-mat.soft
Particle-resolved topological defects of smectic colloidal liquid crystals in extreme confinement
液晶的受限样品的特征在于各种拓扑缺陷，并且可以暴露于外部约束，例如具有非平凡拓扑的极端限制。在这里，我们探讨的内在结构的近晶胶体层之间的相互作用熵和强加的外部拓扑结构。考虑一个环形限制作为一个基本的例子，过多的竞争状态被发现与非平凡的缺陷结构，从层状状态到多个近晶域和阵列的边缘位错，我们称之为Shubnikov状态正式类比的特性的II型超导体。我们的粒子分辨结果是通过热胶体棒的实空间显微镜和基于基本测量的硬各向异性体的密度泛函理论的结合获得的，在定量水平上一致。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性，并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时，新的行为出现了。在这里，我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
Mode-locking in a colloidal ring driven by power-modulated optical tweezers
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；National Central University（中央大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
通过功率调制光镊在合成频率空间中实现胶体环的定向锁定，产生离散的速度平台和超晶格结构，为控制粒子簇输运提供新策略。
2026-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active particles driven by competing spatially dependent self-propulsion and external force
我们研究如何竞争存在的非均匀运动景观和外部限制场影响活性粒子的性质。我们采用主动Ornstein-Uhlenbeck粒子（AOUP）模型与周期性的游泳速度配置文件，以获得分析近似的稳态概率分布的位置和速度，包括统一的有色噪声近似和理论的无势活性粒子与空间相关的游泳速度最近开发的。我们测试的理论限制在一个谐波陷阱，这引起了有趣的属性，如从单峰到双峰（并最终多峰）的空间密度的过渡，诱导减少空间周期的自推进的活性粒子。相应地，速度分布显示出明显的偏离高斯形状，甚至在高运动性区域显示出双峰分布。我们的研究结果可以通过外场中的胶体Janus粒子的实空间实验得到证实。
2022-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour of deionized binary mixtures of charged colloidal spheres
我们回顾了最近的工作作为一个功能的粒子浓度和组成的二元带电球混合物的相行为。尺寸比和电荷比都在很宽的范围内变化。与硬球相反，长程库仑相互作用在低颗粒浓度下稳定晶相，并将非晶态固体的出现转移到比凝固浓度大得多的颗粒浓度。根据尺寸和电荷比，我们观察到上共晶，纺锤，下共晶和共晶类型的相图，所有已知的金属系统。大多数固体是体心立方结构。偶尔在大颗粒浓度下形成化学计量的化合物。对于非常低的尺寸比，熵效应占主导地位，并引起流体-流体相分离。至于带电球也是决定性的电荷比的相行为的类型，未来的实验与电荷可变的二氧化硅球的建议。
2009-07-24 cond-mat.other cond-mat.soft
Non-diffusive dynamics in a colloidal glass: aging versus rejuvenation
本研究通过X射线光子相关光谱揭示胶体玻璃中老化与再 rejuvenation 导致的不同非扩散动力学行为，并展示了系统间动力学行为的可调性。
2023-09-05 cond-mat.soft
Order-Disorder Transitions and Thermal Pathways in Frustrated 2D Colloidal Crystals
本文通过NPT分子动力学模拟研究二维胶体晶体中三种固相的热转变，揭示晶格几何与受挫如何导致不同的熔化与再结晶路径。
2025-08-19 cond-mat.soft
Microstructural understanding of the length and stiffness dependent shear thinning in semi-dilute colloidal rods
含有低浓度细长胶体棒的复杂流体可以显示出高粘度，而需要很少的流量来稀释流体。这一特征使得细长棒在工业应用和生物学中成为必不可少的成分。虽然这种行为强烈依赖于杆的长度，到目前为止，没有直接的关系可以确定。我们采用了一个图书馆的丝状病毒研究杆的大小和灵活性的零剪切粘度和剪切稀化行为的影响。流变学和小角度中子散射数据进行比较，理想的刚性棒，其中包括一个完整的剪切诱导膨胀的限制的标准理论的修订版。虽然较早预测的长度独立的前因子的限制旋转扩散系数被证实通过改变杆的长度和浓度，修改后的理论正确预测的剪切稀化行为以及潜在的取向顺序。这些结果可以直接应用于了解基于棒状胶体的多种体系和设计新材料。
2019-10-18 cond-mat.soft
Influence of hydrodynamics on many-particle diffusion in 2D colloidal suspensions
我们通过一种新的介观模拟技术研究了具有完全流体动力学相互作用的二维胶体悬浮液中的多颗粒扩散。我们专注于行为的有效缩放示踪剂和集体扩散系数$D_T(ρ) / D_0$和$D_C(ρ) / D_0$，其中$D_0$是单粒子扩散系数，作为胶体$ρ$的密度的函数。在低施密特数$Sc={\cal O}(1)$，我们发现，流体力学基本上没有影响的行为$D_T(ρ)/D_0$。在较大的$Sc$，$D_T(ρ)/D_0$是增强在所有密度，虽然与没有流体动力学的情况下相比的差异很小。另一方面，集体扩散系数与流体力学守恒律的耦合更强，与纯耗散情况明显不同。
2003-02-05 cond-mat.soft
Phase behaviour of binary mixtures of diamagnetic colloidal platelets in an external magnetic field
利用基本测度密度泛函理论研究了厚度为零的圆片晶二元混合物中的平行线-向列相和向列相共存。外部磁场诱导单轴排列，并以与血小板面积成比例的强度作用于血小板。当粒径比λ =1.5时，体系表现为平行-平行共存。当λ =2时，在上临界点和平行线-双折射-双折射三相点之间，也会发生两种具有不同成分的双折射态的分层。随着电场强度的增加，共存区逐渐缩小。在足够高的场强下，在双临界点以上，系统出现不相容性的闭环，相共存消失。对于λ =2.5，除了平行线-平行线共存之外，还存在向列线-平行线共存，其持续存在并且因此不终止于临界点。部分取向序参量沿双节点强烈变化的组合物和连接时，每个物种的封闭回路的不相容性，在相应的相图顺利。
2011-04-20 cond-mat.soft
Aging and ultra-slow equilibration in concentrated colloidal hard spheres
我们使用时间分辨相关，光散射技术，可以检测出的动态在平衡系统的缓慢演变的集中胶体硬球的动态行为。令人惊讶的是，达到平衡的样品初始化后很长一段时间，非稳态政权持续高达三个数量级以上的系统的弛豫时间。在达到平衡之前，系统显示出不寻常的老化行为。中间散射函数衰减速度快于指数，其弛豫时间随样品年龄非单调演化。
2005-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Postponing the dynamical transition density using competing interactions
从理论、模拟和胶体实验可知，通过非常短程吸引相互作用的致密球体系统表现出动力学再入。因此，液态可以被流化到比纯粹排斥或长程吸引的相互作用更高的密度。最近的平均场，无限维计算预测，流体的动力学逮捕可以进一步延迟添加一个较长范围的排斥贡献的短程吸引力。我们通过在三维系统中进行广泛的数值模拟来研究这一建议。我们首先找到实现致密液体状态所需的短程吸引参数，然后探索可以增强效果的额外长程排斥的参数空间。在家庭的系统研究中，没有显着的（数值精度内）延迟的动态逮捕观察超出已经实现的短程吸引力。可能的解释进行了讨论。
2019-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-induced shear thickening in dense colloidal suspensions
活性胶体悬浮体的相变和集体动力学是软物质物理学中的一个有趣的课题，特别是对于非平衡体系，它可以在稳态剪切流的存在下导致丰富的流变行为。在这篇文章中，自推进的作用在稠密的胶体悬浮液的流变响应的研究通过使用粒子分辨模拟。首先，活性和剪切之间的相互作用，在固体的悬浮液的液体转变进行了分析。虽然自推进和剪切都破坏了秩序，并在它们的临界值以上熔化了系统，但自推进降低了在过渡期间需要克服的应力屏障。一旦悬浮液达到非平衡稳态，就分析流变响应。虽然被动悬浮液表现出类似固体的行为，但打开颗粒运动性使系统流动，并且在低自推进下，悬浮液表现为剪切稀化流体。增加胶体的自推进诱导从剪切稀化到剪切增稠行为的转变，我们将其归因于运动诱导的悬浮液中的聚集。运动诱导剪切增稠（MIST）这一有趣的现象可用于调整胶体悬浮液的流变学响应。
2023-01-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Depinning dynamics of confined colloidal dispersions under oscillatory shear
在剪切作用下，强约束的胶体分散体可以表现出多种动力学现象，包括脱钉转变和复杂的结构变化。在这里，我们调查的行为，这种系统下的纯振荡剪切剪切速率$\dotγ(t) = \dotγ_0 \cos(ωt)$，因为它是一个常见的情况下，在流变实验。胶体的脱钉行为是从粒子水平上评估的轨迹，从过阻尼布朗动力学模拟。的数值方法是由一个有效的单粒子模型的基础上，在弱和强驱动的限制分析的补充。通过研究剪切速率振幅$\dotγ_0$和频率$ω$的宽谱，我们观察到完全钉扎和暂时的去钉扎行为。我们发现，临时脱钉发生的剪切速率振幅以上的频率依赖的临界振幅$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$，我们得到一个近似的函数表达式。在一定频率范围内，接近$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$时，建立时间会大幅增加。在$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$之上，我们进一步观察到了各种动力学结构，其稳定性表现出有趣的（$\dotγ_0, ω$）依赖性。这可能为潜在的控制计划带来新的前景。
2022-12-05 cond-mat.soft
Phase behaviour of charged colloidal sphere dispersions with added polymer chains
我们研究了混合物的高度屏蔽排斥带电球和非吸附的理想聚合物链在一个共同的溶剂中使用自由体积理论的稳定性。用屏蔽库仑对势描述了盐水溶液中带电胶体之间的有效相互作用，它补充了纯硬球相互作用。理想的聚合物链被视为球体，通过硬核相互作用从胶体中排除，而两个理想链之间的相互作用被设置为零。此外，我们调查的带电胶体聚合物混合物在计算机模拟中的相行为，使用两体（Asakura-Oosawa对势）近似的有效的一个组件的带电胶体的哈密顿量。我们从模拟和自由体积理论得到的结果显示出类似的趋势。我们发现，屏蔽库仑排斥抵消了有效的聚合物介导的吸引力的效果。对于小的聚合物和相对较大的带电胶体球的混合物，流体-晶体转变转移到显着更大的聚合物浓度与屏蔽库仑排斥的范围增加。对于相对较大的聚合物，屏蔽库仑排斥的影响较弱。所得到的流体-流体双节点仅稍微移向更大的聚合物浓度后，增加屏蔽库仑排斥的范围。总之，我们的研究结果表明，分散液中含有带电胶体和中性非吸附聚合物的增溶性增加后，增加的范围内的屏蔽库仑排斥，或降低盐浓度，特别是当聚合物是小的胶体相比。
2005-09-30 cond-mat.soft
Dynamics of Colloidal Cubes and Cuboids in Cylindrical Nanopores
了解胶体悬浮体在受限环境中的行为在实际应用中具有显著的相关性。尽管胶体在本体中的行为是确定影响其平衡和动力学的主要因素的关键，但只有通过研究其在限制下的反应，才能考虑在配方技术中使用胶体。特别地，将各向异性颗粒的流体限制在纳米孔中提供了控制它们的相行为并稳定不能在本体中形成的形态谱的机会。通过适当地选择孔几何形状、颗粒结构和系统填充，可以针对特定应用调整热力学、结构和动力学性质。在目前的贡献，我们报告的巨正则和动态蒙特卡罗模拟的胶体立方体和长方体限制到不同尺寸的圆柱形纳米孔的悬浮液。我们首先研究了它们的相行为，计算了化学势-密度状态方程，讨论了孔壁对颗粒锚定和分层的影响。特别是，在足够大的浓度下，我们观察到形成的同心向列状冠状的扁圆或扁长的颗粒周围的各向同性的核心，其功能类似于那些通常检测到的散装。然后，我们分析了它们的动力学的主要特征，并发现这些特征是由颗粒在纳米孔的纵向和径向方向上扩散的能力显著决定的。
2021-08-22 cond-mat.soft
Monte Carlo simulation of binary mixtures of hard colloidal cuboids
我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟，以调查的硬板状颗粒（HBP）的胶体悬浮液的相行为。虽然理论限制颗粒取向或忽略更高的顺序相建议存在一个稳定的双轴取向相，我们最近的单分散系统的模拟结果表明，这是不一定的情况下，即使是颗粒形状正好在长和扁球形几何形状之间，通常被称为自对偶形状。出于潜在的惊人的影响，将双轴排序到显示应用程序，我们扩展我们的调查，以bidisperse混合物的短和长的HBP和分析是否尺寸分散性可以进一步丰富的HBP的相行为，最终不稳定的位置有序相，从而有利于形成的双轴晶相。我们的研究结果不仅表明，双分散的混合物的自双形HBPs不能自组装成双轴向双相，但他们也表明，这些颗粒也不能形成单轴向双相。在单分散体系中也观察到这种令人惊讶的行为。此外，双分散HBP倾向于在共存的各向同性相和近晶相中相分离，或者在相对大的压力下，倾向于在主要为短HBP的近晶相和主要为长HBP的近晶相中相分离。我们的结论是，限制粒子取向的自由度或忽略位置有序（近晶，柱状和晶体）相的存在下，可以显着地改变HBPs的相行为和不切实际地扩大了双轴晶相的稳定区域。
2017-10-30 cond-mat.soft
Flow of colloidal solids and fluids through constrictions: dynamical density functional theory versus simulation
利用动力学密度泛函理论和粒子分辨布朗动力学模拟，我们研究了二维胶体固体和流体在具有几何收缩的线性通道中的流动.流动是由作用在所有胶体上的恒定外力产生的。初始构型在没有流动的情况下平衡，然后外力瞬时接通。在开始流动时，我们观察到四种不同的情况：完全阻塞，单调衰减到恒定的粒子通量（典型的流体），阻尼振荡行为的粒子通量，和一个长寿命的停止和去的行为在流（典型的固体）。动态密度泛函理论描述了所有四种情况，但预测在模拟中总是阻尼的流动中的无限长的无阻尼振荡。我们属性的基本停止和去流的流动固体对称条件的机制。我们的预测是可验证的，在实际空间实验中的磁性胶体单分子层，这是通过结构化的微通道驱动，并可以利用来引导微流体的流量吞吐量。
2015-12-02 cond-mat.soft
Criticality and correlated dynamics at the irreversibility transition in periodically driven colloidal suspensions
一个可能的框架来解释在周期性驱动的胶体悬浮液中观察到的不可逆性转变是在低幅度的驱动力下朝向吸收可逆状态的非平衡相变。我们考虑一个简单的数值模型驱动悬浮液，使我们能够非常详细地描述一个大的身体的物理观测值，可以通过实验确定，以评估这种非平衡相变的存在性和普遍性类。表征的行为的静态和动态关联函数在真实和傅立叶空间中，我们确定特别是几个临界指数为我们的模型，采取的值是在良好的协议与直接ED渗透的普遍性类。我们还提供了一个详细的分析单粒子和集体动力学的系统附近的相变，出现间歇性和空间相关的不同的时间尺度和长度尺度，并提供明确的签名的潜在的临界性。
2016-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Two-dimensional colloidal fluids exhibiting pattern formation
在颗粒之间具有竞争的短程吸引和长程排斥相互作用的流体可以表现出多种微相分离结构。我们开发了一个格子气体（广义伊辛）模型，并分析了相图，使用Monte Carlo计算机模拟，也与密度泛函理论（DFT）。形成的结构的DFT预测是在良好的协议从模拟的结果，这发生在该理论预测的均匀流体是线性不稳定的相图的一部分。然而，平均场密度泛函理论不能正确描述不同形态之间的转变，模拟结果表明这类似于胶束的形成。我们确定了热容如何随着模型参数的变化而变化。在形态发生变化的状态点处，热容存在峰值。我们还映射到一个连续的DFT，有利于简化的均匀流体的稳定性分析的晶格模型。
2015-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CG
Temperature (de)activated patchy colloidal particles
我们提出了一个新的模型的补丁粒子中的相互作用网站可以激活或停用通过改变系统的温度。用Wertheim的一级微扰理论研究了体系的热力学，用Flory-Stockmayer聚合理论分析了体系的逾渗阈值。我们发现一个非常丰富的相行为，包括较低的临界点和重入渗流。
2016-01-07 cond-mat.soft
