Driven colloidal suspensions in confinement and density functional theory: Microstructure and wall-slip
基于经典的密度泛函理论，我们从理论上研究了受限条件下受驱动（剪切）胶体悬浮体系的一般性质。在没有一个确切的封闭（Smoluchowski）方程的剪切下的一个粒子的密度，我们制定了一套近似的一般条件，并表明，一个简单的封闭满足他们。确定了精确的微观应力张量。举例来说，在靠近壁面（平行于剪切方向）的情况下，我们注意到微观剪应力不一定是均匀的。在Smoluchowski方程的基础上，我们又推导出了一个均匀的剪切应力方程，从而计算出了壁面附近的局部流速。这最终导致复杂流体在壁处的滑移长度。
2014-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Origin of the Hofmeister Effect in Gelation Kinetics of Colloidal Silica
二氧化硅纳米粒子的凝胶化动力学是物理化学中的一个中心过程，但它还没有完全理解。甘氨酰时间测量增加超过4个数量级，简单地改变从CsCl到LiCl的一价盐物种。这种惊人的效果在当前的范式中没有微观解释。该趋势与Hofmeister系列一致，指出标准胶体（DLVO）相互作用势中不包括短程溶剂化效应。通过实施一个简单的形式，在一个模型，涉及到胶凝时间尺度的胶体相互作用力的短程排斥，我们能够解释在固定的盐浓度的胶凝时间的许多数量级的差异。该模型使我们能够估计的大小的非DLVO水化力，其中占主导地位的水合离子直径的长度尺度上的粒子间相互作用。这开启了通过仅仅调整背景电解质种类来精细调整纳米颗粒的凝胶化时间尺度的可能性
2015-08-27 cond-mat.soft
Statistical mechanics of a colloidal suspension in contact with a fluctuating membrane
表面效应在受限的胶体体系中普遍存在。在这里，我们报告分散的纳米粒子接近流体膜。关于静态组织的精确结果来自非粘性胶体的稀溶液。结果表明，膜的热波动扩大了密度分布，但平均胶体既不积累也不耗尽表面附近。计算了径向关联函数，由此得到了胶体间的有效对势。这种熵驱动的相互作用与我们熟悉的耗尽相互作用有许多相似之处。它被证明是总是有吸引力的范围控制的膜相关长度。势阱的深度与热能相当，但仅间接取决于膜的刚性。悬浮液的稳定性的后果进行了讨论。
2004-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural and microscopic relaxations in a colloidal glass
本研究通过多种实验技术与模拟，在宽尺度范围探究胶体玻璃老化的微观与结构弛豫，揭示其不同阶段的标度规律与动力学特征，为玻璃化转变的弛豫行为提供通用描述。
2023-08-28 cond-mat.soft
Functional colloidal micro-sieves assembled and guided above a channel-free magnetic striped film
芯片实验室设备中的胶体内含物可以用于以非侵入性方式执行分析操作。我们在这里展示了一种新的方法来实现快速和可逆的微筛分操作通过操纵和运输胶体链通过移动畴壁在磁性结构基板。我们表明，这种技术可以精确地移动和筛选非磁性颗粒，镊子微观货物或机械压缩高密度的胶体单层。
2016-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical Mechanics of DNA-Mediated Colloidal Aggregation
我们提出了一个统计力学模型的聚集在胶体系统与DNA介导的相互作用。我们用DNA的杂化自由能$ΔG$和两个依赖于模型的性质：平均DNA桥数$\left< N\right>$和有效DNA浓度$c_{eff}$，得到了两粒子结合能的一般结果.我们计算这些参数为一个特定的DNA桥接方案。所有的$n$ -聚体，包括无限的聚集体的分数，被证明是一个单一的参数直接相关的两粒子结合能的通用功能。我们明确地考虑到部分遍历性的问题所产生的缓慢的DNA结合-解结合动力学，并引入的概念的角度定位的DNA连接。通过这种方式，我们得到了DNA热力学和DNA胶体系统中的整体聚集和熔化性质之间的直接联系。该理论的结果被证明是在定量协议与最近的两个实验与微米和纳米尺寸的颗粒。PACS编号：81.16.Dn、82.20.Db、68.65.- k，87.14.Gg
2007-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-coupling theory of the glass transition for colloidal liquids in slit geometry
我们提供了一个详细的推导模式耦合方程的胶体液体限制在两个平行的光滑壁。我们介绍了不可约的记忆内核不同的松弛通道，从而扩展投影算子技术的胶体液体狭缝几何形状。调查的集体动力学以及标记粒子运动，我们证明了模式耦合功能假设相同的形式，在牛顿的情况下证实的普遍性的玻璃化转变奇异的微观动力学。
2020-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced anisotropic decay of correlations in hard-sphere colloidal glasses
通过对胶体玻璃在稳态剪切作用下微观涨落的实空间实验和计算机模拟，研究了微观涨落的空间相关性。它示出，而一个粒子的波动的分布总是各向同性的，无论剪切的相对重要性相比，热波动，它们的空间相关性表现出显着的敏感性剪切诱导和热激活松弛之间的竞争。相关性是各向同性的热为主的制度，但发展强烈的各向异性剪切占主导地位的微观波动的动力学。我们讨论的相关性，这一观察，以更好地了解剪切非晶态固体的流动不均匀性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Highly nonlinear dynamics in a slowly sedimenting colloidal gel
我们使用原始的光散射技术和具有独特光学特性的颗粒相结合，研究引力应力下有吸引力的胶体悬浮液的行为，随着时间的推移，浓度分布，速度分布和微观动力学。在压缩状态下，沉降速度随高度几乎线性增长，这意味着凝胶沉降可以完全由（时间依赖性）应变速率来描述。我们发现，微观动力学表现出显着的标度特性时，时间是由应变率归一化，表明凝胶微观结构的重组是由其宏观变形。
2011-02-25 cond-mat.soft
Correlating microscopic viscoelasticity and structure of an aging colloidal gel using active microrheology and cryogenic scanning electron microscopy
光镊（Optical Tweezers，OTs）可以探测作用在介质中的胶体粒子上的皮牛顿力，并已成功地用于研究具有内部结构的复杂系统。随着颗粒之间的静电相互作用在物理老化过程中逐渐演变，水性介质中的锂皂石粘土颗粒随时间自组装以形成微观网络。我们调查的强制运动的光学捕获的微米大小的胶体探针颗粒，悬浮在老化的锂皂石悬浮液，作为基础的锂皂石微观结构逐渐发展。我们基于OT的振荡活性微观流变学实验使我们能够研究浓度范围为2.5%w/v至3.0%w/v的老化含水粘土悬浮液中不断变化的微观结构的机械响应，并在90分钟至150分钟之间的几个老化时间。我们重复这样的振荡测量的范围内的胶体探针粒径和调查的老化悬浮液的微观流变学的探针尺寸的影响。使用低温场发射扫描电子显微镜（cryo-FESEM），我们检查的平均孔隙面积的Laponite悬浮液微观结构的各种样品浓度和老化时间。通过结合我们的OT和低温FESEM数据，我们在这里报告的第一次，尽我们所知，交叉模量和平均孔径的老化悬浮液微结构的不同悬浮液浓度和探针粒径在这里研究的负相关性。
2023-03-13 cond-mat.soft
Colloidal aggregates tested via nanoindentation and simultaneous 3D imaging
聚集态胶体的力学性能取决于粒子间电势、接触力、聚集态结构和裸粒子材料性质的相互作用。由于这些影响，宏观力学测试的实验结果大多与耗时的微观模拟相比较，而不是与分析理论相比较。本论文的目的是将宏观和微观力学数据相互联系起来，并建立简单的分析模型。采用纳米压痕结合共聚焦显微镜研究了由单分散聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）颗粒（直径1.6μm）形成的致密无定形聚集体。由此产生的宏观信息的三维聚集体结构以及微观应变场的补充。应变场与连续介质分析理论的预测结果基本一致。因此，测得的力-深度曲线可以在一个理论框架内进行分析，该理论框架经常用于原子物质如金属、陶瓷和聚合物的纳米压痕。硬度和有效弹性模量的提取值表示骨料的平均值特征。在此基础上，讨论了在颗粒间引入聚苯乙烯（PS）对颗粒间键合强度的影响。
2012-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Why Colloidal Systems can be described by Statistical Mechanics: Some not very original comments on the Gibbs paradox
胶体颗粒是可区分的。此外，它们的热力学性质是广泛的。如果人们接受N个胶体系统的构型积分必须除以N！的观点，那么统计力学就可以预测这种行为。在许多教科书中，有人认为，因子N！修正了相同粒子（在量子力学意义上）是不可区分的事实。显然，这一论点不适用于胶体。这篇文章解释了为什么，尽管如此，一切都很好。这一点以前已经提出过，但还没有被理解。我还讨论了多分散性的影响。
2013-12-03 cond-mat.soft
Colloidal Microworms Propelling via a Cooperative Hydrodynamic Conveyor Belt
本文研究了在椭圆极化旋转磁场作用下，在粘性流体中动态组装和驱动的微型胶体转子所产生的推进力。在一个封闭板附近，这种自组装的微观蠕虫的运动是由旋转的颗粒产生的协同流动引起的，这些颗粒充当了流体动力学的“传送带”。“转子链的推进速度比单个转子快，直到在诱导流加性消失的距离处达到饱和速度。通过实验和理论论证相结合，我们阐明了运动的机制，并充分表征的推进速度的字段参数。
2016-01-05 cond-mat.soft
Non-classical pathways of crystallization in colloidal systems
胶体系统提供了理想的条件来研究成核过程，无论是从实验的角度来看，由于其相对大的尺寸和长的时间尺度，从建模的角度来看，由于其相互作用的可调性。在这里，我们回顾了最近的一些工作，研究胶体结晶过程中从微观角度来看。我们特别关注的非经典途径的固体晶体的外观涉及两个（或更多）序参量的波动的成核。我们将这种非经典行为解释为位置和取向对称性破缺的解耦。然后，我们考虑成核途径如何决定从熔体成核后选择哪种多晶型。此外，我们如何研究的成核途径不仅揭示了新的光的微观成核机制，但也提供了重要的信息，关于其避免，从而表明结晶和玻璃化之间的深层联系。
2016-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational dynamics of colloidal ribbons self-assembled from microscopic magnetic ellipsoids
我们结合实验和理论来研究偶极椭球体的取向动力学，偶极椭球体自组装成细长的带状结构，由于在每个粒子中存在垂直于长轴的永久磁矩。采用溶胶-凝胶法合成了单分散的赤铁矿椭球体，并在静态或动态磁场作用下排列成带状。我们发现，在一个振荡的字段下，带重新定向垂直于场的方向，在静态场下观察到的行为相反。这一观察结果在理论上解释作为一个单一的粒子与取向和退磁场能量的相互作用的椭球链。该模型允许描述链的取向行为，并捕捉到它的动态在不同强度的致力场。理解各向异性磁性胶体的复杂动力学和组装是控制结构形成的必要步骤，其在不同的基于流体的微尺度技术中具有直接应用。
2016-07-01 cond-mat.soft
Nearly-logarithmic decay in the colloidal hard-sphere system
近对数衰减的数据中确定的均方位移的胶体硬球系统在液体玻璃化转变[v.梅根等。等人，Phys.Rev.E58，6073（1998）]。模式耦合理论解的微观运动方程与实验数据吻合较好。基于这些方程，近对数衰减被解释为β峰现象的等价物，当探针变量和密度波动之间的耦合很强时，临界弛豫的表现。在渐近展开中，从微观运动方程推导出包含修正的Cole-Cole公式，该公式描述了三十年的实验数据。
2005-02-24 cond-mat.soft
Shear-thinning in dense colloidal suspensions and its effect on elastic instabilities: from the microscopic equations of motion to an approximation of the macroscopic rheology
在其玻璃化转变附近，致密的胶体悬浮液在实验时间尺度上获得弹性性质。我们调查的粘弹性流动不稳定性在弯曲的几何形状，这种材料的可能性。为此，我们首先提出了一个通用的策略，扩展第一性原理的方法的基础上，预测到慢变量（到目前为止，仅限于严格均匀流），以处理不均匀性。特别是，我们分离的平流的微观结构的流动，在起源的波动平流项，从内在动力学。由于所涉及的方程的复杂性，我们选择了一个急剧简化的理论，以建立其潜在的描述不稳定性。这些非常强的近似导致本构方程的白色Metzner类，其参数与实验测量的玻璃形成的胶体分散体的宏观流变学拟合。该模型适当占剪切稀化性能的分散体，但是，由于近似，描述是不完全定量的。最后，我们进行了线性稳定性分析的实验相关的圆柱形（泰勒-库埃特）的几何形状的流动，并提供证据表明，剪切变稀强烈稳定的流动，这可以解释为什么粘弹性不稳定性没有观察到稠密的胶体悬浮液。
2015-08-19 cond-mat.soft physics.class-ph
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
Equation of state for the edge flow of chiral colloidal fluids
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Université Paris Cité & CNRS (UMR 7057)（巴黎西岱大学及法国国家科学研究中心）；Entalpic（恩塔尔皮克公司）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
研究非平衡被动和活性各向异性胶体流体在边界处出现的复杂界面电流，揭示其与 bulk 物理量的关系，并对比被动和活性系统中边缘电流的微观起源。
2026-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of active fluctuations on energetics of a colloidal particle: superdiffusion, dissipation and entropy production
我们考虑一个胶体粒子浸泡在一个活性浴，并推导出一个Smoluchowski方程，支配胶体粒子的动力学。我们称之为主动Smoluchowski方程。我们的分析的基础上，这个积极的Smoluchowski方程显示了短时间的超扩散行为，强烈依赖于活动。我们的模型还预测了一个非单调的依赖平均能量耗散对时间，活动引起的动态签名。通过引入一个与频率相关的有效温度，我们表明，熵产生的平均速率是与时间相关的不同于热系统。这些异常的主要原因是没有任何波动耗散定理的有源噪声。我们还评论如何微观细节的活动可以扭转的趋势，平均能量耗散和平均熵产生率。
2019-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear mechanics of colloidal gels: creep, fatigue and shear-induced yielding
胶体凝胶是由悬浮在液体中的具有吸引力的颗粒聚集而成的，其尺寸范围从10 nm到几微米。这样的凝胶在日常生活应用中是普遍存在的，从食品到油漆或建筑材料，特别是由于它们容易“产生”，即，在弱的外部载荷作用下从固体变成液体。因此，了解和控制胶体凝胶的机械响应是至关重要的。然而，根据系统的细节，所得到的凝胶网络呈现不同的微观结构组织，这可能导致广泛不同的机械响应。这提出了重要的挑战，在充分表征屈服和揭示机制的非线性响应的胶体凝胶。在本文中，我们区分两类胶体凝胶分别显示可逆屈服，其中的凝胶网络的改革后，负荷释放，和不可逆屈服，其中的网络被完全破坏，通过骨折和相分离。这种广泛的，经验的区别是通过流变学和局部实验在介观尺度，网络特征尺寸和样品尺寸之间的中间。我们进一步讨论了如何从蠕变和疲劳实验中获得的观测值可以建模，以预测屈服和突出开放的问题和未来的研究方向在该领域。
2020-11-13 cond-mat.soft
How to reduce the crack density in drying colloidal material?
胶态分散体的干燥可导致定义为在溶剂中饱和的多孔基质的凝胶相。在干燥过程中，会产生很高的机械应力。当这些应力超过材料的强度时，它们可以在形成裂纹时释放。这一过程在很大程度上取决于材料的机械性能和凝胶的固结方式。在本文中，我们给出了实验证据，在固化膜中形成的裂纹的数量取决于干燥速率，溶剂的性质和胶体颗粒的机械性能。
2013-02-14 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
Simultaneous measurement of the microscopic dynamics and the mesoscopic displacement field in soft systems by speckle imaging
由于热能的作用，软物质系统如胶体悬浮液、乳液、聚合物和生物组织的组分经历微观随机运动。它们也可能经历在介观或宏观长度尺度上相关的漂移运动，\textit{e.g.}响应于内部或施加的应力或在流动期间。提出了一种同时测量微观运动和介观或宏观漂移的新方法。该方法是基于时空交叉关联函数的散斑图案中采取的成像配置的分析。该方法进行了测试上的翻译布朗悬浮液和剪切胶体玻璃。
2013-06-18 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
Elastic response of colloidal smectics: insights from microscopic theory
本文基于体积排斥模型提出硬棒近晶相的通用状态方程，并研究其层压缩与弯曲弹性，通过引入骨架柔性实现了与丝状病毒棒实验的定量吻合，揭示胶体近晶相层压缩显著更软而弯曲代价相当。
2023-04-26 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
Molecular engineering of chiral colloidal liquid crystals using DNA origami
建立对微观构建块的形状和相互作用的精确控制对于设计具有新颖结构、光学和机械性能的宏观软材料是必不可少的。在这里，我们展示了强大的组装成胆甾相液晶，一维超分子扭曲带和二维胶体膜的DNA折纸丝。DNA“折纸”技术提供的精细控制在微观细丝结构和宏观螺距之间建立了定量关系。此外，它还能够实现1D扭曲带的稳健组装，其表现为有效的超分子聚合物，其结构和弹性特性可以通过控制基本构建块的几何形状来精确调节。我们的研究结果表明，DNA折纸技术和胶体科学之间的潜在协同作用，其中前者允许快速和强大的合成复杂的颗粒，后者可用于组装成散装材料的颗粒。
2017-05-24 cond-mat.soft
Microscopic theory for the pair correlation function of liquidlike colloidal suspensions under shear flow
我们提出了一个理论框架，以调查集中的硬球胶体悬浮液在强剪切流下的微观结构，充分考虑对流扩散的边界层结构。利用匹配渐近法，分别在立体角的压缩扇区和拉伸扇区求解了带剪切的Smoluchowski方程。一个适当的，虽然近似的，在不同的部门的水动力相互作用的治疗，使我们能够构建一个潜在的平均力包含流场对相关性的影响。我们将得到的对势插入到Percus-Yevick关系中，并使用后者作为封闭来求解Ornstein-Zernike积分方程。对于一个很宽的范围内的填充分数$η$和Péclet（$\textrm{Pe}$）数，我们计算对关联函数和提取其值在接触的标度律。对于所有考虑值的$\textrm{Pe},$，我们观察到一个非常好的协议之间的理论研究结果和数值结果从文献中，相当大的值的$η.$的理论预测一致的增强结构因子$ S(k)$在$k \to 0,$后，增加$\textrm{Pe}$数。我们认为，这种行为可能是信号的发病相变从各向同性相到一个非均匀的，由外部剪切流引起的。
2022-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strand plasticity governs fatigue in colloidal gels
固体的重复加载导致微观结构损伤，最终导致灾难性的材料失效。虽然对几乎所有材料的稳定性构成重大威胁，但疲劳的微观起源，特别是软固体，仍然难以捉摸。在这里，我们探讨疲劳的胶体凝胶作为原型不均匀的软固体相结合的实验和计算机模拟。我们的研究结果揭示了机械载荷如何导致不可逆的股线拉伸，这将松弛建立到网络中，在小应变下软化固体，并在较大变形下引起应变硬化。因此，我们发现，微观塑性管辖疲劳在更大的尺度。这就产生了一个新的图片疲劳在软热固体，并要求新的理论描述的软凝胶力学，其中考虑到局部塑性。
2017-09-11 cond-mat.soft
Engineering of frustration in colloidal artificial ices realized on microfeatured grooved lattices
人工自旋冰系统，即相互作用的单畴铁磁岛的晶格，迄今已被用作晶格拓扑引起的挫折的微观模型，允许自旋排列和纹理的直接可视化。然而，工程的挫折冰状态，其中个人的自旋可以在原地操纵和实时观察他们的集体动力学仍然是两个具有挑战性的任务。受最近理论进展的启发，在这里，我们实现了一个人工自旋冰系统的胶体版本，使用相互作用的可极化粒子局限于晶格中的引力陷阱。我们定量地表明，冰的选择规则出现在这个受挫的软物质系统通过调整微观单元之间的对相互作用的强度。通过对粒子位置和偶极耦合的独立控制，我们引入了类螺旋缺陷和弦，并使用具有定义的手性的环作为存储二进制信息的基本单元。
2016-02-02 cond-mat.soft
Rejuvenation and overaging in a colloidal glass under shear
我们报告的修改提交剪切的胶体玻璃的微观动力学。我们使用多散斑扩散波光谱来监测样品受到各种应变后自发慢弛豫过程的演变。我们发现，高剪切恢复活力的系统，并加快其动态，而适度的剪切overage系统。我们分析这一现象的Bouchaud的陷阱模型的框架内。
2002-03-15 cond-mat.soft
Cholesterics of colloidal helices: Predicting the macroscopic pitch from the particle shape and thermodynamic state
建立一个通用的理论框架来描述（胶体）液晶中宏观手性的微观起源是一个长期的挑战。在这里，我们结合经典的密度泛函理论与Monte Carlo计算的维里型系数，获得平衡的螺距作为热力学状态和微观细节的函数。应用硬螺旋的理论，我们观察到的右手和左手的双相粒子的几何形状和系统密度依赖于一个微妙的组合。特别是，我们发现，熵单独甚至可以导致一个（双）反转在扭曲的螺旋意义上改变包装分数。我们展示了单粒子性质（形状）和热力学（局部排列）之间的竞争如何决定宏观手性行为。此外，通过扩大我们的自由能功能，我们能够评估，定量，斯特雷的弱手性理论，在几个早期的研究。此外，通过将我们的理论扩展到不同的溶致和热致液晶模型，我们分析了额外的软相互作用对螺旋手性行为的影响。最后，我们提供了一些更复杂的手性相，如扭曲弯曲向列相的描述准则。我们的研究结果提供了新的见解熵的作用，在这种状态的物质的微观起源。
2014-12-03 cond-mat.soft
Dynamical density functional theory for colloidal particles with arbitrary shape
从多粒子Smoluchowski方程出发，导出了任意形状布朗粒子的动力学密度泛函理论。被动和主动（自推进）粒子被认为是。由此产生的理论构成了一个微观框架，探讨集体动力学行为的双轴粒子在非平衡状态。对于球形和单轴粒子，早期推导的动力学密度泛函理论恢复为特殊情况。我们的研究动机是最近的实验进展，制备胶体粒子与许多不同的双轴形状。
2011-06-12 cond-mat.soft
Decoupling between thermodynamics and dynamics during rejuvenation in colloidal glasses
我们年轻化良好的年龄准2D二元胶体玻璃的热循环，并系统地测量在年轻化的统计响应和粒子级的结构演变。虽然模量和玻色子峰随着循环次数的增加而不断恢复，但均方位移（MSD）在不同组的热循环之间显著波动。晶体演化和动力学演化之间的解耦表明不同的玻璃体性质具有不同的微观起源。我们发现，一小部分的热循环引发的结构重排可以改变整个弹性连续体，并导致显着的热力学再生，而局部缺陷可以激活和失活的位置接近的重排具有显着的高迁移率的变化，从而导致在波动的动力学，即使只有约10%的粒子作为快速区域。我们的研究结果提供了一个全面的图片的微观机制下的散装玻璃复兴，这可以很容易地用来细化玻璃的性能或制定进一步的统计理论在玻璃系统。
2018-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluid Mechanical and Electrical Fluctuation Forces in Colloids
流体速度的波动和电场的波动都可能引起作用在胶体悬浮液中的小颗粒上的力。这种力部分地决定了胶体的热力学稳定性。在经典统计热力学水平上，流体速度和电场对力的贡献在大小上是相当的。当考虑量子涨落效应时，电涨落引起的范德华力占主导地位，由纯流体力学运动引起的范德华力。详细地应用物理原理的情况下的胶体颗粒的吸引力的壁的悬浮液容器和更简单的情况下的胶体颗粒之间的力。
2004-10-06 cond-mat.soft
Tracking microscopic irreversibility during yielding of a colloidal fractal gel with Rheo-Echo-XPCS
ESRF, The European Synchrotron（欧洲同步辐射光源）；ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂师范学院，法国国家科学研究中心，物理实验室）；C3M, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（C3M，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LRP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，格勒诺布尔理工学院，L RP）；Department of Polymer Engineering, IPC, University of Minho（米尼奥大学，聚合物工程系，IPC）
通过引入流变回波X射线光子相关光谱（rheo-echo-XPCS），直接测量碳黑胶体分形凝胶在屈服过程中不可逆纳米尺度动力学，发现去相关速度与损耗正切成线性关系，并揭示结构从压缩指数到拉伸指数的演变。
2026-06-12 cond-mat.soft
Three-dimensional ultrasonic colloidal crystals
胶体组装是制备功能材料的一种有效方法。在这篇文章中，我们描述了声辐射力如何引导胶体颗粒组装成结构，作为新型声学元器件中的微观元件或作为声子晶体。使用一个简单的三维正交系统，我们表明，具有正交对称性的胶体结构的多样性，可以组装兆赫兹频率（MHz）的驻波压力波。这些结构允许快速调整声学特性，并为动态超材料应用提供了新的平台。
2015-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Origin of similarity of phase diagrams in amphiphilic and colloidal systems with competing interactions
我们发现，两亲性和胶体系统的竞争相互作用可以描述相同的Landau-Brazovskii功能。该泛函是通过一个系统的粗粒化过程应用于各向同性相互作用势系统获得的。微观表达式中的功能的系数推导。我们提出了简单的标准来区分有效的粒子间电位，可以导致宏观或微观偏析。我们的考虑也涉及带电的球状蛋白质在水溶液和其他系统的有效短程吸引长程排斥相互作用。
2013-08-14 cond-mat.soft
Thermophoretically induced large-scale deformations around microscopic heat centers
选择性地加热嵌入软弹性基质中的微观胶体颗粒是具有高度实际相关性的情况。例如，在高温癌症治疗期间，加热的磁性胶体颗粒周围的细胞组织被破坏。软弹性聚合物基体上的实验表明，一个非常长的范围内，非衰减的径向分量的热致位移场周围的微观热中心。我们从理论上证实了这一猜想，使用宏观流体动力学双流体描述。热泳效应和弹性效应都包括在这个理论中。事实上，我们发现，环境的弹性可以导致实验观察到的嵌入矩阵中的大规模径向位移。更多的实验证实了弹性的核心作用。最后，在实验中的位移场的线性衰减的径向分量归因于实验样品的有限尺寸。在修正的边界条件下，我们的理论分析也得到了类似的结果。
2016-04-19 cond-mat.soft
Comment on "Probing the equilibrium dynamics of colloidal hard spheres above the mode-coupling glass transition"
在信[PRL 102，085703（2009）]中，Brambilla等人声称在高于模式耦合理论（MCT）的临界填充分数的胶体硬球中观察到活化动力学。通过进行微观MCT计算，我们表明，在他们的系统中的多分散性转移的临界填充分数以上的值由van Megen等人确定的。对于较少的多分散性样品，数据与理论一致，除了，可能的，最高的填充分数。
2010-10-14 cond-mat.soft
Anisotropic Cage Evolution in Quasi-two-dimensional Colloidal Fluids
本文通过实验研究准二维胶体流体中笼的各向异性演化，揭示不同区域粒子对笼的持续与松弛的差异贡献，为受限复杂流体的结构松弛提供了粗粒化微观机制解释。
2024-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Linking particle dynamics to local connectivity in colloidal gels
胶体凝胶是异质网络固体的典型例子，其复杂的性质由热活化动力学控制。在这封信中，我们通过实验建立了单个粒子的间歇动力学与它们的局部连通性之间的联系。我们解释我们的实验与模型，描述单粒子动力学的基础上高度合作的热脱粘。该模型，在定量协议与实验，提供了一个微观图片的结构起源的动态异质性胶体凝胶和揭示了新的光结构和复杂的力学之间的联系，这些异质固体。
2016-12-02 cond-mat.soft
Microscopic Theory of Nonlinear Rheology and Double Yielding in Dense Attractive Glass Forming Colloidal Suspensions
本文针对稠密吸引性胶体悬浮液提出自洽微观理论，耦合键断裂与去笼效应，揭示阶跃剪切下塑性响应、静态屈服和双重屈服三种瞬态行为，解释了多种实验现象。
2025-03-10 cond-mat.soft
Microscopic theory for the phase separation of self-propelled repulsive disks
最近的实验胶体悬浮液的动机，我们研究分析和数值模拟的微观模型缺乏对齐相互作用的自推进粒子。在这个模型中，即使是纯粹的排斥相互作用，导致相分离的动力学不稳定性已被报道。从多体Smoluchowski方程出发，我们发展了一种基于新的封闭格式的平均场描述，并推导出有效的流体动力学方程。我们表明，微观起源的不稳定性是一个力的不平衡，由于各向异性对分布导致自陷。相图可以用两个量来理解：最小驱动力和力不平衡。在足够高的推进速度下，会有一个重新进入无序流体的入口。
2013-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Work extraction and performance of colloidal heat engines in viscoelastic baths
嵌入流体中的胶体粒子可以作为一个微观热机，通过一系列的循环变换施加一个光阱。当周围介质为粘弹性时，我们研究了这种布朗发动机的运行模型，这赋予了粒子动力学记忆摩擦。我们分析了流体的弛豫时间对有限时间斯特林循环下胶体发动机性能的影响。我们发现，由于粘弹性流体中的摩擦的频率依赖性，由发动机提供的平均功率和其效率可以大大提高相比，在粘性环境中具有相同的零剪切粘度。此外，随着流体弛豫时间的增加，发动机可以输送正功率输出的循环时间的间隔变宽。我们的研究结果揭示了布朗热机在复杂流体中所经历的摩擦瞬态行为的重要性，当由有限持续时间的热力学循环驱动时，这是不可忽视的。
2021-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tagged-particle dynamics in confined colloidal liquids
我们提出的标记粒子动力学的数值结果，解决模式耦合理论在受限几何胶体液体（cMCT）。我们表明，无论是微观动力学，也不是中间散射函数的类型定性地改变在玻璃化转变附近的渐近动力学。特别是，我们发现在低频磁化率谱，我们解释为平行弛豫足迹的限制类似的特点。我们推导出预测的本地化长度和缩放的扩散系数在过冷制度，并发现一个显着的非单调依赖的限制长度。对于稀释液体的流体动力学极限，我们计算的中间散射函数，这是在完美的协议与事件驱动的布朗动力学模拟的解析表达式。由此，我们推导出一个表达式的持续反相关的速度自相关函数（VACF）的限制运动。使用数值计算结果的cMCT方程的VACF，我们还确定了一个交叉之间的不同缩放对应的过渡从无约束到约束的行为。
2021-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory-induced alignment of colloidal dumbbells
本研究通过实验与理论探究黏弹性流体中胶体哑铃的瞬态反冲动力学，发现流体弛豫引发的角度重取向及垂直驱动方向时的涨落放大阻挫态，结果与朗之万描述和微观浴棒模型吻合，为不对称物体在黏弹性流体中的运动研究提供参考。
2023-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical response of a thick poroelastic gel in contactless colloidal-probe rheology
当刚性物体接近粘性流体中的软材料时，在润滑接触区域中产生流体动力应力，并使软材料变形。弹性形变又改变了流动，因此产生了软润滑耦合。此外，软弹性体和凝胶通常是多孔的。这些材料可以填充有溶剂或未交联的聚合物链，并且可能对周围的流体是可渗透的，这进一步使描述复杂化。在这里，我们推导出一个半无限的和可渗透的多孔弹性基板的点力响应。然后，我们使用这个基本的解决方案，以解决特定的多孔弹性润滑耦合与非接触式胶体探针方法。特别是，我们推导出保守和耗散组件的力与振荡的垂直运动的一个球体接近多孔弹性基板。我们的研究结果可能是相关的动态表面力装置和非接触式胶体探针原子力显微镜实验软，活的和/或脆弱的材料，如溶胀的水凝胶和生物膜。
2022-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Connecting short and long time dynamics in hard-sphere-like colloidal glasses
玻璃形成材料的特征在于在微观尺度上的间歇运动。粒子大部分时间都在它们的邻居形成的笼子里嘎嘎作响，很少跳到另一个笼子里。在分子玻璃形成器中，跳跃特征的温度依赖性，例如平均笼化时间和跳跃长度，表征弛豫过程，并允许对扩散率进行短时间预测。在这里，我们实验研究笼跳跃运动的二维硬球状胶体悬浮液，其中的体积分数是相关的参数控制的动力学减慢。我们表征的笼跳跃功能的体积分数依赖性，并表明，在分子系统中，它们允许一个短时间的扩散率预测。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow dynamics of a colloidal lamellar phase
我们用X射线光子相关光谱研究的血小板悬浮液的层状相的颗粒浓度的函数的动态。我们测量的集体扩散系数沿导演的阶段，在长度尺度下的粒子间的距离，并量化的颗粒之间的流体动力学相互作用。这种相互作用随着浓度的增加而发生，可以用一个简化的模型定性地描述。在流体和凝胶状层状相之间的过渡处没有观察到微观结构或动力学的变化。
2015-04-06 cond-mat.soft
Dynamic interfaces for contact-time control of colloidal interactions
了解胶体颗粒之间的多体相互作用的平衡有着深远的影响，如胶体自组装的动力学过程。然而，传统的胶体相互作用在胶体时间尺度上是有效的准静态的，并且不能被调制出平衡。动态调节胶体接触过程中相互作用的机制可以为自组装和材料设计提供新的途径。在这项工作中，我们开发了一个框架的基础上聚合物涂层的胶体和证明，在平面表面流动性和机械松弛的聚合物在胶体接触界面，使一个有效的，动态的相互作用。结合分析理论，模拟和光镊实验，我们展示了精确控制的动态对相互作用的范围内的皮牛顿力和秒的时间尺度。我们的模型可用于工程胶体通过接口调制和非平衡处理的胶体自组装动力学和热力学的精细控制。
2023-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Measuring multisubunit mechanics of geometrically-programmed colloidal assemblies via cryo-EM multi-body refinement
本研究提出利用冷冻电镜和RELION多体精修测量DNA折纸亚基组装体力学特性的方法，提取的参数可预测组装结果，为纳米材料组装设计提供新路径。
2025-01-16 cond-mat.soft
Colloidal phoresis in two-dimensional odd fluids
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Wenzhou University（温州大学）
研究揭示在奇流体中，胶体粒子可沿或逆热力学梯度迁移，实现垂直于梯度的奇电渗现象，通过mesoscale模拟验证了奇扩散电渗和奇热电渗的物理机制。
2026-09-01 cond-mat.soft
