Amorphous and ordered states of concentrated hard spheres under oscillatory shear
硬球胶体粒子是研究相行为、有序化和非平衡玻璃化转变的基本模型体系。实验表明，单分散硬球玻璃的振荡剪切产生两种不同的晶体取向;面心立方（FCC）晶体在高应变下具有平行于剪切的紧密堆积方向，并且FCC晶体在低应变下具有垂直于剪切的紧密堆积方向。在这里，使用布朗动力学模拟的硬球颗粒，我们已经研究了高体积分数的剪切诱导晶体振荡剪切以及相同的体积分数的玻璃同行。我们发现，虽然玻璃剪切下的位移是各向同性的，剪切FCC晶体结构的平行于剪切取向，是各向异性的，由于速度-涡度层的粒子相互滑动的合作运动。这些滑动层通常导致较低的应力和较小的整体颗粒位移。此外，从这两种晶体类型，垂直晶体表现出较小的应力和位移在较小的应变，但在较大的应变，滑动层的平行晶体被发现是更有效地最小化应力和位移，而垂直晶体变得不稳定。这项工作的结果表明，剪切诱导有序的胶体玻璃的过程是由大的笼外位移促进，这使得系统能够探索能量景观，并通过将粒子配置为平行于剪切取向的晶体来找到能量，应力和位移的最小值。
2016-01-12 cond-mat.soft
Start-up Shear of Concentrated Colloidal Hard Spheres: Stresses, Dynamics and Structure
利用布朗动力学（BD）模拟、实验流变学和共聚焦显微镜研究了模型硬球玻璃在稳态启动剪切作用下的瞬态响应。随着应变的增加，玻璃最初表现出几乎线性的弹性应力增加，在屈服点处的应力峰值，然后达到恒定的稳定状态。的应力过冲有一个非单调依赖与Peclet数，Pe，和体积分数，ESTA，由可用的自由体积和结构松弛和剪切平流之间的竞争。在剪切下的结构特性的检查揭示了增加的各向异性径向分布函数g（r），主要在速度梯度（xy）平面中，其在应力峰值之后减小，其中相当大的各向异性保持在稳定状态。低速率使结构变形最小，而高速率显示具有瞬时伸长特征的变形。作为储存能量的机制，粒子被捕获在比布朗松弛允许的更扭曲的笼内，而在较大的应变下，应力松弛，因为粒子由于平流而被迫离开笼。即使在稳定状态下，中间超扩散观察到高速率，是剪切下的笼的连续打破和改造的签名。
2017-07-07 cond-mat.soft
Equilibration of Concentrated Hard Sphere Fluids
我们报告了一个系统的分子动力学研究的等容平衡的硬球流体在其亚稳制度接近玻璃化转变。热化过程开始于在非平衡态中制备的系统，其具有所需的最终体积分数ε，但具有预定的非平衡静态结构因子S_0（k; ε）。然后，对于体积分数阵列，监测作为演化时间tw的函数的α弛豫时间τα（k）和长时间自扩散系数DL的演化。对于给定的等待时间，τα（k; τ，tw）作为τ的函数的曲线显示了两种状态，分别对应于在该等待时间内完全平衡的样品（τ \leq τ（c）（tw））和平衡尚未完成的样品（τ \geq τ（c）（tw））。交叉体积分数ε（c）（tw）随tw增加，但似乎饱和到值ε（a）\equiv ε（c）（tw \rightarrow \infty）\approx 0.582。我们还发现，使系统达到平衡所需的等待时间t^（eq）_w（α）比相应的平衡弛豫时间t^（eq）（α）\approx 0.27 \times [τα（k; α）]^1.43增长得更快，而且两个特征时间都随着α接近α ^（α）而显著增加，这表明在实验上不可能测量α ^（α）及以上的平衡性质。
2011-03-31 cond-mat.soft
Dipolophoresis in concentrated suspensions of ideally polarizable spheres
利用大规模数值模拟方法，分析了在非线性电动现象影响下，理想极化球形颗粒在浓悬浮液中的动力学行为。粒子被假定为不携带净电荷，并被认为经历介电泳和诱导电荷电泳的组合，称为偶极电泳。已知混沌运动和由此产生的流体动力学扩散由诱导电荷电泳驱动，诱导电荷电泳主导介电电泳。高达体积分数$ϕ\approx 35\%$，颗粒动力学似乎是阻碍了排除体积与浓度的相互作用的大小的增加。然而，一个非平凡的悬浮液行为中观察到的集中制度，其中的流体动力学扩散率开始增加与体积分数在$ϕ\approx 35\%$达到局部最大值之前，然后急剧下降，接近随机紧密堆积。类似的非平凡的行为中观察到的流体动力学扩散的非平凡行为的体积分数周围的粒子速度和数量密度波动。我们解释这些非平凡的行为作为一个结果的粒子接触，这是相关的粒子配对的主导机制。根据接触的性质，颗粒接触被分为吸引和排斥两类，特别地，强排斥接触在$ϕ> 20\%$处变得占主导地位。此外，这种转变是可见的对分布函数，这也揭示了在集中制度的悬浮液微观结构的变化。看来，强大的和大规模的排斥接触，沿垂直于电场的方向，促进非平凡的悬浮液中观察到的集中制度的行为。
2019-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mapping the glassy dynamics of soft spheres onto hard-sphere behavior
我们表明，纯排斥相互作用的软球系统的动力学可以通过引入一个有效的硬球直径使用安德森周钱德勒近似确定。我们发现，这种近似，已知的描述静态性质的液体，也给出了一个很好的描述的动态量，松弛时间，甚至在附近的玻璃化转变。
2011-07-13 cond-mat.soft
Shear zones and wall slip in the capillary flow of concentrated colloidal suspensions
我们的图像流动的一个几乎随机的紧密包装，硬球胶体悬浮液（一个“膏”）在一个正方形毛细管使用共聚焦显微镜。流动由中心的“塞子”组成，而剪切发生在邻近通道壁的局部，使人联想到屈服应力流体行为。然而，所观察到的缩放的速度分布与流速强烈对比屈服应力流体的预测。相反，速度剖面可以捕获的应力波动理论最初开发的干颗粒介质的斜槽流。我们验证了光滑和粗糙的边界条件下的这种行为。
2007-02-27 cond-mat.soft
Density-Temperature-Softness Scaling of the Dynamics of Glass-forming Soft-sphere Liquids
软球和硬球流体之间的动态等效原理[Phys. Rev. \textbf{68}，011405（2003）]被用于描述改变密度n、温度T和柔软度（由柔软度参数ν^{-1}表征）对玻璃形成软球液体的动态的影响的相互作用。主要的预测是，这些系统的动力学参数，如α弛豫时间和长时间自扩散系数，仅通过约化密度n^ \ast \equiv nσ^{3}_{HS}（T，ν）依赖于n，T和ν，其中有效硬球直径σ_{HS}（T，ν）是确定的，例如，由Andersen-Weeks-Chandler条件得到的软球-硬球结构等价性。在最近的模拟中观察到的一些缩放特性，涉及玻璃形成流体与排斥短程相互作用被发现是这个一般的动态等效原理的直接表现。胶体动力学的自洽广义朗之万方程（SCGLE）理论被证明可以准确地捕捉这些标度规则
2011-07-11 cond-mat.soft
Scaling in soft spheres: fragility invariance on the repulsive potential softness
我们解决的问题的玻璃形成过冷液体的脆弱性的相互作用势的软度的依赖性进行数值模拟的软球与不同的功率n的粒子间的排斥势的二元混合物。我们发现，温度依赖性的扩散系数为各种$n$崩溃到一个通用的曲线，支持意想不到的观点，脆弱性是不相关的硬核排斥。我们还发现，构型熵与所有研究的n的动力学减慢。
2004-05-13 cond-mat.soft
Theory of rotational columnar structures of soft spheres
人们对硬颗粒和软颗粒的圆柱形结构越来越感兴趣。Lee等人最近介绍了一种组装这种结构的有前途的新方法[T.李，K. Gizynski和B. Grzybowski，Adv. 29，1704274（2017）]。他们使用围绕中心轴的快速旋转来驱动密度低于周围流体的球体朝向该轴。这导致了不同的结构，因为球体的数量是不同的。在这里，我们提出了全面的分析能量计算这样的自组装结构，基于一个通用的软球模型，从中我们得到一个相图。它显示出有趣的特征，包括包析点。这些分析计算的补充与软球有限的样本大小的初步数值模拟。类似的分析方法可以用来研究固定尺寸的圆柱体中球体的填充，但是球体的数量是变化的。
2019-02-25 cond-mat.soft
Vibrational properties of hard and soft spheres are unified at jamming
堵塞的非晶态固体的非常规热性质与它们的振动态密度直接相关。虽然被卡住的软球固体的振动光谱已经得到了充分的描述，硬球的振动光谱，胶体玻璃的模型，仍然是未知的，由于处理的非解析相互作用势的困难。我们绕过这个困难，使用最近描述的热硬球的自由能的有效相互作用势。通过最小化这种有效的自由能，我们模仿淬火和生产低温胶体玻璃的典型配置。我们测量由此产生的振动光谱和表征其演变的干扰点，硬和软球的配置是平凡的统一。从下面的密度接近干扰，我们观察到的低频模式，同意被卡住的软球的数值模拟中发现的。我们的振动结构的测量表明，干扰的普遍性延伸远离干扰：硬球热系统低于干扰表现出相同的振动光谱的热和非热软球系统以上的过渡。
2019-12-11 cond-mat.soft
Simulation and observation of line-slip structures in columnar structures of soft spheres
本文给出了软球柱状结构在压力作用下的计算相图，其主要特征是随着压力的增加，线滑移的出现和消失，以及相邻螺旋的剪切。一个可比的实验观察是在强制排水下的气泡柱上进行的，清楚地显示出预期的线滑动。
2018-03-24 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
Viscosity of Suspensions of Hard and Soft Spheres
从已发表的文献的重新分析，低剪切粘度的悬浮液的硬球显示有一个动态的交叉在其浓度依赖性，从拉伸指数在较低浓度的幂律在升高的浓度。交叉是尖锐的，没有过渡区，其中两种形式都不适用，并发生在体积分数（约。0.41）和相对粘度（约. 11)远低于硬球熔化转变的下相边界的球体积分数和相对粘度（分别为0.494，49）。对于软球--以多臂星形聚合物为模型--随着球硬度的增加，$η(ϕ)$显示出从无规卷曲聚合物行为向真正的硬球所显示的行为的交叉。
2004-03-11 cond-mat.soft
Dynamic Equivalence between Soft Star Polymers and Hard Spheres
了解软胶体，如星形聚合物，树枝状聚合物和微凝胶的动力学，具有科学和实际意义。据了解，排斥体积效应在胶体动力学中起着关键作用。在这里，我们提出了一个条件的压缩性等效，提供了一个简单的方法来实验评估排除体积的软胶体从热力学的观点。我们应用这一条件来调查一系列的星形聚合物分散体的动力学。结果发现，随着浓度的增加，星型聚合物的长时间自扩散率的放缓，归一化的短时间自扩散率，可以映射到硬球行为。这种现象揭示了软胶体和硬球之间的动态等效性，尽管软胶体的颗粒间相互作用的明显复杂性。介绍了软胶体分散体的渗透压缩系数和自扩散系数的测定方法。
2019-09-11 cond-mat.soft
Dynamic susceptibilities in dense soft athermal spheres under a finite-rate shear
用分子动力学模拟研究了无热软球密堆积在有限速率剪切下的力学响应。我们调查的剪切应力和颗粒间的接触数的波动的体积分数和剪切速率的依赖性。特别是，我们量化它们定义的敏感性的比例的全球局部波动。所获得的磁化率在体积分数-剪切速率平面上形成脊，这让人想起平衡相变中临界点周围的Widom线。
2021-02-10 cond-mat.soft
Columnar structures of soft spheres: Metastability and hysteresis
以前，我们报告的稳定（即最小焓）结构的软单分散球在一个长圆柱形通道。在这里，我们提出了进一步的模拟，显着延长原来的相图D/d = 2.714（圆柱体和球体直径的比率），其中denominant球包装的性质的变化。然而，这类宏观系统并不局限于该图的理想平衡态。因此，我们探讨了一些结构的转变，预计实验条件是不同的，这些是一般滞后。我们代表这些过渡的稳定性图的一个代表性的情况。补充材料中有说明性的录像。
2018-10-08 cond-mat.soft
Criticality and marginal stability of the shear jamming transition of frictionless soft spheres
我们数值研究的临界行为和边缘稳定性的剪切干扰过渡的无摩擦软球，观察到发生在一个有限的密度范围内，与各向同性干扰的密度高于最小干扰（J点）密度。几个量显示出以与各向同性堵塞点相同的方式在剪切堵塞点附近缩放。我们计算的指数与小的力分布和粒子间的间隙分布，并表明，相应的指数是一致的边缘稳定性条件观察到的各向同性干扰，并与预测的平均场论的干扰硬球。
2022-01-24 cond-mat.soft
Topological generalization of the rigid-nonrigid transition in soft-sphere and hard-sphere fluids
当系统密度增加到熔化密度时，流体粒子的动力学从扩散变为振荡。因此，在集体粒子动力学的基础上，引入了Frenkel线的概念，将流体区域划分为刚性和非刚性液体子区域。在这项工作中，我们应用一个拓扑框架来定位的软球和硬球模型依赖于系统配置的弗伦克尔线。首先分析了理想气体和最大随机阻塞态的拓扑特征，然后应用我们前期工作中设计的分类方案。分类结果表明，在刚性液体区域，类固体原子的比例从零增加到1。根据流体多形作用理论，了解了类固体分数对堆积密度的依赖关系。基于类固体分子的分数，以综合的方式描述了类固体团簇的逾渗行为。交叉密度是通过检查固体状团簇的逾渗得到的。由此产生的交叉密度的软球流体收敛到硬球流体。因此，拓扑方法成功地突出了弗伦克尔线的一般性。
2018-11-10 cond-mat.soft
Softness suppresses fivefold symmetry and enhances crystallization of binary Laves phases in nearly hard spheres
具有金刚石和烧绿石结构的胶体晶体在低折射率对比下显示出宽的光子带隙。然而，这些低配位和开放的结构非常难以从与简单对相互作用相互作用的胶体自组装。为了避免这些问题，人们可以自组装在一个紧密包装的MgCu2 Laves相从胶体球的二元混合物的结构，然后选择性地删除一个亚晶格。虽然Laves相已被证明在二元硬球系统中是稳定的，但由于动力学缓慢，在模拟或微米级硬球的实验中从未观察到它们在这样的流体混合物中自发结晶。在这里，我们证明，使用计算机模拟，在粒子间的潜力的柔软性抑制的二元流体相的五重对称的程度，并提高结晶的Laves相在近硬球。
2019-06-25 cond-mat.soft
Transport coefficients of soft sphere fluids at high densities
分子动力学计算机模拟已被用于计算软球流体的自扩散系数和剪切粘度，其中颗粒通过软球势或逆幂对势相互作用。在很宽的压力和温度范围内沿熔化线进行了计算。验证了热力学参数和动力学系数标度关系的有效性。结果表明，如果巴克直径作为特征长度尺度，则遵守斯托克斯-爱因斯坦关系。它还表明，粘度是非单调沿等值线预测的Ya。罗森菲尔德结果表明，粘度沿熔融线强烈增长，然而，这种增加并不刺激玻璃化转变，因为弛豫时间减少。
2010-03-19 cond-mat.soft
Energy and structure of dilute hard- and soft-sphere gases
在变分关联理论、Bogoliubov模型和一致极限近似等多体方法的框架下，系统地研究了稀薄硬球和软球玻色气体的能量和结构，这些方法适用于弱相互作用区域。在可能的情况下，与精确的扩散蒙特卡罗的结果进行了比较。一个Jastrow型相关性提供了一个很好的描述的系统，无论是硬球和软球，如果超网链能量功能是自由最小化和所得的欧拉方程求解。软球势的研究证实了在气体参数值为$x \sim 0.001$时能量对势的形状的依赖性。对于能量以外的量，例如径向分布函数和动量分布，在$x$的任何值处都出现相关性。当$x$增加时，在径向分布函数、动量分布和激发谱中出现最大值是相关性的自然效应。研究了表征系统结构的函数的渐近行为。一致极限方法的结果非常容易实现，并提供了一个很好的描述软球气体。当相互作用减弱时，其可靠性提高。
2003-05-21 cond-mat.soft
Bending and Gaussian rigidities of confined soft spheres from second-order virial series
利用维里级数研究了受限软球流体通过反幂次势相互作用的平衡性质。约束是由硬壁与平面，球形和圆柱形形状。我们分析评估壁面流体表面张力$γ$的密度的二阶系数，并分析曲率对自由能的贡献。重点是在弯曲和高斯刚度，这是发现解析在二阶密度。讨论了它们对$γ(R)$的贡献以及不同截断方法对低曲率展开的精度。最后，分析了适用于低密度流体的几个普适关系式。
2016-08-30 cond-mat.soft
Temperature dependence of the transition packing fraction of thermal jamming in a harmonic soft sphere system
通过考虑软颗粒的有效直径和有效填充分数，软谐波球的玻璃态动力学常常被映射到硬球的动力学上。虽然在这种方法中，能量景观的山谷内的热波动被覆盖，但从一个山谷到另一个山谷的能量障碍的交叉通常被忽略。在这里，我们认为-基于对能量景观的探索的玻璃化转变的研究的动机-能量势垒的跨越可以归因于根据T^{0.2}随着温度T的增加玻璃化转变填充分数的有效降低。此外，我们重新分析软球模拟的数据。由于拟合标度律的模拟数据总是允许一些任意性，我们不能证明的基础上的模拟数据，我们的想法的玻璃化转变包装分数由于障碍交叉是唯一可能的方式来解释以前已经观察到的差异。然而，我们表明，一个可能的解释的模拟数据是由我们的方法来表征软球的动力学，以前考虑的温度依赖性的有效包装分数由于相邻粒子之间的平均重叠的增加，具有较强的热波动和新引入的增加的玻璃化转变包装的势垒交叉的概率增加。
2019-02-22 cond-mat.soft
Predicting Defects in Soft Sphere Packings Near Jamming Using The Force Network Ensemble
非晶系统的软颗粒以上堵塞有更多的接触比所需要的实现机械平衡。因此，具有固定接触网络的颗粒系统的力网络是欠定的，并且可以表征为力网络集合空间内的随机实例化。在这项工作中，我们表明，通过检查允许的力网络的这个空间的边界，缺陷接触，这是不必要的系统的稳定性，可以唯一地确定。我们进一步表明，在附近的干扰限制，这种识别几乎总是正确的和缺陷的接触下的系统的解压缩被打破。
2021-09-07 cond-mat.soft
Soft Sphere Packings at Finite Pressure but Unstable to Shear
无热软球填料什么时候卡死？任何与实验相关的定义至少必须要求一个堵塞的填料来抵抗剪切。我们证明了广泛使用的（数值）协议，其中颗粒被压缩在一起，可以并确实产生包装是不稳定的剪切-和产生这样的包装的概率达到一个附近的干扰。我们引入了一个新的协议，通过允许系统探索不同的盒子形状，因为它平衡，产生真正的堵塞包装严格正剪切模量G。对于这些填充，G的平均值的标度与以前的结果一致，而概率分布P（G）则表现出新颖和丰富的标度
2012-06-01 cond-mat.soft
Diagnosing hyperuniformity in two-dimensional disordered jammed-packings of soft spheres
超均匀性是物质的一种状态，在这种状态下，密度波动在最大的长度尺度上趋于零。然而，确定实验系统是否是超均匀的任务在实验上是具有挑战性的，由于有限的分辨率，噪声和样本大小的影响表征测量的效果。在这里，我们探讨这些问题，采用视频光学显微镜研究超均匀性现象在无序的二维堵塞包装的软球。使用实验和模拟相结合，我们的颗粒多分散性，图像噪声和有限尺寸的影响分配的超均匀性的有害影响的特征，我们开发了一种方法，允许改善诊断超均匀性从真实空间测量。这种改进的关键是一个简单的包装重建算法，结合粒子多分散性，以尽量减少自由体积。此外，仿真结果表明，超均匀性可以更准确地确定在直接空间比在倒易空间作为一个有限的样本容量的结果。最后，软聚合物球的实验胶体填料被证明是超均匀的。
2014-08-20 cond-mat.soft
Helical Packings and Phase Transformations of Soft Spheres in Cylinders
研究了玻璃毛细管中温敏微球螺旋填料的相行为与体积分数的关系。稳定的包装与长程取向秩序似乎突然演变为无序状态的颗粒体积分数减少，与最近的硬球模拟。我们量化这种转变使用的相关性和取向的序参量psi_6的兼容性。共存的亚稳堆积，以及共存的有序和无序状态的出现，也被观察到。这些发现支持了准一维系统中类似相变行为的概念。
2010-04-02 cond-mat.soft
Molecular-Brownian Correspondence in the Hard-sphere Dynamic Universality Class
我们进行了系统的模拟实验与软球排斥相互作用的模型系统，以测试具有相似的静态结构的软球液体之间的预测动态等效性。为此，我们比较了模拟动力学（均方位移，中间散射函数，α-弛豫时间等）。不同的软球系统，在它们之间和与硬球液体。然后，我们表明，所提到的动态等价性不依赖于（牛顿或布朗）性质的微观法律的运动的组成粒子，因此，独立适用于胶体和原子简单的液体。此外，我们验证了另一个最近提出的动力学等价性，这次是布朗流体及其相应的原子液体的长时间动力学之间的等价性（即，具有相同相互作用势的原子系统）。
2013-09-03 cond-mat.soft
Formation of Polymorphic Cluster Phases for Purely Repulsive Soft Spheres
我们提出的结果，从密度泛函理论和计算机模拟，明确地预测发生的一阶冻结过渡的一大类超软模型系统成簇晶体。团簇由完全重叠的粒子组成，在没有吸引力的情况下出现。参与团簇的粒子数量与密度呈线性关系，因此晶体具有与密度无关的晶格常数。聚集伴随着多形态的bcc-fcc转变，fcc是高密度下的稳定相。
2005-11-07 cond-mat.soft
Probing the equilibrium dynamics of colloidal hard spheres above the mode-coupling glass transition
我们使用动态光散射和计算机模拟来研究胶体硬球浓悬浮液中的平衡动力学和动力学不均匀性。我们的研究涵盖了前所未有的密度范围，并跨越了七十年的结构弛豫时间，$\ta$，包括平衡以上$ϕ_{\rm c}$，玻璃化转变的位置推导出拟合我们的数据模式耦合理论。而不是下降的平衡，系统保持遍历以上$ϕ_{\rm c}$，并进入一个新的动力学制度，其中$\ta$增加的功能形式，这是没有预料到的先前的实验，而动态异质性的幅度增长速度比幂律与$\ta$，发现在分子玻璃形成接近玻璃化转变。
2009-04-03 cond-mat.soft
Design of eco-friendly fabric softeners: structure, rheology and interaction with cellulose nanocrystals
浓缩的织物柔软剂是水基制剂，其含有约10 - 15 wt. %的主要由棕榈油合成的双尾酯季铵盐表面活性剂。在最近的专利中，显示了包含在今天的制剂中的表面活性剂的显著部分可以减少约50%并且被天然瓜尔胶聚合物替代，而不会对沉积和软化性能产生有害影响。我们目前研究这些柔软剂配方的结构和流变性，并确定这些效果的起源机制。使用的聚合物添加剂是瓜尔胶多糖，一种是阳离子的，一种是通过添加羟丙基改性的。使用光学和低温透射电子显微镜，小角度光和X射线散射，最后流变学的配方与瓜尔胶聚合物进行了研究。类似的技术应用于研究柔软剂和纤维素纳米晶体的相行为，这里考虑作为棉花的模型。酯季铵盐表面活性剂显示组装成微米级囊泡在稀释和浓缩制度。在前者中，加入少量瓜尔胶不会损害囊泡结构和稳定性。在集中的制度，阳离子瓜尔胶诱导与耗尽相互作用的局部拥挤，并导致形成一个局部的层状秩序。在流变学中，将聚合物浓度调节为表面活性剂浓度的十分之一足以抵消与表面活性剂减少相关的弹性性能的降低。总之，我们已经表明，通过适当选择天然添加剂，可以将织物调理剂中表面活性剂的浓度降低约一半，这一结果可能代表当前家庭护理配方的重大突破。
2018-04-25 cond-mat.soft
Dynamic clustering and re-dispersion in concentrated colloid-active gel composites
本文用计算机模拟方法研究了胶体颗粒在活性凝胶中的准二维浓悬浮动力学。值得注意的是，我们发现，即使在没有任何优先锚定的活性纳米导向剂在颗粒表面的活性诱导胶体的动态聚类。当存在这样的锚定时，主动应力反而与弹性力竞争，并重新分散在被动胶体-液晶复合物中观察到的聚集体。我们的准二维“逆”分散体的被动颗粒在主动流体（相对于更常见的“直接”悬浮液的被动流体中的主动颗粒）提供了一个有前途的路线走向新的软材料的自组装。
2019-10-10 cond-mat.soft
Crack-front model for adhesion of soft elastic spheres with chemical heterogeneity
粘附滞后可由表面粗糙度或化学不均匀性引发的弹性不稳定性引起。然而，这些不稳定性在粘附滞后的作用仍然知之甚少，因为我们缺乏理论和数值模型占现实的粗糙度。我们的工作重点是低粗糙度或弱异质性的软弹性球的粘附，压痕过程可以描述为一个近似圆形的外部裂纹的格里菲斯式传播。我们讨论了如何描述接触的领域与化学异质性，导致波动的本地工作的粘附。我们引入了一个变分的一阶裂纹扰动模型，并验证我们的方法使用边界元模拟。裂纹扰动模型忠实地预测接触形状和滞后力穿透曲线，只要接触周长保持接近一个圆，接触区域是简单连接的。计算上，裂纹扰动模型是数量级更有效的比相应的边界元制剂，允许现实的异质性领域。此外，我们的裂纹前制定澄清连接的粘附滞后的经典理论钉扎的弹性线。
2021-08-15 cond-mat.soft
Crystal phases of soft spheres systems in a slab geometry
我们已经确定了软粒子的基态配置（通过反向功率势相互作用）之间的两个硬，不可穿透的墙壁限制。为此，我们使用了一个高度可靠的优化方案，在{ \it消失}温度，同时在一个有代表性的范围内变化的壁分离。除了预期的分层三角形和正方形结构（这是兼容的三维大块面心立方晶格），我们已经确定了高度复杂的中间结构的级联。利用逆幂势的一般标度特性，我们可以确定-对于给定的软度值-一个单一的主曲线，它将能量与壁分离联系起来，而不管系统的密度如何。通过广泛的蒙特卡罗模拟，我们已经在{ \it finite}温度下对这些中间结构进行了更仔细的研究：我们可以提供证据，证明这些粒子排列在相对较大的温度范围内保持稳定。
2014-01-20 cond-mat.soft
Shape transitions in soft spheres regulated by elasticity
我们研究弹性驱动的软球核壳结构的形态转变，其中的核心可以被视为一个各向同性的弹性连续体和表面或壳作为一个无张力的液体层，其弹性响应是由弯曲为主。为了产生过渡，我们考虑的情况下，液体层的表面积增加了固定量的内部弹性材料。我们发现，一般有一个临界的过剩表面积，各向同性球变得不稳定的屈曲。此时它采用了较低对称性的褶皱结构，可以用球谐变形来描述。我们研究了屈曲球和临界过渡区的弹性参数和系统的大小的依赖性。我们还将我们的研究结果与最近的实验上的凝胶填充囊泡，因为它们的内部体积减少。该理论可能有更广泛的应用，从宏观到微观的各种相关结构，包括干豌豆，葡萄干，以及细胞核的螺旋。
2013-10-16 cond-mat.soft
Density anomaly of charged hard spheres of different diameters in a mixture with core-softened model solvent. Monte Carlo simulation results
最近，已经通过使用蒙特卡罗模拟和积分方程理论[J. Chem. Phys.，2012，137，244502]。我们目前的短期工作的目的是补充这项研究，考虑在同一软核流体模型的混合物中的直径不等的单价离子。具体而言，我们感兴趣的是在三个模型盐溶质，即氯化钠，氯化钾和氯化铷模型的最大密度（TMD）线的温度与离子浓度的变化的分析。为此，我们求助于蒙特卡罗模拟。我们还讨论了对过剩熵的贡献和定容热容对最大密度线温度的依赖关系。此外，还给出了用对分布函数表示的混合物微观结构的一些例子。
2013-12-16 cond-mat.soft
Anomalous transport in the soft-sphere Lorentz model
通过计算机模拟研究了拥挤介质中反常输运对粒子间相互作用形式的敏感性。我们扩展了高度简化的洛伦兹模型对现实的自然系统建模的示踪剂和障碍物之间的相互作用与平滑的潜力。我们发现，在临界点处的异常传输恰好是由相同的普适指数硬排斥相互作用，虽然窄通道探测的机制是相当不同的。接近临界点的模拟的标度行为证实了这一指数。我们的结果表明，简单的洛伦兹模型可能适用于描述在实际拥挤环境中的长程输运的基本性质。
2020-06-04 cond-mat.soft
Methods for Creation and Linear Elastic Response Analysis of Packings of Semi-flexible Soft Polymer Chains
本文提出将软球模型扩展为链球模型，以研究半柔性聚合物链堆积的物理性质，包括剪切稳定化、堵塞分类和弹性分析，有望推动玻璃研究新发现。
2024-03-14 cond-mat.soft
Soft modes in jammed hard spheres (I): Mean field theory of the isostatic transition
在本文中，我们考虑不同的模型，在堵塞的硬球的软模式。我们将展示如何构建可以解析求解的平均场模型。这些模型的解析解显示出过量的低能软模，通过降低能量变得越来越局域化。这些模型的一个简单的解决方案是在无限维的限制。
2014-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Linear and Nonlinear Viscoelasticity of Concentrated Thermoresponsive Microgel Suspensions
这是一个综合的实验和理论研究的动力学和流变性的自交联，轻微充电，温度响应性软聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM）微凝胶在很宽的浓度和温度范围内跨越急剧变化的粒度和分子间相互作用在较低的临界溶解温度（LCST）。粘弹性的显着，非单调的变化与温度，与独特的浓度依赖性在稠密的流体，玻璃，和软堵塞的状态。出于我们的实验观察，我们制定了一个极简模型的尺寸依赖性的一个单一的微凝胶颗粒和粒子间的相互作用的变化，从纯粹的排斥吸引加热时。使用微观平衡和随时间变化的统计力学理论，理论预测与实验测量的剪切模量进行定量比较。良好的协议被发现的非单调的温度行为，起源作为减少微凝胶包装分数和增加interparticle吸引力之间的竞争的结果。可测试的预测，如屈服应力和应变的非线性流变性能。据我们所知，这是第一次尝试以统一的方式定量了解跨越广泛的温度和浓度范围的致密的温度响应性微凝胶悬浮液的粘弹性。
2021-03-03 cond-mat.soft
Soft Dynamics simulation: 2. Elastic spheres undergoing a T1 process in a viscous fluid
基于单颗粒动力学的时间尺度，已将颗粒材料在空气或粘性流体中的鲁棒经验本构律表达为时间尺度。然而，一些行为，如粘度分叉或剪切局部化，也观察到在泡沫，乳液和嵌段共聚物立方相，似乎涉及其他微观时间尺度，这可能是有关的局部颗粒重组的动力学。在目前的工作中，我们考虑T1过程作为重排的一个例子。本文利用本系列第一篇文章中介绍的软动力学模拟方法，从理论和数值上描述了四个弹性球体在粘性流体中的运动。流体动力学的相互作用被描述在润滑水平（Poiffille挤压和Couette剪切流）和颗粒表面的弹性偏转被建模为赫兹。模拟的T1过程的持续时间可能会因初始分离的微小变化而发生很大变化，这与预测一致。第一次，集体行为，从而发现依赖于另一个参数比典型的体积分数的颗粒。
2009-07-16 cond-mat.soft
Echoes of the glass transition in athermal soft spheres
最近的理论进展导致了热玻璃和非热干扰转变的统一相图的建立。这张图清楚地表明，虽然相关，模式耦合-或动态-玻璃化转变是不同于干扰过渡，发生在有限的温度和显着低于干扰过渡的密度。尽管如此，我们证明了在无热摩擦球发生在相同的密度的模式耦合过渡，并标记为局部刚性粒子的集群的预干扰过渡。在这个密度下，无论是热系统还是非热系统，大量粒子的个体运动都受到限制，因此只有集体运动才是可能的。这种转变，这是远远低于干扰，完全符合集体行为的定义，在动态过渡的玻璃。因此，我们揭示了热和非热系统中的刚性的成因是由相同的底层拓扑转变在其共享的配置空间。
2017-07-26 cond-mat.soft
Unified phase diagram of reversible-irreversible, jamming and yielding transitions in cyclically sheared soft sphere packings
自组织，从可逆到不可逆的行为，相互作用的粒子组件驱动的外部施加的应力或变形的转变是在理解软物质的各种现象的兴趣。他们已经在广泛的系统中进行了研究，如胶体悬浮液，玻璃和颗粒物质。在不同的密度和驱动机制下，这种行为与非晶态固体的屈服、堵塞和记忆形成有关。然而，\emph{etc.}还没有对这些现象如何相互关联进行大量研究。为了获得一个统一的观点的不同制度的行为，和它们之间的过渡，我们调查计算软球组件的非热循环剪切变形的响应在很宽的范围内的密度和振幅的剪切变形。循环剪切变形诱导从可逆到不可逆的行为在两个unjammed和堵塞的软球填料的过渡。远高于各向同性干扰密度（$\bf{ϕ_J}$），该转变对应于屈服。在堵塞点附近，直到更高的密度极限，我们指定为${\bf ϕ_J^{cyc}}$，在局部的\emph{absorbing}相和扩散的{ \emph不可逆}相之间出现未堵塞相。非堵塞相的出现信号的堵塞点的移位到更高的密度作为退火的结果，并打开一个窗口，剪切堵塞成为可能的无摩擦包装。在$\bf{ϕ_J}$以下，观察到两种不同的局部化状态，称为点和环可逆。我们详细地讨论了不同区域以及它们之间的过渡，得到了统一的密度-剪切振幅相图。
2019-07-19 cond-mat.soft
Soft Spheres Make More Mesophases
这篇论文已被撤回，因为它是arXiv：cond-mat/0609570的副本。
2006-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shape transitions in a soft incompressible sphere with residual stresses
残余应力可能出现在弹性体中，这是由于由塑性形变、热或生长过程驱动的微结构中的失配的形成。它们在生物体中特别普遍，是动态重塑过程的结果，旨在优化对环境物理力的整体结构反应。从力学的角度来看，残余应力的经典建模通过引入一个虚拟的不相容状态，收集每个材料点周围的局部松弛状态。在这项工作中，我们采用了另一种方法的基础上的应变能函数，构成只依赖于变形梯度和残余应力张量。特别是，我们的目标是研究的形态稳定性的不可压缩的球体，由新胡克材料和给定的分布的残余应力。首先，我们使用增量变形法对预应力实心球进行线性稳定性分析。边际稳定性条件作为控制参数的函数给出，该控制参数是代表残余应力特征强度的无量纲变量。其次，我们进行有限元模拟，使用混合配方，以调查后屈曲形态在完全非线性政权。考虑到不同的分布的残余应力，我们发现，不同的形态转变发生在材料域周围的环向残余应力达到其最大压缩值。结果提供了有用的指导方针，以设计变形软球，例如通过控制残余应力，通过主动变形。最后，他们提出了一个可行的解决方案，在软组织，如实体肿瘤的残余应力的无损表征。
2017-09-23 cond-mat.soft
Large Attractive Depletion Interactions in Soft Repulsive-Sphere Binary Mixtures
我们考虑软排斥性球形粒子的二元混合物，并使用不同的理论和模拟方法计算两个大球体之间的耗尽相互作用介导的流体的小球。理论方法的有效性，一个维里膨胀的小球的密度，检查对模拟结果。注意的是对硬球极限的方法，并对密度和温度的影响的强度上的耗尽潜力。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，即使是适度的柔软度对潜在的直接相互作用的颗粒之间的管理可能会导致一个显着更具吸引力的总有效潜力的大球比在硬球的情况下。这可能会导致显着差异的相行为，结构和动力学的软排斥球的二元混合物。特别地，当大小球尺寸比为0.2时，用微扰方法预测了大球通过耗尽力相互作用的有效系统的相图;该图包括通常的流体-固体转变，但在软球情况下，包括亚稳态流体-流体转变，这在硬球混合物中可能不存在，相对于直接的流体-固体共存接近稳定。从这些结果有趣的可能性出现，足够软排斥粒子，这种相变可能变得稳定。真正的胶体分散体的相行为的可能影响进行了讨论。
2007-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibration and aging of dense soft-sphere glass-forming liquids
最近发展的不可逆弛豫的自洽广义Langevin方程理论的非平衡扩展[Phys. Rev. E（2010）82，061503;同上061504]用于描述在突然温度淬火之后形成玻璃的软球液体的平衡和老化的不可逆过程，在局部平均颗粒密度保持均匀和恒定的约束下。在这些特定条件下，该理论描述了静态结构因子S（k;t）和动态性质如自中间散射函数F_S（k，τ;t）的非平衡演化，其中τ是关联延迟时间，t是猝灭后的演化或等待时间。具体的预测，最深的淬火（零温度）。α弛豫时间τ_α（t）作为t的函数的预测演化允许我们定义平衡时间t^{eq}，即τ_α达到其平衡值τ_α^{eq}之后的时间。据预测，t^{eq}（α）和τ_α^{eq}都发散为<$\to <$^{（a）}，其中<$^{（a）}是硬球动态停滞体积分数<$^{（a）}\（\approx 0.582），因此表明在<$^{（a）}和以上的平衡性质的测量是实验上不可能的。
2012-11-29 cond-mat.soft
Jamming, two-fluid behaviour and 'self-filtration' in concentrated particulate suspensions
本文研究了高体积分数$Φ$硬球胶体悬浮液在压力梯度作用下通过缩颈的流动。在颗粒尺寸依赖性极限$Φ_0$以上，直接显微镜观察表明在流动过程中发生堵塞和解除堵塞--流体转化为固体，反之亦然。我们表明，这样的堵塞流产生的胶体浓度减少$Φ_{x}$下游的收缩。我们提出，这种“自过滤”效应是系统的颗粒部分的堵塞和液体部分（即溶剂）通过堵塞的固体的孔的持续流动的组合的结果。因此，我们链接的概念，堵塞在胶体和颗粒介质与“双流体”的浓缩悬浮液流动的图片。根据Osborne Reynolds关于颗粒材料膨胀的原始实验，对结果进行了讨论。
2003-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Layering, freezing and re-entrant melting of hard spheres in soft confinement
禁闭可以对各种颗粒系统的行为产生显着影响，因此它是物理和技术许多不同领域的重要现象。在这里，我们调查所发挥的作用的软限制潜力。利用巨正则蒙特卡罗模拟，我们确定了在一维中被一个调和势约束在一个平面上的三维硬球的相图。相位行为强烈地依赖于密度和谐波约束的刚度。虽然我们发现熟悉的序列的限制六角形和正方形对称包装，我们没有观察到任何通常的干预有序相。相反，在强约束下系统相分离，或在较弱约束下形成分层重入液相。这种行为可能是由于软约束势中较大的位置自由度以及约束能对总自由能的贡献。通过简单地改变限制条件（例如在介电泳阱中）可以诱导或抑制特定结构的事实对于涉及胶体颗粒的自组装结构的应用是重要的。
2012-12-13 cond-mat.soft
Soft Gravity by Squaring Soft QED on the Celestial Sphere
我们重铸的软$S$ -矩阵的天球的关联函数的某些$2$维模型的拓扑缺陷。在指出软光子和软引力子情形之间的双拷贝结构的基础上，我们得到了相应拓扑模型之间的一个假定的经典双拷贝，并重新推导了规范不变性和等价原理作为$2$维理论的沃德恒等式。
2021-04-06 cond-mat.soft cond-mat.str-el hep-th
A test of non-equilibrium thermodynamics in glassy systems: the soft-sphere case
软球势的标度特性允许导出冻结液体压力的精确表达式，即，压力对应于其多维势能景观中的局部最小值的配置。这种关系的存在提供了独特的可能性，用于测试最近提出的扩展的液体自由能的玻璃态的平衡条件和相关的表达式的温度的配置自由度。我们证明，非平衡自由能提供了一个精确的描述在玻璃态的软球压力。
2003-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Note: Sound velocity of a soft sphere model near the fluid-solid phase transition
本文应用准定域电荷近似估计了具有排斥反幂律相互作用的简单软球流体的声速。得到的结果进行了讨论的背景下的声速的硬球系统和液态金属在熔化温度。
2016-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
The motion of intruders through soft solids
University of Oxford（牛津大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
研究刚性球体在软质固体中运动的流变学特性，发现其终端速度与浮力呈指数关系，且边界条件显著影响运动行为。
2026-08-31 cond-mat.soft
Characterizing nonaffinity upon decompression of soft-sphere packings
已知软球填料的无热弹性模量在非堵塞点附近表现出普遍的标度特性，最显著的是在减压时剪切模量与体积模量之比$G/B$消失。有趣的是，$G/B$的小源于剪切应变下的变形引起的位移的大的非亲和性，相比之下，在压缩应变下的位移无关紧要的非亲和性。在这项工作中，我们使用数值模拟表明，仿射和非仿射贡献的体积模量的相对权重，以及它们对接近的unjamming点的依赖性，可以定性不同的模型，具有相同的通用unjamming现象。在规范模型的unjamming，我们观察到的非仿射的总体积模量$B_{na}/B$的比例接近一个常数后解压，而在其他的，较少研究的模型，它消失了。我们表明，消失的$B_{na}/B$在非典型模型源于出现的净（零）力的组成颗粒上的压缩应变在发病的unjamming。我们提供了一个理论的缩放分析，充分解释了我们的数值观测，并允许预测的缩放行为的$B_{na}/B$后unjamming，给定的功能形式的成对相互作用潜力。
2019-07-22 cond-mat.soft
