Static and dynamic heterogeneities in irreversible gels and colloidal gelation
我们比较了不可逆凝胶，胶体凝胶，玻璃和自旋玻璃的慢动力学通过分析所谓的非线性动力学磁化率的行为，一个数量通常被引入到定量表征的动力学不均匀性。在玻璃中，这个量通常随着时间的推移而增长，达到最大值，然后在很长时间内减小，这是由于动态不均匀性的瞬态性质和不存在发散的静态相关长度。我们最近表明，在不可逆的凝胶的动态磁化率，而不是时间的增加函数，在自旋玻璃的情况下，并趋于渐近的平均集群大小。在分子动力学模拟的基础上，我们发现在胶态凝胶中，当团簇不是永久性的，在很低的温度和体积分数下，即当键的寿命远大于结构弛豫时间时，非线性磁化率具有与不可逆凝胶相似的行为，然后，在更高的体积分数下，通过朝向玻璃形成液体的行为的交叉。
2006-12-20 cond-mat.soft
Correlated rigidity percolation and colloidal gels
刚性逾渗（RP）发生时，机械稳定性出现在无序网络中的约束或组件添加。在这里，我们讨论RP与结构相关性，在经典理论中忽略的影响，虽然相关的许多液体到无定形固体的转变，如胶体凝胶化，这是由于有吸引力的相互作用和聚集。使用晶格模型，我们表明，结构的相关性移动RP到较低的体积分数。通过分子动力学模拟，我们表明，在胶体凝胶化的吸引力增加结构相关性，从而降低RP过渡，同意与实验。因此，胶体凝胶化可以理解为RP转变，但发生在体积分数远低于经典RP预测的值，由于有吸引力的相互作用，诱导结构相关性。
2018-07-23 cond-mat.soft
Model for reversible colloidal gelation
我们报告了一个数值研究，涵盖了广泛的包装分数$ϕ$和温度$T$，通过一个方阱势补充的最大数量的键合相互作用的额外约束质点系相互作用的系统$n_{\rm max}$。我们表明，当$n_{\rm max}<6$，液-气共存区域收缩，使访问低$ϕ$的动态可以遵循低$T$没有干预相分离的区域。我们表征这些逮捕状态在低密度（凝胶状态）的结构和动力学减慢，指出功能是非常不同的标准玻璃态观察到高$ϕ$值。
2005-06-03 cond-mat.soft
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。
2002-11-05 cond-mat.soft
From Double Colloidal Networks to Core-Shell and Mixed Composites through Sequential Gelation
Northeastern University（东北大学）
研究通过模拟双组分胶体系统的顺序凝胶过程，展示通过时间控制和物种间相互作用可构建不同网络结构，包括双网络、混合及核心-壳层复合材料。
2026-03-30 cond-mat.soft physics.app-ph
Colloidal gelation, percolation and structural arrest
利用分子动力学方法，研究了一个基于吸引力和排斥力竞争的胶体悬浮模型系统。在低温下，弛豫时间$τ$首先作为体积分数$ϕ$的函数以幂律增加，然后，由于键合结构的有限寿命，其偏离该临界行为。我们发现，在低温和低体积分数的胶体凝胶化是至关重要的跨越长寿命集群的形成有关。除了同意在不同的胶体系统中的实验结果，我们的研究结果揭示了新的长寿命键的形成和拥挤的胶体结构逮捕的颗粒所发挥的不同作用。
2005-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal gelation and non-ergodicity transitions
在结构弛豫的模式耦合理论（MCT）框架内，研究了具有强短程吸引力的胶体颗粒稀悬浮体系中非遍历性相变的机制和性质。结果建立在维里膨胀的颗粒与硬核和相互作用，通过一个有吸引力的方阱势，并讨论了它们的相关性胶体凝胶化。
1999-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Hydrodynamics strongly affect the dynamics of colloidal gelation but not gel structure
具有强烈短程吸引力的胶体颗粒可以形成凝胶。我们模拟这个过程中没有和流体动力学相互作用（HI），使用格子玻尔兹曼方法来解释存在的热化溶剂。我们表明，HI加速和减慢凝胶化在低和高体积分数，分别。这两个制度之间的过渡是与存在的一个淬火后不久，系统的集群。然而，当我们比较凝胶在匹配的“结构年龄”，我们发现几乎没有区别的结构与HI。我们的结果解释了文献中长期存在的未解决的冲突。
2018-11-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-Induced Structural Convergence but Formation-History-Dependent Yielding in Sequentially Gelled Binary Colloidal Networks
Northeastern University（东北大学）
通过粒子模拟研究顺序凝胶化二元胶体网络，发现稳态剪切驱动不同初始形态趋同，但屈服行为仍依赖于凝胶化延迟时间和种间吸引力强度，表明存在持久的流变记忆。
2026-06-04 cond-mat.soft
Gelation as condensation frustrated by hydrodynamics and mechanical isostaticity
胶体凝胶具有独特的机械和运输性能，这源于其双连续性，其中胶体网络与粘性溶剂交织在一起，并且在食品、化妆品、建筑材料和医疗应用（例如软骨替代品）中发现了许多应用。到目前为止，我们对胶体凝胶化过程的理解仅限于长时间的动力学效应，其中凝胶化被视为被玻璃化转变中断的相分离过程。然而，这幅图忽略了两个重要的影响：流体动力相互作用的影响，以及机械稳定性的出现。与共聚焦显微镜实验，在这里，我们成功地遵循凝胶化的整个过程与单颗粒分辨率，产生时间分辨的措施，从一开始的聚集过程的内应力和粘弹性。首先，我们证明了液体组分的不可压缩性质限制了相分离的初始阶段，有助于形成一个可压缩的网络。然后，我们表明，这个网络是不机械稳定的，并经历由自生内应力驱动的重排。最后，我们表明，机械亚稳性仅在局部均衡环境渗流后才达到，证明均衡性是凝胶稳定性和承载能力的必要条件，而不是玻璃化转变。我们的工作揭示了除了传统的纯粹的平衡热力学图片的凝胶动量守恒的关键作用。
2018-04-12 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
Gelation dynamics of charged colloidal rods: critical behaviour and time-connectivity superposition principle
ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂高等师范学院，法国国家科学研究中心，物理实验室）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
研究揭示了高电荷棒状胶体的凝胶化机制，通过分析机械恢复动力学和临界行为，发现时间连通性叠加原理和非普遍动态指数。
2026-09-15 cond-mat.soft
Network formation and relaxation dynamics in a new model for colloidal gelation
我们调查凝胶形成从平衡溶胶相在一个简单的模型，具有（胶体）凝胶形成系统的特点，在有限的温度。在低体积分数和低温下，颗粒通过长寿命键连接并形成开放的交联网络。通过分子动力学模拟，我们研究了凝胶网络的键和节点的寿命，以便将这些量与观察到的复杂的弛豫动力学联系起来。
2007-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Slow dynamics in gelation phenomena: From chemical gels to colloidal glasses
我们在这里讨论的结果的3D蒙特卡罗模拟的最小晶格模型的凝胶系统。我们专注于动力学，调查通过时间的自相关函数的密度波动和粒子的均方位移。我们从化学凝胶化的情况下，即与永久键，我们的特征的临界动力学所确定的形成的聚合物凝胶中的实际观察到的，作为一个集群。通过适时地引入有限的键寿命$τ_b$的动态显示相关的变化，并最终开始的玻璃态。这已被解释在交叉动力学更典型的胶体系统和一个新的连接之间的经典凝胶化和最近的结果胶体系统的建议。通过系统地比较结果的情况下，永久债券有限的债券寿命，交叉和玻璃状制度可以理解的有效集群。
2004-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Isosbestic points in time resolved SAXS: from spectroscopic analogy to model free structural markers during colloidal gelation
Le Mans Université（勒芒大学）；SWUST（西南科技大学）；Northeastern University（东北大学）；University of Minho（米尼奥大学）
研究了胶体凝胶化时时间分辨小角X射线散射中等吸收点的物理意义，发现两个等吸收点反映基本结构约束，通过分解Porod不变量定义无量纲参数，建立无模型框架，阐明其在软物质转变中的作用。
2026-07-22 cond-mat.soft
Imprinting Macroscopic Fracture during Gelation: A Mechanism for Tuning Colloidal Gels
ENSL, CNRS, Laboratoire de physique（法国国家科学研究中心物理实验室）；Department of Polymer Engineering, IPC, University of Minho（米尼奥大学高分子工程系）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
研究发现非线性剪切可永久改变胶体凝胶的粘弹性质，通过印刻宏观裂纹模式调节其性能。
2026-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Acoustic monitoring of the gelation of a colloidal suspension
因为它们对材料的机械性能敏感，甚至可以在不透明的系统中传播，所以声波在许多领域为我们提供了强大的表征工具。常见的技术主要依赖于飞行时间测量，不利用频谱内容：然而，声速和衰减谱包含丰富的信息。这样的声学光谱已经存在，并允许检索关于众所周知的物理化学系统的微妙信息，但建模对于工业系统来说变得遥不可及。在这篇文章中，我们使用一个简单的经验方法来监测二氧化硅悬浮液的凝胶化：我们表明，从声学测量获得的凝胶化时间与更常规的流变学表征确定的成正比。因此，这样的结果开辟了现场监测的时间演变系统在工业环境中的声学方法。
2022-11-03 cond-mat.soft physics.app-ph physics.chem-ph
Nonequilibrium continuous phase transition in colloidal gelation with short-range attraction
吸引力的胶体颗粒动态逮捕到平衡结构，称为凝胶化，是生物物理学，材料科学，纳米技术，食品和化妆品应用的核心，但缺乏完整的理解。特别是，对于中间粒子密度和吸引力，结构形成过程仍然不清楚。在这里，我们表明，短程吸引粒子的凝胶化是由一个非平衡渗流过程。我们结合实验临界Casimir胶体悬浮液，数值模拟和分析建模与主动力学方程表明，集群的大小和相关长度发散指数分别为1.6和0.8，符合渗流理论，而细致平衡的颗粒附着和脱离过程被打破。簇质量表现出幂律分布与指数-3/2和-5/2之前和之后的渗流，预测的解决方案的主动力学方程。这些结果揭示了一个非平衡连续相变统一的结构逮捕和屈服到相关的框架。
2020-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced tunneling conductivity induced by gelation of attractive colloids
我们表明，通过导电胶体颗粒的凝胶的形成导致体积电导率的显着增强，由于粒子间的电子隧穿，结合预测从分子动力学模拟与结构测量在实验胶体系统。我们的研究结果表明，胶体凝胶化可以作为一种通用的路线，以巨大的电导率增强，并提出了一种可行的方法，开发廉价的材料，具有新的性能和低金属含量。
2013-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nonequilibrium master kinetic equation modelling of colloidal gelation
我们提出了一个详细的研究过程中的动力学集群的增长过程中的弱吸引力的胶体粒子的凝胶化临界Casimir吸引力的胶体系统，模拟和分析理论的实验装置。在实验和模拟中，我们遵循的平均配位数的粒子在集群的增长过程中，以确定一个吸引力的强度独立的集群演化作为平均配位数的函数。我们将这种集群的演变动力学的附着和分离率的颗粒和颗粒集群。我们发现，单粒子脱离占主导地位，在相关的弱吸引力强度制度，而协会率几乎是独立的集群大小。利用单粒子解离速率和与尺寸无关的缔合速率的极限，我们解析求解团簇生长的主动力学方程，预测幂律团簇质量分布与指数$-3/2$和$-5/2$凝胶化前后，分别与实验和模拟数据一致。这些结果表明，所观察到的临界Casimir诱导的凝胶化是一个二级非平衡相变（打破细致平衡）。与此相一致的情况下，最大的集群的大小观察到偏离幂律指数根据三维渗流接近临界平均配位数。
2021-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A unifying model for chemical and colloidal gels
我们研究了胶凝系统的慢动力学的最小统计力学模型的立方晶格上的MonteCarlo模拟。通过适当地改变一些模型参数，我们能够描述一个交叉的化学凝胶化行为的动力学更典型的胶体系统。结果表明，一个新的连接连接经典的凝胶化，最初描述的弗洛里，最近的结果胶体系统。
2003-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Clustering and gelation of hard spheres induced by the Pickering effect
用布朗动力学方法模拟了硬球颗粒和模型乳状液滴的混合物。我们发现，除了非润湿乳液液滴的悬浮液中的纯硬球可以导致气-液和液-固相分离。此外，我们还发现了硬球团簇的稳定流体。稳定性是由于当液滴表面完全被胶体颗粒覆盖时发生的吸引力的饱和。在较大的乳液液滴密度的渗滤过渡观察。由此产生的胶体颗粒网络显示出胶体凝胶的典型动力学和机械性能。该模型的结果与最近的实验结果定性一致[E. Koos和N. Willenbacher，Science 331，897（2011）]在胶体颗粒和两种不混溶流体的混合物中。
2012-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Resolving structural modifications of colloidal glasses by combining x-ray scattering and rheology
玻璃具有类似液体的结构，但表现出类似固体的性质。一个中心问题涉及玻璃的结构和机械性能之间的关系，但结构变化仍然难以解决。我们使用流变学和X射线散射的新组合来解决胶体玻璃中的结构变化，并将其直接与其机械行为联系起来。通过结合应力和结构因子的测量，我们解决了剪切引起的最近邻配置的变化作为施加应力的函数，使我们能够阐明真正的剪切带过渡的玻璃的结构起源。
2013-04-03 cond-mat.soft
Hydrodynamic Stability Criterion for Colloidal Gelation under Gravity
本文通过布朗动力学与格子玻尔兹曼模拟，研究重力对胶体凝胶形成过程的影响，提出基于新生团簇加速沉降的稳定性判据，并分析了临界体积分数以上凝胶网络力学主导的沉降行为及最终沉积物状态。
2023-03-24 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Free energy of sheared colloidal glasses
我们开发了一个自由能框架来描述玻璃对外加应力的响应。与晶体不同，对于晶体，自由能随着由于仿射位移引起的应变而二次增加，对于玻璃，非平衡自由能由于非仿射位移和耗散的复杂相互作用而降低。我们直接在应变胶体玻璃中测量自由能，并使用平均场论将其与仿射位移和非仿射位移联系起来。由于剪切引起的结构连通性损失，非仿射位移随着施加的剪切而增长。我们的平均场模型允许第一次解开复杂的贡献，仿射和非仿射位移和耗散的瞬态变形的玻璃。
2015-05-25 cond-mat.soft
Viscoelasticity of a colloidal gel during dynamical arrest: evolution through the critical gel and comparison with a soft colloidal glass
我们考虑剪切流动停止后悬浮液中胶体颗粒的凝胶化。粒子聚集是由一个温度可调的吸引力的潜力，控制在等温条件下的集群的增长。一系列的频率分辨时间扫描被用来系统地重建作为时间和温度或吸引力强度的函数的频率相关的动态模量。数据显示凝胶化的典型特征，在随温度呈指数变化的特征凝胶化时间$t_g$之后，凝胶化从流体状态突然转变为动态停滞的凝胶状态，并且用于将系统的演变折叠到通用曲线上。我们观察临界凝胶的粘弹性，其中我们发现$G'(ω)\approxeq G''(ω)\sim ω^{n_c}$，其中$n_c=0.5$在所有吸引力强度的窄时间窗内。我们测量的动态临界指数的$κ=0.25$这是类似的交联聚合物凝胶中观察到的。因此，接近临界凝胶的方法由$η_0\sim-ε^{-s}$和具有$s=z=2$的$G_e\simε^z$控制，其中$ε=p/p_c-1$是到凝胶点的距离。值得注意的是，近临界凝胶的松弛模量在所考虑的温度范围内是相同的，其中$G(t)\approx0.33t^{-0.5}$。这表明一个潜在的强相似性的凝胶结构的吸引力强度考虑的制度，尽管聚集动力学的差异。我们将这些发现与胶体玻璃的行为进行动态逮捕，没有观察到临界状态和逮捕时间的系统显示了显着的频率依赖性。这些研究结果突出了胶体凝胶和玻璃之间的潜在结构差异，这些差异表现在它们在液体到固体转变附近的动力学性质上。
2014-01-30 cond-mat.soft
Rheological Signatures of Gelation and Effect of Shear Melting on Aging Colloidal Suspension
失去热力学平衡的胶体悬浮液经历物理老化，其中它们的结构演变以降低自由能。在Laponite的水悬浮液中，物理老化伴随着弹性模量和粘性模量作为时间的函数的增加。在这项工作中，我们研究了在不同频率下的弹性和粘性模量的时间演变，并观察到新鲜制备的Laponite水悬浮液表现出相同的流变行为报告的交联聚合物材料进行化学凝胶化。因此，在某一时刻，tanδ被观察到与频率无关。然而，对于在施加剪切熔融之前在静止条件下保存较长时间的样品，剪切熔融之后的液体到固体的转变显示出与经典凝胶化的更大偏差。我们还获得了连续的弛豫时间谱的粘性模量的频率依赖性。我们观察到，随着休息时间的增加，连续弛豫时间谱显示出逐渐变化，从负斜率，描述优势的快弛豫模式的正斜率代表优势的慢弛豫模式。我们提出，剪切熔融悬浮液的凝胶化行为的偏差源于剪切熔融不能完全打破的结晶结构，从而产生未破碎的聚集体。这种未破碎的聚集体的体积分数随静置时间而增加。对于小的静止时间，存在较少数量的未破碎的聚集体导致偏离经典的凝胶化。另一方面，在高的休息时间存在的更大部分的未破碎的聚集体剪切熔融后表现出动态逮捕导致反转的弛豫时间谱。
2014-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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。
2011-09-20 cond-mat.soft
Direct observation of percolation in the yielding transition of colloidal glasses
当应变超过线性状态时，软胶体玻璃以类似于常规非晶态固体的变形的方式屈服于稳态塑性流动。由于相对于构成非晶态固体的原子而言胶体颗粒的尺寸大得多，胶体玻璃允许获得对屈服转变的性质的微观洞察，如我们在此结合实验、原子模拟和介观建模所示。我们的研究结果一致表明，不断增长的集群的非仿射变形屈服。与逾渗理论相一致，生成团簇是分形的，其分形维数为df ~2，且相关长度在接近临界屈服应变时发散。这些结果表明，高度非仿射粒子的逾渗是无序玻璃体系中屈服转变的标志。
2017-02-10 cond-mat.soft
Gelation and Re-entrance in Mixtures of Soft Colloids and Linear Polymers of Equal Size
本研究通过粘弹性与小角X射线散射实验，揭示等尺寸星形软胶体与线性聚合物混合物随聚合物含量增加呈现液体—凝胶—重入液体转变，并以耗尽力、去溶胀和网孔效应解释其机理。
2023-02-02 cond-mat.soft
Modelling of strain fields in sheared colloidal glasses using Eshelby inclusions
当非晶态固体时，它们在小应变下显示弹性形变，然而，超过临界应变，它们屈服并开始塑性流动。这种可塑性的起源在于粒子的不可逆重排。这种重排已经被证明会产生一个长程四极应变场，类似于Eshebly的球形夹杂物。然而，它们在有限温度和有限剪切速率下的时空组织仍不清楚。在这里，我们研究了剪切胶体玻璃中的应变场。我们表明，在均匀流动的应变场可以模拟使用Eshelby夹杂物的分布。特别是，我们表明，剪切胶体玻璃中的空间应变相关性的非平凡衰减是在空间相关的位置形成的塑性重排之间的弹性相互作用的结果。
2019-09-18 cond-mat.soft
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
Gas-liquid phase separation at zero temperature: mechanical interpretation and implications for gelation
玻璃和凝胶之间的关系已经激烈争论了几十年;然而，这两个阶段之间的过渡仍然难以捉摸。为了研究零温极限下的凝胶形成过程及其与玻璃相的关系，我们进行了无热准静态减压的数值实验。在减压过程中，系统经历类似于相分离的空化事件，这是在零温度下的凝胶化过程。正常模式分析表明，相分离是由最低的本征能量消失的信号，类似于剪切下的玻璃的塑性事件。与剪切诱导塑性的一个主要区别是消失模式在相分离点处经历其空间能量分布的质的变化。这些发现使我们能够定义基于力学的玻璃-凝胶相边界。
2022-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Slip and flow of hard-sphere colloidal glasses
我们研究了流动的浓缩硬球胶体悬浮液沿光滑，不粘壁使用锥板流变仪和同步共聚焦显微镜。在玻璃制度，全球流动表现出从赫歇尔-Bulkley行为在大剪切速率的特性宾汉滑移响应在小速率，遍历胶体流体缺席的过渡。成像揭示了“固体”的微观结构在充分的滑移和“滑移剪切”过渡的局部性质。局部和全球流动的描述由一个唯象模型，和相关的宾汉滑移参数表现出特征标度的大小和浓度的硬球。
2008-11-13 cond-mat.soft
In Situ Ion Induced Gelation of Colloidal Dispersion of Laponite: Relating Microscopic Interactions to Macroscopic Behavior
锂皂石的水性分散体在暴露于二氧化碳环境时导致镁离子和锂离子的原位诱导，然而，当分散体暴露于空气时，这是不存在的。因此，在流变学实验中，与暴露于空气相比，在二氧化碳下保存的锂皂石分散体显示出作为时间的函数的弹性模量和粘性模量的更惊人的增强。通过测量分散体中存在的所有离子的浓度以及pH的变化，估计Laponite颗粒之间的演变的颗粒间相互作用。DLVO分析的极限情况下进行，其中两个粒子接近彼此在一个平行的方式与最大的排斥相互作用的情况。有趣的是，它是观察到的DLVO分析解释的弹性和粘性模量的演变非常好的定性细节，从而成功地将宏观现象的微观相互作用。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamically Correlated Region in Sheared Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering
利用原位小角中子散射研究了剪切作用下扩展作用荷电胶体玻璃的微观变形机制，发现了一个动态关联区（DCR）。这个短暂的区域提供了抵抗由外部变形所施加的构型重排的能力，如在剪切稀化制度中DCR的尺寸的演变和在低和中等剪切速率下由DCR维持的局部应力与来自流变学测量的宏观应力之间的定量一致性所证明的。这一发现表明，DCR是一个重要的量，在微观上解决流动和变形行为的强相互作用的胶体。
2017-09-21 cond-mat.soft
Visualizing the strain evolution during the indentation of colloidal glasses
我们使用一个模拟的纳米压痕的胶体玻璃，阐明了初期的塑性形变的玻璃。通过跟踪单个颗粒的三维运动，我们可以可视化变形过程中的应变场和玻璃结构。在流动开始时，我们观察到的幂律分布的应变表示强烈相关的变形，并反映了临界状态的玻璃。在后期阶段，应变获得高斯分布，表明塑性事件变得不相关。使用静态和动态测量的玻璃结构的调查显示，结构和新兴的应变分布之间的弱相关性。这些结果表明，塑性的发病是由强大的幂律相关性的应变，弱偏置的异质玻璃结构。
2013-07-29 cond-mat.soft
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。
2010-03-16 cond-mat.soft
Stress Relaxation in Aging Soft Colloidal Glasses
研究了人工合成粘土Laponite在水溶液中施加阶跃应变的应力松弛行为。应力表现出两步衰减，从中提取的慢松弛模式作为样本年龄和施加的阶跃应变变形的函数。有趣的是，我们估计的慢时间尺度随着应变振幅的增加而显着增强。我们认为，该系统最终探索更深的部分，其能源景观后的步骤应变的应用。
2010-03-25 cond-mat.soft
Surface relaxation of vapour-depositing colloidal glasses
气相沉积可以直接生产超稳定的玻璃，类似于传统的玻璃老化数千年。高流动性的表面层被认为加速了气相沉积玻璃的老化过程，但其微观动力学尚未在实验中观察到。在这里，我们研究了沉积生长动力学的二维胶体玻璃在单颗粒水平上使用视频显微镜。我们发现，新沉积的颗粒在表面层（深度$d<14$颗粒）放松通过频繁的笼外运动，而在更深的中间层（$14<d\lesssim100$颗粒）放松通过激活的合作重排区（CRR）。这些CRR比本体（$d\gtrsim100$颗粒）中或沉积后的CRR大得多、各向异性更强且发生频率更高。它们的质量中心向表面移动，而内部的颗粒向本体移动，导致自由体积的“气泡”向表面移动，从而得到更紧凑的本体玻璃。这种两个表面层中的两步弛豫不同于先前假设的一个表面移动层中的弛豫
2016-10-19 cond-mat.soft
Viscoelastic properties of attractive and repulsive colloidal glasses
我们报告的数值研究的剪切粘度和频率依赖的弹性模量接近动态逮捕的模型的短程吸引力的胶体，无论是排斥和吸引力的玻璃化转变。计算应力自相关函数，我们发现，接近结构因子中的第一个峰值的波矢量的密度波动控制接近排斥玻璃的粘度上升，而较大的波矢量的波动控制接近吸引力玻璃的粘度。在接近玻璃化转变时，粘度以与密度自相关时间相同的指数的幂律发散。
2004-10-14 cond-mat.soft
Particle response during the yielding transition of colloidal glasses
屈服是大范围的软质和分子玻璃的松弛、流动和断裂的核心，但其微观起源仍不清楚。在这里，我们阐明了生产的胶体玻璃，通过使用X-射线散射监测的结构因子在生产过程中。我们应用最近推出的组合的小角X射线散射和流变学的振荡剪切，并遵循结构因子在应变振幅增加。令人惊讶的是，我们观察到一个急剧的转变，在屈服时的最近邻结构的取向排序，在相反的粘弹性模量的平滑变化。这种转变伴随着强度波动向高斯分布的突然变化。因此，我们确定屈服作为一个新的，动态诱导的玻璃在所施加的剪切的过渡。
2014-01-09 cond-mat.soft
Shear banding of colloidal glasses - a dynamic first order transition?
我们表明，玻璃上的应用程序的增加剪切场导致一个有趣的动态一阶过渡模拟平衡过渡。通过以下的粒子动力学作为一个函数的驱动场在胶体玻璃，我们确定了临界剪切速率后，玻璃的扩散时间尺度表现出突然的不连续性。利用一个新的动力学序参量，我们证明了这种不连续性类似于一个一阶相变，其中外加应力作为系统动力学演化的共轭场。这些结果提供了新的视角来理解广泛的非晶材料的通用剪切带不稳定性。
2014-01-09 cond-mat.soft
Increasing the density melts ultrasoft colloidal glasses
我们使用理论和模拟来研究超软胶体中非晶玻璃态的存在。我们结合超网链近似和模式耦合理论，研究了软排斥球与赫兹势相互作用的动态相图，重点是低温和大密度。在恒定温度下，我们发现在压缩时进入无定形玻璃态，如在胶体硬球中，但是当密度进一步增加时，玻璃意外地熔化。我们把这种重入流体玻璃化转变的颗粒的柔软性，并将这种行为与以前报道的软系统中的异常相关联，从而强调其普遍性。预测的流体-玻璃-流体序列得到了数值证实。
2010-09-23 cond-mat.soft
Theory and simulation of gelation, arrest and yielding in attracting colloids
我们提出了一些最近的理论和模拟结果，解决在高和低体积分数的胶体凝胶化的现象，在存在的短程吸引力的相互作用。我们讨论了模式耦合理论的能力和适应性，以解决密度和/或动态的强异质性的情况。我们包括一个讨论的影响的吸引力的剪切稀化和屈服行为下流。
2004-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging of the Nonlinear Optical Susceptibility of colloidal solutions
利用Z-扫描和动态光散射测量，我们研究的非线性光学响应的胶体溶液经历的动力学减慢与年龄。我们研究了分散在水-粘土（Laponite）溶液中的有机染料（罗丹明B）在不同粘土浓度（2.0wt%-2.6wt%）下经历凝胶化过程的高光学非线性。我们确定的粘土血小板自扩散系数，并通过其与结构弛豫时间的比较，我们得出结论，凝胶化过程中进行的互连粘土血小板网络的结构，而不是通过集群的生长和聚集。
2006-09-26 cond-mat.soft nlin.PS physics.optics
Direct Measurement of the Free Energy of Aging Hard-Sphere Colloidal Glasses
玻璃化转变的性质是凝聚态物理中最重要的未解决的问题之一。玻璃和液体之间的差异被认为是由粒子重排的非常大的自由能势垒引起的;然而到目前为止，还不可能在实验上证实这一点。我们提供了第一个定量测定的自由能老化硬球胶体玻璃。自由能的测定允许在玻璃化转变中的一些新的见解，特别是在自由能中的强空间和时间异质性的量化。对自由能局部极小值的研究表明，所观察到的变化与粒子的重排直接相关。我们的主要发现是，粒子重排的概率显示出幂律依赖于与重排相关的自由能变化，类似于地震学中的古腾堡-里希特定律。
2013-03-17 cond-mat.soft
Yielding of binary colloidal glasses
实验研究了胶体玻璃对振荡剪切的流变响应，特别是非线性响应。玻璃是高度浓缩的二元硬球混合物，具有相对较大的尺寸差异。对于0.2的尺寸比，在加入第二种物质后，观察到归一化弹性模量、屈服应变和应力的强烈降低，并且对于一些样品，甚至观察到玻璃熔融成流体。这归因于更有效的填充，如随机紧密填充向更大的总体积分数的转变所示。这导致自由体积增加，这有利于融合器变形，从而导致融合器松动。笼变形也有利于第二个物种引入的结构异质性。对于一个有限的参数范围内，我们还发现了两步屈服的迹象，如以前报道的有吸引力的眼镜。在样品中含有更可比的大小，即0.38的大小比的领域，笼似乎较少扭曲和结构的不均匀性，在更大的长度尺度似乎变得重要。有限的结构变化仅反映在模量、屈服应变和应力的小幅降低上。
2013-03-11 cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统，从一个纯粹的低粘度液体，主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学，我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内（1 Hz- 100 kHz）。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的，而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异，这两个系统表现出类似的流变行为，随着老化的时间演变，表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$，其定义机械转变点。我们发现，通过使用$t_{0}$缩放老化时间，可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词：老化，胶体玻璃，被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Network physics of attractive colloidal gels: Resilience, Rigidity, and Phase Diagram
有吸引力的胶体凝胶在极小的固体分数下表现出类似固体的行为，这是由于粒子-粒子相互作用形成的分枝的空间跨越网络。这些网络赋予凝胶刚性，随着颗粒之间的吸引力增加，形成的胶体网络的弹性也增加。这种刚性的出现可以通过平均场的方法来描述;然而，缺乏对不同吸引力强度的凝胶中刚性如何变化的基本理解。此外，恢复一个准确的凝胶化相图的基础上系统的变量一直是一个极具挑战性的任务。了解这些分形簇的性质，以及它们的连接如何产生刚性，是控制和设计具有理想特性的凝胶的关键。在这里，我们采用网络科学的概念来询问和表征胶体凝胶网络。我们构建了一个粒子级网络，具有不同吸引力水平的胶体的所有空间坐标，并使用高斯混合模型识别多分散刚性分形簇，形成一个粗粒度的簇网络，清楚地显示了胶体凝胶的主要物理特征。一个简单的质量弹簧模型，然后被用来恢复定量的弹性胶体凝胶从这些集群网络。询问这些凝胶网络的弹性表明，凝胶的弹性（动态特性）与其簇网络的弹性（静态测量）直接相关。最后，我们使用的弹性调查设计[和实验验证]一个完全解决的胶体凝胶化的相图，一个明确的固-液相边界使用一个单一的体积分数的颗粒远远超出这个相边界。
2023-01-30 cond-mat.soft
Hydrodynamic Lubrication in Colloidal Gels
本研究通过多种流体动力学模拟发现，润滑相互作用显著影响低体积分数胶体凝胶的结构并加速老化，表明多体远场润滑建模对准确捕捉凝胶演化至关重要。
2023-06-20 cond-mat.soft
Local Elasticity in Nonlinear Rheology of Interacting Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering and Rheometry
胶体悬浮液的流动在自然界和工业中普遍存在。胶体悬浮液具有广泛的流变行为，这与体系的微观结构密切相关。利用原位小角中子散射和流变学测量，研究了电荷稳定胶体玻璃在稳态剪切作用下的变形行为。一个短暂的，局部的弹性响应在粒子水平，称为瞬态弹性区（TEZ），被确定从中子谱。TEZ的存在是动力学不均匀性的标志：剪切下的流体在TEZ的空间范围内表现得像弹性固体，但在TEZ之外则像流体。在剪切变稀区，随着剪切速率的增加，TEZ的尺寸逐渐减小，表明剪切变稀伴随着动力学不均匀性的减小。更有趣的是，TEZ被发现是结构单元，它提供了对所施加的剪切力的抵抗力，这可以通过TEZ所承受的局部弹性应力与在低和中等剪切速率下流变学测量的宏观应力之间的定量一致性来证明。除了荷电稳定的胶体悬浮液，硬球胶体悬浮液在相同的体积分数和剪切速率也进行了测量。结果表明，粒子间的静电斥力在提高局部弹性中起着关键作用。我们的研究结果提供了一个理解的非线性流变相互作用的胶体玻璃从微观力学的观点。
2018-12-12 cond-mat.soft
Density of states of colloidal glasses
玻璃在结构上类似液体，但在机械上类似固体。大多数理解玻璃的尝试都是从液态理论开始的。在这里，我们采取相反的观点，并使用固态物理学的概念。我们确定的胶体玻璃的振动模式实验，并发现软低频模式，是非常不同的性质，从普通固体的通常的声学振动。这些模式在令人惊讶的大尺度上延伸。
2009-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
