Fluctuation interactions of colloidal particles
对于带相同电荷的胶体粒子，当粒子间距离大于德拜屏蔽长度时，它们之间存在两种吸引机制。其中之一是传统的范德华吸引力，第二个是由粒子位置的热涨落介导的吸引机制。后者与流体运动产生的粒子的有效可变质量（欧拉质量）有关。最强的吸引势（直到温度T的值）对应于不带电粒子和相对大的德拜屏蔽长度的情况。在这种情况下，第三种吸引机制进入了游戏。它是由流体密度的热波动介导的。
2009-08-22 cond-mat.soft
Nonlinear rheology of dense colloidal systems with short-ranged attraction: A mode-coupling theory analysis
在结合玻璃化转变模式耦合理论（ITT-MCT）的瞬态积分框架内讨论了具有短程吸引力的玻璃化形成胶体悬浮液的非线性流变学。计算是基于方井系统（SWS），作为胶体聚合物混合物的模型。高密度制度的特点是重入熔化的玻璃时，增加吸引力的强度，和交叉排斥玻璃形成在弱吸引力的吸引力玻璃形成在强吸引力，进行了讨论。流动曲线被发现与实验数据定性一致，具有较强的屈服应力的增加，并为合适的相互作用参数，两个屈服应力之间的交叉。屈服应变，定义为启动流下的应力过冲的位置，被发现是成比例的吸引力范围为强吸引力。在弱和中等吸引力强度下，硬核锁定和吸引驱动键合的组合效应导致对参数的更丰富的依赖性。第一个法向应力差表现出较弱的依赖于短程吸引力的剪切应力，因为后者是更敏感的短波长的静态结构的功能。
2014-01-29 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneities in an attraction driven colloidal glass
研究了吸引胶体玻璃非遍历态的动力学不均匀性随等待时间的变化。而接近玻璃化的流体状态显示出较强的DH，在这里研究的玻璃态的平方位移的分布仅呈现出在短的等待时间内对于较低的吸引力强度具有增加的流动性的颗粒的尾部。这些粒子位于由所有粒子组成的扩散团的表面，让人联想到流体中最快的粒子。淬火更深入到有吸引力的玻璃是动态更均匀的，与排斥玻璃（即伦纳-琼斯玻璃）。
2006-01-16 cond-mat.soft
Capillary attraction induced collapse of colloidal monolayers at fluid interfaces
我们研究了被捕获在流体界面并通过毛细吸引力相互作用的胶体颗粒系统的演变，作为毛细作用范围和温度的函数。我们解决的崩溃最初均匀的粒子分布和径向对称（盘形）分布的有限大小，无论是理论上通过使用微扰的方法启发宇宙模型和数值上通过布朗动力学（BD）和动态密度泛函理论（DDFT）。结果总结在一个“动力学相图”，描述了一个顺利的交叉从集体（类引力）崩溃到本地（类旋节）集群。在这个交叉区域中，演化在收缩的盘状分布的外缘处表现出一种特殊的冲击波行为。
2013-12-12 cond-mat.soft
Hydrodynamic Pair Attractions Between Driven Colloidal Particles
胶体球通过水沿圆形路径驱动的光环陷阱显示出意想不到的动力学相关性。我们使用斯托克斯动力学模拟和一个简单的分析模型来证明，路径的曲率打破了两体流体动力学相互作用的对称性，导致粒子配对。这种有效的非平衡吸引力的影响减小，无论是温度或径向约束刚度的增加。我们发现一组定义明确的动态配对状态，其稳定性依赖于流体动力学耦合在弯曲的轨迹。
2011-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reply to "Failure to replicate long-range tunable attractions in colloidal system"
Cao等人的arxiv论文，参考文献[1]，声称在我们的参考文献[2]中报道的可调吸引不能被检测到。参考文献[1]于2016年4月提交给Nature，作为对我们参考文献[2]的评论。我们在2016年5月的回复回应了参考文献[1]，并由《自然》编辑和外部裁判进行了审查。参考文献[1]于2016年8月被《自然》杂志拒绝。我们在附录I中提供了我们的答复，它回答了参考文献[1]中的所有批评。正文包含对主要批评的简短答复。
2017-01-03 cond-mat.soft
Application of a simple short-range attraction long-range repulsion colloidal model towards predicting the viscosity of protein solutions
一些硬球胶体模型因不能准确预测蛋白质等复杂生物分子的溶液粘度而受到批评。竞争短程吸引和长程排斥，也称为SALR相互作用，被认为会影响低至中等离子强度下蛋白质溶液的微观结构。然而，这种相互作用主要涉及引起相变、蛋白质凝胶化或可逆的团簇形成，并且它们对蛋白质溶液粘度变化的影响尚未完全了解。在这项工作中，我们展示了应用硬球胶体模型与SALR相互作用对预测稀至半稀蛋白质溶液的粘度。比较的球形白蛋白和Y形的治疗性单克隆抗体，不能解释以前的胶体模型。模型预测表明，它是吸引力和排斥力之间的耦合，引起所观察到的实验趋势，溶液粘度作为pH值，浓度和离子强度的函数。该模型的参数是从测量的第二维里系数和净表面电荷/zeta电位，没有额外的拟合的粘度。
2022-09-09 cond-mat.soft
Colloidal Electrostatic Interactions Near a Conducting Surface
分散在去离子水中的电荷稳定的胶体球应该彼此排斥。相反，人工校正的视频显微镜测量揭示了一个异常的长程电荷吸引力在粒子间对电位时，球被限制在一个层，即使是一个单一的带电玻璃表面。在低离子强度下，这些吸引力可以被静电排斥所掩盖。用导电金层涂覆边界表面抑制了吸引力。这些观察结果表明，一个可能的机制，限制诱导的吸引力。
2006-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-Coupling Theory of Colloids with Short-range Attractions
在过冷液体模式耦合理论的框架下，我们研究了胶体体系在玻璃化转变过程中出现的新现象。当粒子间势包含吸引部分时，除了通常的排斥硬核外，还出现两条相交的液体-玻璃化转变线，其中一条延伸到低密度，而另一条在高密度时表现出重入行为。在玻璃态区域，两种不同类型的玻璃之间出现了一种新型的转变。复杂的现象可以用高阶玻璃化转变奇异性来描述。各种玻璃相的特征在于它们的粘弹性。由引力驱动的玻璃已经与颗粒凝胶相关联，另一种玻璃是众所周知的排斥性胶体玻璃。这些对应关系，与玻璃态行为的新预测相关联，意味着这种现象可能会在胶体系统中出现，例如，强烈的耗尽或其他短程吸引力。
2001-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and dynamics of model colloidal clusters with short-range attractions
我们研究的结构和动力学的小孤立的$N$粒子团簇通过短程Morse势相互作用。“理想preprared合奏”通过精确枚举研究的粘性硬球填料作为参考状态，使我们能够确定关键的几何性质，并定量表征如何非平衡合奏制备的热淬火在不同的速率$\dot{T}$不同于他们的平衡对应。平衡动力学的研究表明非平凡的温度依赖性：非指数松弛表明玻璃态动力学和不同的稳定性与不同结构的简并集群。我们的研究结果应该是有用的扩展最近的实验研究的小胶体团簇，检查在固定的$T$和各种非平衡现象的平衡弛豫动力学。
2015-01-28 cond-mat.soft
Using patchy particles to prevent local rearrangements in models of non-equilibrium colloidal gels
基于各向同性粒子间吸引力的简单模型通常无法捕获通过亚稳分解和随后的逮捕形成的胶体凝胶的实验观察到的结构：所得的凝胶通常比它们的实验对应物更致密，分支更少。在这里，我们模拟凝胶形成的软颗粒与定向吸引力（“斑片状颗粒”），旨在抑制横向颗粒重排后聚集。我们直接比较模拟的结构与实验胶体凝胶使用软有吸引力的微凝胶颗粒，通过采用“prononization”的方法，从实验或模拟重建的3维骨干。我们表明，包括方向的吸引力与足够的价导致强烈的分支结构相比，各向同性模型。此外，结合各向同性和定向吸引力提供了对聚集动力学和凝胶结构的额外控制。我们的研究结果表明，横向颗粒重排的抑制强烈影响的凝胶拓扑结构，是一个重要的影响，考虑在胶体凝胶的计算模型。
2021-08-26 cond-mat.soft
Attraction-enhanced emergence of friction in colloidal matter
该研究通过吸引胶体模型与计算机模拟，揭示了粒子取向动力学随配位数增加呈指数减慢的摩擦涌现机制，建立了摩擦、配位与粒子间相互作用的定量关系，为利用摩擦调节颗粒材料机械性能提供了关键基础。
2025-08-11 cond-mat.soft
Absence of the liquid phase when the attraction is not pairwise additive
最近的工作带电胶体悬浮液与非常低水平的添加盐表明，虽然对胶体颗粒排斥，颗粒的集群吸引。受此启发，我们研究了具有多体引力的简单模型粒子。这些吸引力是一般的多体吸引力，不计算任何特定的胶体悬浮液。我们发现，多体引力可以在低压下稳定固相，但液相要么在平衡相图中完全不存在，要么只存在于参数空间的一个小区域内
1999-09-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Mediation of Long-Range Attraction Selectively between Negatively-Charged Colloids on Surfaces by Solvation
我们提出了一个平均场分析模型来解释所观察到的不对称性的能力，形成远程吸引力的带负电荷的胶体粒子，而不是他们的等价带电的正对应物。我们推测，这种不对称性是由于溶剂化效应，我们现象学捕捉它的物理考虑这种水引起的短程排斥不同的电荷物种之间的相对强度。然后，我们将我们的模型的胶体系统的带负电荷的磁盘被中和的抗衡离子的海洋和强烈吸收的界面在一个可压缩的二元系统。我们证明了作为密度和相互作用强度的函数的稀释的各向同性离子相和凝聚的六方晶格相之间的共存。
2007-08-25 cond-mat.mtrl-sci 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
Local melting attracts grain boundaries in colloidal polycrystals
我们发现，激光诱导的局部熔化吸引和变形的二维胶体晶体中的晶界。当与晶粒边缘接触的熔化区域再结晶时，它使晶界变形-这种吸引力是由变形的晶界构型的多样性驱动的。此外，这种吸引力提供了一种制造任意形状的人工胶体晶粒的方法，使晶界动力学的新实验研究成为可能，并最终暗示了一种制造具有设计师微结构的材料的新方法。
2017-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal gelation with variable attraction energy
本文提出了一个近似方案，在具有可变吸引能的胶体系统中，考虑热破裂的聚集和凝胶化的主动力学方程。以团簇分维$d_{f}$作为唯象参数，预测了丰富的物理行为。粘度，凝胶化时间和集群的大小预测在封闭的形式解析作为时间，初始体积分数和吸引能的函数相结合的可逆集群动力学与近似的流体动力学模型。分形维数$d_{f}$调节团簇尺寸、滞后时间和凝胶化时间以及粘度的时间演化。在胶体状态图的不稳定区域，缔合速率大于解离速率，凝胶化转变是强烈的非平衡和时间依赖性的。只有在接近所有物质的初始缔合和解离速率相当的条件（这是满足细致平衡的条件）时，$d_{f}=3$才可能发生聚集。在此极限下，恢复了均匀成核，随后是Lifshitz-Slyozov粗化。在这个有限的区域的状态图的宏观凝胶化过程很可能是由大的自发波动与spinodal分解。
2013-04-04 cond-mat.soft
Like-charge colloidal attraction: a simple argument
通过长度尺度分析，我们研究了限制中和反离子的两个同电荷平面之间的平衡相互作用。在大库仑耦合下，接近两个带电体会导致反离子的解束缚，这种情况适合于精确处理。这种现象是吸引有效互动的关键。一个特别的努力是为教学，保持方程和形式主义到最低限度。
2012-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
New Light on Like-Charge Attraction
我们报告对相互作用的测量带电胶体系统在受限和非受限的几何形状通过光学显微镜。在非常小的颗粒距离，我们观察到微小的失真的光学图像，这可能会导致伪影的对电位由数字视频显微镜。特别是，这些扭曲可以假装在带电胶体悬浮液中观察到的远程吸引力。
2005-03-04 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Repulsion-attraction switching of nematic colloids formed by liquid crystal dispersions of polygonal prisms
胶体粒子的自组装由于弹性相互作用在液晶液晶中的承诺可调复合材料，并可以通过利用表面功能化，几何形状和拓扑结构来引导，虽然这些控制自组装的手段仍然有限。在这里，我们实现了低对称性的非手性和手性弹性胶体的双液晶使用胶体多边形凹凸棱镜。我们发现，控制钉扎的向错在棱镜的边缘改变了对称性的导演扭曲的棱镜和他们的方向相对于远场导演。棱镜边缘的向错的受控局部化显著地影响分散在液晶中的棱镜的扩散性质的各向异性，并且允许修改它们的自组装。我们发现，多边形棱镜之间的弹性相互作用可以切换之间的排斥和吸引只是通过控制重新钉扎的向错在不同的边缘，使用激光镊子。我们的研究结果表明，分散在液晶液晶中的胶体颗粒之间的弹性相互作用是敏感的拓扑等价的，但几何丰富的控制配置的颗粒诱导的缺陷。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Effective forces in colloidal mixtures: from depletion attraction to accumulation repulsion
计算机模拟和理论被用来系统地研究两个大胶体球之间的有效力如何在一个海洋的小球取决于基本（大-小和小-小）的相互作用。后者被建模为硬核对潜力与汤川尾，可以是排斥或吸引。对于一个排斥性的小-小相互作用，有效力遵循的趋势，通过映射到一个有效的非加性硬核混合物：耗尽吸引力和积累排斥所造成的小球吸附到大的，可以得到取决于大-小相互作用的符号。对于排斥性的大-小相互作用，增加一个小-小吸引力的效果也遵循映射预测的趋势。但是，当大-小和小-小吸引同时发生时，一种更微妙的“通过吸引产生的排斥”效应就会出现：随着小-小相互作用强度的增加，有效势变得更排斥。我们进一步测试了几种理论方法与我们的计算机模拟：叠加近似最适用于增加的大小排斥，并打破了强大的大小吸引，而密度泛函理论是非常准确的任何大小相互作用时，小粒子是纯硬球。理论方法对小型景点的表现最差。
2002-03-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
One-dimensional cluster growth and branching gels in colloidal systems with short-range depletion attraction and screened electrostatic repulsion
我们报告了一个简单的模型，带电胶体颗粒悬浮液与小的非吸附性聚合物广泛的数值模拟。所选择的有效的单组分相互作用势是由一个短程吸引的Yukawa排斥尾补充部分。我们专注于屏蔽长度与颗粒半径相当的情况。在这些条件下，在低温下，颗粒局部聚集成准一维聚集体，其通过支化机制形成宏观膨胀凝胶结构。我们讨论了凝胶的形成，并将其与较长的屏蔽长度的情况下，以前的研究表明，逮捕是由一个汤川玻璃的球形集群的方法驱动。我们比较了我们的结果与最近的实验工作带电胶体悬浮液[A。I. Campbell { \it等} cond-mat/0412108，物理修订版Lett.出版中]。
2005-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Conformational switching of chiral colloidal rafts regulates raft-raft attractions and repulsions
膜介导的颗粒相互作用取决于颗粒本身的性质和它们悬浮的膜环境。实验表明，手性棒状夹杂物溶解在相反的手性胶体膜组装成胶体筏，这是有限大小的可重构液滴组成的一个大的，但精确定义的棒的数量。在这里，我们系统地调整手性的背景膜，并发现在非手性限制胶体筏获得从根本上新的结构特性和相互作用。特别是，筏可以在两个手性相反的状态之间切换，这极大地改变了膜介导的筏筏相互作用的性质。具有相同手性的筏具有长距离排斥，而具有相反手性的筏获得具有明确定义的最小吸引力。吸引力和排斥力的相互作用解释了一个连续模型，占膜的厚度和局部倾斜的组成杆之间的耦合。这些可切换的相互作用使组装成复杂的高阶结构的胶体筏与不寻常的对称性，包括稳定的四聚体集群和“离子微晶”的反扭曲域上组织的二进制正方形晶格。此外，单个筏的性质，如它们的大小，是由它们与其他筏的复合控制的。这些复杂的行为的出现可以合理化纯粹的通用耦合的棒状元素的流体的成分和取向顺序。因此，未揭示的原则可能与传统的脂质双层有关，其中高阶结构的组装也由复杂的膜介导的相互作用介导。
2019-02-09 cond-mat.soft
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
With a little help of DNA: Morphological diversity of colloidal self-assembly
我们从理论上研究了一个二元系统，其中不同粒子的吸引力与类型无关的软核排斥相结合。该系统可能的实验实现是DNA覆盖的胶体的混合物，其中DNA溶液可以诱导排斥和吸引。该系统表现出令人惊讶的多样性和不寻常的形态。其中包括金刚石晶格和具有面内方序的膜相，这是自发致密化的一个引人注目的例子。
2001-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging in attraction-driven colloidal glasses
利用计算机模拟研究了引力驱动的胶体玻璃的老化过程。该系统在没有吸引力的情况下平衡，并在恒定的胶体体积分数下瞬间“淬火”到超过玻璃化转变的两种状态之一;一种接近转变，另一种深入玻璃。结构性质的演变表明，键在系统中形成，增加了局部密度，在其他地方产生密度赤字（洞）。该过程随着淬火后经过的时间而减慢。作为键形成的结果，如通过均方位移和密度、键和环境关联函数测量的，存在动力学的减慢。可以对密度相关性进行时间重新缩放，以瓦解其长时间（结构性）衰减。结构弛豫的时间尺度显示两个猝灭超线性依赖于等待时间，它的增长速度比债券的寿命，显示集体起源的过渡。在长等待时间和高吸引强度，我们观察{ \rem完全}逮捕动态超过三十年的时间，虽然个别债券不是永久性的这个时间尺度。局域化长度随着状态在玻璃中移动得更深而减小;非遍历性参数随结构因子同相振荡。我们的主要结果是获得的系统中的对潜在的障碍，抑制相分离。然而，当这个障碍被删除的情况下，深淬火，我们发现在静态结构的变化，但几乎没有在动态。因此，我们的老化行为的结果仍然相关的实验中，玻璃化转变与相分离的竞争。
2006-10-19 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 molecules due to self-generated flow
通过聚集而产生的结构是一个迷人的话题，具有根本性和实际意义。在这里，我们证明了自生溶剂流可以用来产生长程吸引力的胶体规模，与子皮牛顿力延伸到毫米范围。我们观察到一个丰富的动态行为的形成和融合的小集群类似的分子，其动力学是由一个有效的保守能量，衰减为$1/r$。打破流动对称性，这些集群可以被激活。
2017-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The key-lock mechanism in nematic colloidal dispersions
我们考虑二维胶体的相互作用，在液晶，与墙壁或几何边界。在垂面边界条件下，胶体圆盘与平壁之间的相互作用总是相互排斥的。在结构化的或雕刻的具有空腔的墙壁上，排斥可能会转化为强烈的吸引力，与胶体的形状和大小紧密匹配。这种键锁型的相互作用进行了详细分析，spherocylinertium腔的各种长度呼吸比，通过最小化的Landau-de Gennes自由能功能的取向序参量。我们发现，吸引力只发生在一个小范围内的胶体大小和一个狭窄的范围内的墙壁周围的墙壁的对称轴的方向与腔。
2004-03-10 cond-mat.soft
Fine-Tuning of Colloidal Polymer Crystals by Molecular Simulation
通过分子模拟绘制吸引性柔性聚合物链的相图，发现多种可通过吸引范围精细调控的晶体形态，并提出基于累积邻居的几何模型以预测结构转变。
2023-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Chaining of hard disks in nematic needles: particle-based simulation of colloidal interactions in liquid crystals
悬浮在液晶中的胶体颗粒可以表现出各种有效的各向异性相互作用，这些相互作用可以在自组装过程中进行调节和利用。我们模拟了一个二维系统的硬盘悬浮在一个解决方案的密集硬针作为一个模型系统的胶体悬浮在一个透明的溶致液晶。新的事件链蒙特卡罗技术使我们能够直接测量胶体相互作用的微观模拟与明确的液晶颗粒在致密的液晶相。我们发现一个方向性的短程吸引磁盘沿董事，这触发链接平行的董事和似乎矛盾的标准液晶场理论的四极吸引力与一个首选的${45^{\circ}}$角度的结果。我们的结果可以用一种短程密度依赖的耗尽相互作用来解释，这种相互作用到目前为止一直被忽略。耗尽相互作用的方向性和强度是由硬棒的弱平面锚定引起的。如果圆盘靠近，耗尽吸引力强有力地超过四极弹性吸引力。许多盘的自组装通过中间链进行，这表明在溶致液晶中，胶体耗尽相互作用在结构形成过程中起着重要作用。
2020-06-18 cond-mat.soft physics.comp-ph
Like-charge attraction in confinement: myth or truth ?
人们普遍认为，可能带电的胶体粒子悬浮在液体中时会相互排斥。这与60多年前发展起来的平均场论完全一致。因此，当几个小组独立地报告了等电荷胶体的对势U（r）中的长程吸引分量时，这是一个很大的惊喜。这种所谓的类电荷吸引（LCA）仅在薄样品细胞中观察到，而在无约束悬浮液中的对相互作用已被实验证实是完全排斥的。尽管有大量的实验和理论努力，LCA仍然是胶体科学中最具挑战性的谜团之一。我们实验重新调查的对电位U（r）的带电胶体粒子与数字视频显微镜，并证明粒子图像中的光学失真导致轻微错误的粒子位置。如果没有适当考虑，这个人工制品假装U（r）的最小值，这在过去被误导地解释为LCA。校正光学畸变后，我们得到完全排斥对相互作用，表现出良好的协议与线性平均场论。
2006-05-04 cond-mat.soft
Theory of colloidal stabilization by unattached polymers
具有均匀分布颗粒的稳定胶体分散体对于许多技术应用是重要的。由于布朗运动，胶体颗粒之间会发生不断的碰撞，这往往导致它们在长程范德华吸引力的驱动下聚集。结果，胶体系统往往倾向于沉淀。已经设计了许多方法来最大限度地减少胶体颗粒之间的长程范德华吸引力的影响，或为了提供胶体stability.In博士论文中，我们研究了胶体稳定在溶液中的游离聚合物，这通常被称为耗尽稳定。以前的理论研究的自由聚合物诱导（FPI）稳定是基于过度简化的模型，涉及不受控制的近似。甚至耗尽稳定现象的最基本特征也是未知的。PI排斥力与溶液参数、聚合物结构和单体/表面相互作用的关系尚不清楚，自由聚合物链被模拟为自洽分子场中的无规行走，满足扩散型积分微分方程。作为分子场，我们使用了半稀释聚合物溶液的化学势，可以表示为维里展开，其中我们只考虑了聚合物溶液的第二维里系数和第三维里系数。改变参数如聚合物刚度、聚合物长度、聚合物浓度和溶剂状态（如θ溶剂），无论是对于纯排斥胶体表面、吸附表面还是具有接枝聚合物层的表面，我们都能够增强由于颗粒之间的游离聚合物引起的排斥屏障，因此发现了系统动力学稳定的条件。
2020-10-01 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
Interfacial solvation explains attraction between like-charged objects in aqueous solution
在过去的几十年里，实验文献一直报道了溶液中带相同电荷的胶体颗粒和大分子之间的吸引力。实例包括本体溶液中和约束下的核酸和胶体颗粒，以及生物液-液相分离。这一观察结果与粒子间斥力随距离单调衰减的直觉预期不符。虽然在强耦合体系中，带电粒子之间的吸引力在理论上是合理的，例如，在存在多价反离子的情况下，但在含有低离子强度的单价离子的水溶液中，长程吸引力的反复出现的账户已经提出了一个公开的难题。在这里，我们表明，分子水在界面上的行为-传统上被忽视的连续静电的图片，提供了一种机制来解释之间的吸引力在一个广泛的实验带电荷的物体。这一基本原则将有重要的影响，在不断寻求更好地了解分子间相互作用的解决方案。
2019-11-11 cond-mat.soft
Ordered droplet structures at the liquid crystal surface and elastic-capillary colloidal interactions
我们展示了各种有序的图案，包括六方结构和链，形成的胶体颗粒（液滴）在自由表面的一个双液晶（LC）。与完全在LC块体中的颗粒相比，表面放置引入了新型的颗粒相互作用。也就是说，由颗粒引起的指向矢变形导致界面变形，从而导致毛细吸引。弹性-毛细管耦合足够强，即使在微米尺度下，当其浮力-毛细管对应物变得无关紧要时，也能保持相关性。
2004-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bound Pairs: Direct Evidence for Long-range Attraction between Like-Charged Colloids
我们报告的观察稳定的绑定对非常稀的去离子水悬浮液中的高电荷的聚苯乙烯胶体颗粒，与单价抗衡离子，使用共聚焦激光扫描显微镜。通过分析几千个时间序列的共焦图像记录深内部的散装悬浮液，我们发现，测量的对电位，U（r）具有长程吸引力的分量，阱深度大于热能。这些观测结果为同电荷胶体粒子U（r）的长程吸引的存在提供了直接而明确的证据。
2007-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Gibbs paradox and a possible mechanism of like-charge attraction in colloids
基于吉布斯悖论的重新思考，我们表明，一个剩余的，非广泛的熵项出现在混合相同的粒子，无论他们是不可区分的或没有。这种剩余熵的积极贡献导致自由能的减少，我们认为，这种熵机制可以作为一对胶体粒子或其他宏离子之间的电荷吸引力的来源。对于两个胶体颗粒及其中和抗衡离子的系统，自由能的这种降低是几个热能，因此对颗粒之间的有效相互作用至关重要。
2011-12-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable long range forces mediated by self-propelled colloidal hard spheres
利用布朗动力学模拟方法，系统地研究了二维自推进（主动）胶体硬球悬浮液中两平行硬壁之间的有效相互作用，发现通过改变活性粒子的密度，可以将两硬壁之间的有效作用力从长程排斥力调节为长程吸引力.在相对高的密度下，活性硬球可以形成动态晶体桥，其在壁之间引起强振荡的长程动态润湿排斥。随着密度的降低，动力桥逐渐断裂，出现了一种有趣的长程动力耗尽吸引力。通过改变限制的高度，类似的效果发生在自推进的胶体硬球的准2D悬浮液中。我们的研究结果为利用活性物质操纵微观物体的运动和组装开辟了新的可能性。
2014-12-11 cond-mat.soft
Nonergodicity transitions in colloidal suspensions with attractive interactions
利用理想模式耦合理论（MCT）研究了具有短程吸引相互作用的模型体系的胶态凝胶转变和玻璃化转变。结果提出了粘合剂硬球和硬核吸引Yukawa系统。根据MCT，前一个系统显示出临界玻璃化转变浓度，其随着弱吸引力的引入而显著增加。对于后者有吸引力的汤川系统，MCT预测低温非遍历状态，扩展到临界和亚临界区域。在这个系统中的MCT非遍历性过渡的几个功能同意定性与实验观察的胶体凝胶转变，这表明凝胶转变是由低温延伸的玻璃化转变。示出的吸引力的范围来管理的方式的玻璃化转变线穿过相图相对于临界点，类似于流体-固体凝固转变的调查结果。
1999-04-16 cond-mat.soft
Attraction Controls the Inversion of Order by Disorder
我们展示了如何包括吸引力在粒子间的相互作用逆转的波动的影响，在一个原型的人工受挫系统的顺序。屈曲的胶体单层表现出相同的基态的伊辛反铁磁体的变形三角晶格，但目前还不清楚，如果在这两个系统中的顺序是由相同的几何机制。通过实空间展开，我们发现弯曲的胶体条纹构成稳定相，而在伊辛反铁磁体直条纹的青睐。对于一般的对潜力，我们表明，吸引力管理这种选择机制，在某种程度上，是与当地包装的考虑。这支持了在拥挤的球体包装熵的几何起源，并提供了一个工具，用于设计自组装胶体结构。
2017-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Long-Range Attraction between Graphene and Water/Oil Interfaces
本研究通过力谱法直接测量了水隔开的疏水固体与液体间的长程吸引力，发现其超出DLVO理论预期，并提出气泡与界面分子重排机制，为乳液等胶体现象提供新见解。
2023-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stabilization of colloidal suspensions by means of highly-charged nanoparticles
我们采用了一种新的蒙特卡罗模拟方案来阐明中性胶体微球通过高电荷纳米颗粒的稳定性[V.Tohver等人，Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.98，8950（2001）]。根据实验观察，我们发现，小的纳米颗粒浓度诱导有效的排斥，防止凝胶化所造成的固有的范德华吸引力之间的胶体。更高的纳米颗粒浓度诱导的吸引力的潜力，这是，然而，定性地不同于定期耗尽吸引力。我们还展示了如何胶体纳米粒子的尺寸不对称性和纳米粒子的电荷可以用来操纵有效的相互作用。
2004-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Like-charge attraction through hydrodynamic interaction
我们证明，吸引力之间的相互作用测量的带电荷的胶体球附近的墙壁可以占一个非平衡流体动力学效应。我们提出的分析结果和布朗动力学模拟定量捕获的单壁实验的拉森和格里尔（自然385，第230页，1997年）。
2000-03-12 cond-mat.soft
Self-organisation of tip functionalised elongated colloidal particles
棒状胶体粒子尖端之间的弱吸引力相互作用由于焓和熵之间的微妙相互作用而影响它们的液晶相行为。在这里，我们采用分子动力学模拟的半柔性，排斥珠弹簧链的两端珠相互吸引。我们计算的相图作为一个函数的链的体积分数和吸引力的潜力的强度。我们确定了大量的相，包括各向同性，结晶，近晶A，近晶B和结晶状态。对于尖端吸引能量低于热能，我们的结果是定性与实验结果一致：我们发现，增加的吸引力的强度转移的近晶A相变到较低的体积分数，只有很小的影响，对其他相的稳定性。对于足够强的尖端吸引力，除了导致各向同性相的不稳定之外，无规相完全消失。为了更好地理解这些现象的基本物理，我们还研究了粒子在其有吸引力的尖端处的聚集和近晶A相中粒子所经历的有效分子场。基于这些结果，我们认为，聚集的提示只影响相稳定性，如果形成层状结构（"胶束“）。我们发现吸引力的增加增加了层状相的有序度，有趣的是，我们还发现了由尖端之间的相互作用引起的反铁电近晶A相变的存在的证据。一个简单的Maier-Saupe-McMillan模型证实了我们的发现。
2019-06-08 cond-mat.soft
Stability of Colloidal Quasicrystals
本文用热力学微扰理论研究了电荷稳定胶体悬浮液的冻结过程以及晶体和准晶的相对稳定性。宏观离子相互作用的有效对电位相结合的静电斥力与聚合物耗尽或范德华吸引力。比较自由能-countermeasures包括-为基本晶体和合理的近似二十面体准晶，参数被确定为其中一个组件准晶是稳定的包装熵和内聚能之间的妥协。
1998-03-06 cond-mat.soft
Anomalous interactions in confined charge-stabilized colloid
分散在1：1弱电解质中的电荷稳定的胶体球应该彼此排斥。因此，实验证据的异常远程类荷吸引力诱导几何约束激发了一个爆发的活动。这在很大程度上已经平息，因为人们对实验的可靠性和解释一直存在疑虑。我们描述了一个新的类的自洽胶体相互作用的测量，确认由一个或两个边界墙限制的胶体球之间的成对吸引力的外观。除了支持先前关于这种尚未解释的效应的说法外，这些测量还为其机制提供了新的解释。
2004-04-13 cond-mat.soft
Logarithmic Relaxation in a Colloidal System
在理想玻璃化转变的模式耦合理论框架内，讨论了一种由短程吸引力补充的硬核排斥力相互作用的胶体悬浮粒子的慢动力学，该模型的参数点在高阶玻璃化转变奇点附近。以填充率、吸引力强度和吸引力范围三个控制参数离临界值的距离为小参数，通过渐近展开，定量地求解了方阱系统的密度关联函数运动方程的解.对于给定的波矢量，在参数空间中的区别表面被确定的下一个领先的顺序为扩展的贡献消失，使衰减函数表现出对数衰减在大的时间间隔。对于相干和标记的粒子动力学的领导阶对数衰减是可访问的几倍的结构因子中的主峰的波矢量在液体制度。在关联函数的对数衰减表现在均方位移作为一个次扩散的幂律与控制参数的变化敏感的指数。通过不同的表面，移动参数的关联函数和被认为是时间的对数的函数的均方位移的对数表现出从凹到凸的交叉行为，和一个类似的场景时，得到不同的波矢量。
2003-07-23 cond-mat.soft
Self-assembly of Microcapsules via Colloidal Bond Hybridization and Anisotropy
具有定向相互作用的粒子是新功能材料的有前途的构建块，并且可以作为生物结构的模型。例如，由于柔性表面基团而可变形的相互吸引的纳米颗粒可以自发地将自身排列成串、片和大囊泡。此外，各向异性胶体与吸引补丁可以自组装成开放的晶格和胶体等价物的分子和胶束。然而，模型系统，结合相互吸引，各向异性和变形性-据我们所知-没有实现。在这里，我们合成的胶体颗粒，结合这三个特点，并获得自组装微胶囊。我们建议，相互吸引和变形诱导通过胶体键杂化定向相互作用。我们的粒子包含相互吸引和排斥的表面基团，它们是柔性的。类似于最简单的化学键，其中两个各向同性轨道杂交到H2的分子轨道中，这些柔性基团在结合时重新分布。通过胶体键杂交，各向同性球体自组装成平面单层，而各向异性雪人状颗粒自组装成中空单层微胶囊。因此，构建模块的适度变化导致自组装结构的复杂性的显著飞跃。换句话说，这些相对简单的构建块自组装成比各向同性或不可变形的类似颗粒更复杂的结构。
2016-07-18 cond-mat.soft
Viscoelasticity and Stokes-Einstein relation in repulsive and attractive colloidal glasses
我们报告的粘弹性行为的空间排斥和短程吸引力的胶体悬浮液模型的数值研究，沿着不同的路径中的吸引强度与包装分数平面。更具体地说，我们研究的行为的粘度（及其频率依赖性）接近排斥玻璃，有吸引力的玻璃和在再入区域的粘度显示出非单调的行为，增加吸引力的强度。在接近玻璃线，粘度的增加是一致的幂律发散与相同的指数和临界包装分数先前获得的密度波动的发散。模式耦合计算的基础上，我们关联的粘度的增加与特定的贡献，从不同的长度尺度。我们还通过比较同一模型的牛顿和布朗模拟，证明了结果与微观动力学无关。最后，我们评估斯托克斯-爱因斯坦关系接近两个玻璃化转变，找到一个明确的故障，这是特别强大的情况下的吸引力玻璃。
2007-05-21 cond-mat.soft
