Diffusion of charged rods across 3D varying section channels
KU Eichstätt-Ingolstadt（艾希施泰滕因戈尔施塔特大学）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心赫尔姆霍茨可再生能源埃尔朗根研究所）
本研究通过Fick-Jacobs近似推导了带电杆状粒子在三维变截面通道中的一维有效输运模型，发现其平均首次通过时间与点粒子遵循同一普适主曲线，为预测各向异性粒子输运时间提供了简化框架。
2026-09-25 cond-mat.soft
Anomalous Buckling of Charged Rods
非屏蔽静电相互作用对带电杆屈曲不稳定性的发生产生深远的影响。当这种相互作用是unscreened，阈值的压缩力需要诱导屈曲是独立的杆长度足够长的杆。在中等长度杆的情况下，临界屈曲力从经典的长度平方反比关系跨越到渐近长度无关形式，随着杆长的增加。有人建议，这种效果可能会导致“机电”硬化的纳米管，这将允许相对较长的部分，他们被用作原子力探针的可能性。
2003-08-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Columnar versus smectic order in systems of charged colloidal rods
本文研究了单分散、刚性、带电杆体系中非均匀液晶态的稳定性。通过对带电棒在强非线性状态下的Onsager自由能的分岔分析，研究了向列-近晶和向列-柱状不稳定性随德拜屏蔽长度的变化.虽然向列相-近晶相转变清楚地预先emits的向列相-柱状一个在政权的强屏蔽显着的稳定性的六方柱秩序观察到在较大的屏蔽长度。基于汤川模型的布朗动力学计算机模拟结果证实了理论结果。我们的研究结果连接到烟草花叶病毒棒的实验，特别是，但可能是相关的软棒状介晶在强外部定向领域一般。
2007-03-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Unveiling Crystalline Order from Glassy Behavior of Charged Rods at Very Low Salt Concentrations
本文结合 SAXS、光学实验与模拟，发现极低盐浓度下带电棒状胶体会从向列相直接转变为曾被误认为玻璃态的近晶-B晶体相。
2025-02-26 cond-mat.soft
Line defects in nematic liquid crystals as charged superelastic rods with negative twist--stretch coupling
本研究将向列液晶中的线缺陷建模为超弹性杆，通过理论、模拟和实验测量其弹性模量，发现负扭转-拉伸耦合，并建立有效弹性理论以理解其变形。
2023-12-22 cond-mat.soft
Attraction and ionic correlations between charged stiff polyelectrolytes
我们使用分子动力学模拟来研究吸引力的相互作用和潜在的离子之间的相关性平行的带电杆在没有额外的盐。对于一个通用的散装系统的杆，我们确定了减少短程排斥的负渗透系数的起源。抗衡离子显示出一个弱的三维秩序的吸引力制度的迹象，只有一次棒施加的电荷不均匀性被划分出来。我们还处理的情况下，吸引力的一对杆的几个选定的线电荷密度和杆半径。测量的个人贡献之间的密切杆的力作为一个函数的Bjerrum长度进行了研究。我们发现，即使在足够高的Bjerrum长度的总力总是吸引力，静电的贡献，最终可以成为排斥。我们还测量了方位角和纵向关联函数来回答这个问题如何凝聚离子分布相对于彼此和相邻的棒。例如，我们表明，普遍的相互联锁离子的图像是定性正确的，即使修改由于热波动通常是强大的。
2002-06-10 cond-mat.soft
Transport of neutral and charged nanorods across varying-section channels
我们研究了嵌入在变截面通道中的中性和带电棒的动力学。通过系统的近似，我们推导出的局部扩散系数的几何形状和杆的电荷的依赖。这种微观的洞察力使我们能够提供预测的渗透率的变截面通道杆不同的长度，纵横比和收费。我们的分析表明，带电棒的动力学是敏感的通道的几何形状，它们的运输可以通过调整限制壁的形状和棒的电荷来控制。有趣的是，我们发现，通道的磁导率并不单调依赖于杆的电荷。这为分离带电棒的新机制提供了可能性。
2020-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Calculation of the electrostatic energy of two charged helices on rods in a generalized braid geometry
这是一份技术文件，概述了两个杆之间的静电相互作用能的计算，其中两个杆上有电荷螺旋，形成一个辫子。我们在这里处理屏蔽静电。一个一般的编织几何被认为是，虽然获得当地的能量表示的杆的曲率被认为是小的。进一步的近似小倾角。这是[R. Cortini等人，Biophys. J. 101 875（2011）]，使用不同的计算方法，其中不需要先验地假设编织物几何形状。
2013-02-11 cond-mat.soft math-ph math.MP
Nematic phase transitions in mixtures of thin and thick colloidal rods
我们提出了第一个实验测量的各向同性和双相的混合物薄，带电半柔性FD病毒，厚，FD-PEG创建共价接枝聚（乙二醇）的FD，杆的表面。FD-PEG是空间稳定的，其相行为与离子强度无关。FD充电。因此，通过改变fd和fd-PEG的混合物的离子强度，仅裸fd棒的有效直径改变，随后将有效直径比（d=D_fd-PEG/D_fd）从3.7改变至1。在溶液中，FD和FD-PEG的二元混合物显示出各向同性的，双相的和向列相共存的浓度增加。我们测量的二元相图的组成，总浓度和离子强度的函数。我们发现了一个较低的临界点，在向列相-非向列相共存的区域，这是以前没有观察到的。这些实验结果解决了文献中关于向列相分离随浓度变化的争论。实验结果定性描述的重新缩放Onsager型理论的二元棒混合物的相行为。
2004-09-15 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
Phase diagrams of charged colloidal rods: can a uniaxial charge distribution break chiral symmetry?
我们构建相图内的第二维里近似作为棒浓度，盐浓度和胶体电荷的函数的带电棒状胶体。除了预期的各向同性的，双相过渡，我们还发现参数制度与双相和第二，更高度对齐的双相共存，包括各向同性的双相-双相三相点和向列相-双相临界点，这都可以解释的扭曲效应。我们计算弗兰克弹性常数，看看扭转弹性常数是否可以成为负的，这将表明自发形成一个双相的可能性。虽然扭转效应降低了扭转弹性常数，但我们发现它始终保持正值。此外，我们发现，对于有限的纵横比杆的扭转弹性常数也总是积极的，这样就没有证据的手征对称性打破由于单轴电荷分布。
2016-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Isotropic-nematic phase equilibria of polydisperse hard rods: The effect of fat tails in the length distribution
我们研究了长度多分散性硬棒的相行为，在一个简化版本的Onsager模型内处理。我们给出了一个详细的描述系统的不寻常的相位行为时，杆长分布有一个“脂肪”（如对数正态）的尾巴到一些有限的截止。系统中相对大量的长杆强烈地影响相行为：各向同性云曲线，它定义了随着密度的增加，第一次出现一个无定形相的地方，表现出一个扭结;在这一点上，共存的无定形阴影相的性质不连续地变化。尽管长度分布是单峰的，但在云曲线的扭结附近存在一个狭窄的三相各向同性-双相共存区。在大截止极限下，给出了各向同性云曲线和各向同性阴影曲线的理论推导。这两条曲线在极限处相互折叠。共存的各向同性相和均质相基本上是相同的，唯一的区别是均质相包含更多的最长的棒;较长的棒也是唯一显示出任何显着均质有序的棒。有限但大的截止的数值结果支持的理论预测的渐近标度的所有量的截止长度。
2002-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical and Experimental Adsorption Studies of Polyelectrolytes on an Oppositely Charged Surface
利用自组装技术，X射线反射率测量，和计算机模拟，我们研究了带电聚合物棒和表面之间的有效相互作用。长时间的布朗动力学模拟被用来测量有效的粘附力作用在杆上的模型组成的平面阵列的均匀带正电的，刚性杆和带负电的平面基板中的存在下，明确的一价抗衡离子和添加的一价盐离子在一个连续的，各向同性的电介质。该静电模型预测了一个有吸引力的聚合物表面粘附力，这是弱依赖于散装盐浓度，并显示公平的协议与德拜-休克尔近似的大离子相互作用在盐浓度接近0.1 M。互补的X-射线反射率实验聚（二烯丙基二甲基铵）氯化物（PDDA）单层膜上的原生氧化硅显示，单层结构，电子密度和表面粗糙度同样是独立的溶液的体离子强度。
1999-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The influence of charge and flexibility on smectic phase formation in filamentous virus suspensions
我们提出了实验测量的胆甾-近晶相变的带电半柔性杆的悬浮液作为杆的灵活性和表面电荷的函数。杆状颗粒由噬菌体M13和密切相关的突变体组成，这些突变体在结构上与该病毒相同，但在轮廓长度上不同，因此在持续长度与轮廓长度的比率上不同，或者在表面电荷上不同。表面电荷以两种方式改变：通过改变溶液pH和通过将M13与{ \it fd}病毒进行比较，所述{ \it fd}病毒是一种突变体，其与M13的不同之处仅在于每个病毒外壳蛋白的中性氨基酸被单电荷氨基酸取代。相图测量作为粒子长度，粒子电荷和离子强度的函数。实验结果与现有的理论预测的柔性杆和带电杆的相位行为进行了比较。与各向同性-近晶相转变相反，在高离子强度下理论和实验一致，向列相-近晶相转变表现出复杂的电荷和离子强度依赖性，与预测的相行为显著不同。这些意想不到的结果可能的解释进行了讨论。
2006-01-23 cond-mat.soft
Biaxial nematic phase stability and demixing behaviour in monolayers of rod-plate mixtures
我们从理论上研究的硬棒-板混合物的单分子膜的相行为，使用基本测量密度泛函的限制取向（Zwanzig）近似。我们认为这两个物种是受一个有吸引力的潜力成正比的颗粒接触面积的表面上，并与吸附强度，取决于物种类型。颗粒具有板状形状，使用对称标准选择尺寸：相同体积和相同纵横比$κ$。计算了$κ=10$、20和40以及不同吸附强度值的相图。对于小的吸附强度的混合物表现出二阶单轴向列-双轴向列的过渡杆$0\leq x\lesssim 0.9$的摩尔分数。在单轴取向相，棒和板的粒子轴分别垂直和平行于单层排列。在过渡区，板块轴的取向对称性被打破，它们的取向平行于表面上的指向矢。对于大的和相等的吸附强度的混合物在低压下分层成单轴的双相，丰富的板，和双轴的双相，丰富的杆。这种分层位于两个三临界点之间。此外，在较高的压力和在板丰富的相图的一部分，该系统表现出强烈的一阶单轴向列-双轴向列相变与一个大的密度共存间隙。当棒吸附相当大而板吸附很小时，向双轴晶相的转变总是二级的。在非常高的压力下，混合物可以有效地被识别为正方形和矩形的二维混合物，其再次在某个临界点以上分层。我们还研究了均匀相的相对稳定性与密度调制的近晶，柱状和结晶对称性。
2016-07-22 cond-mat.soft
Equation of State of Charged Rod Dispersions
本文通过将SLO理论的有效直径引入标度粒子理论，推导带电硬球柱体分散体系的自由体积分数和渗透压表达式，并与蒙特卡洛模拟对比，验证了该方法在德拜长度较小且电荷密度较高时的准确性。
2023-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Effect of sample height and particle elongation in the sedimentation of colloidal rods
本文从理论上研究了引力场对不同长宽比杆的胶体悬浮液平衡行为的影响。系统的体相用解析状态方程描述。然后通过沉降路径理论将引力场结合起来，该理论假设样品在每个高度处的局部平衡条件。由于引力场的存在，体唯象学得到了极大的丰富。在一个悬浮的细长棒与五个稳定的阶段在散装，引力场稳定多达15个不同的堆叠序列。样品高度对稳定堆积顺序有重要影响。当在恒定的胶体浓度下增加样品高度时，不同体相的新层出现在顶部、底部或同时出现在顶部和底部。我们还研究了在质量多分散悬浮液中的沉降，其中所有杆具有相同的形状，但不同的浮力质量。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cohesive energy, stability and structural transitions in polyelectrolyte bundles
一个由均匀带电的、无限细的、装饰有有序排列的抗衡离子的棒组成的晶格，当棒之间的间距变化时，会表现出反常的行为。特别是，逆晶格经历了一系列的结构剪切，或“倾斜”，相变之间的杆间距减少。这种行为相对于包装的生物相关的聚电解质分子的潜在影响进行了评论。
2003-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Merons Mediate Re-Ordering of Curved Rods Under Shear Flow
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本研究通过分子动力学模拟发现，沿螺旋轴剪切向列扭曲-弯曲相会产生merons缺陷，这些缺陷作为拓扑机器重排棒取向，为控制merons和设计功能材料提供新机制。
2026-09-21 cond-mat.soft
Hard rods in a cylindrical pore: the nematic-to-smectic phase transition
本文用Onsager的第二维里理论研究了圆柱约束对平行硬棒系统相行为的影响。硬杆表示为直径为$D$且长度为$L$的硬圆柱体，而圆柱形孔为直径为$W$的无限大。壁和杆之间的相互作用是硬排斥的，并且假定分子平行于孔的表面（平面锚定）。在非常窄的孔隙（$D<W<2 D$）中，结构是均匀的，系统表现为一维Tonks气体。对于较宽的孔，由于壁-颗粒相互作用导致平均排除体积降低，因此出现不均匀的流体结构。大块向列-近晶A相变被不均匀的向列相和近晶A相之间的转变所取代。近晶相相对于介晶相是不稳定的，以减小孔宽度;这种效应对于$W<10 D$变得显著。对于$W>100 D$，由于壁的短程效应（$\sim 3-4D$），体相和受限流体的结果一致。
2013-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase equilibria in the polydisperse Zwanzig model of hard rods
我们研究的相位行为的悬浮液的硬棒的Zwanzig模型，允许在杆的长度的多分散性。尽管模型的简化性质（杆被限制为沿着三个正交轴之一），结果同意定性与实验观察：共存区域显着扩大的多分散性增加，并发生强烈的分馏，与长杆发现优先在α相。这些结论是通过对精确的相平衡方程的分析得到的。在本文的第二部分中，我们考虑了最近发展的“矩自由能方法”的多分散Zwanzig模型的应用。即使该模型包含非保守的密度，由于取向的自由度，大多数的精确性声明（关于相共存，旋节线，临界点的发病），以前导出的系统与保守的密度仍然有效。随着描述中保留越来越多的附加矩，从矩自由能得到的结果的准确性增加。我们将展示如何在不依赖于确切结果的知识的情况下监测这种精度的增加，并讨论了一种自适应技术，用于最佳地选择额外的时刻。
2000-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions in nanoconfined binary mixtures of highly oriented colloidal rods
我们分析了一个二元混合物的胶体平行硬圆柱形颗粒具有相同的直径，但不同的长度$L_1$和$L_2$，与$s=L_2/L_1=3$，局限于两个平行的硬壁在一个平面的狭缝孔的几何形状，使用一个基本的-测量密度泛函理论。该模型提出了一阶和二阶N-S体转变和S-S分层的近晶（N）相和两种类型的近晶（S）相，以及在单个硬壁处的表面行为，该表面行为包括由无限数量的表面诱导分层（SIL）转变介导（或不介导）的S相的完全润湿。本文研究了约束对该模型胶体流体混合物的影响。由于三个相关长度尺度之间的竞争，限制导致相图中的深刻变化：孔宽度$h$、近晶周期$d$和长度比$s$。四个主要影响被确定：（i）二阶体N-S跃迁被抑制。(ii)分层转变受到微弱的影响，在$μ_1-μ_2$（化学势）平面上有小的位移。(iii)在某些情况下，发生在两个封闭的单组分流体中的封闭诱导分层（CIL）转变与分层转变合并。(iv)表面诱导分层（SIL）过渡发生在一个单一的表面作为共存条件的做法也转移在封闭的流体。通过完整的$μ_1-μ_2$和$p-\bar{x}$（压力-平均孔隙组成）相图，对特定孔径值的孔径趋势进行了分析。这项工作，这是第一个解决约束下的液晶混合物的行为，可能是相关的第一步，以了解自组装性能的金属纳米粒子的混合物在外部领域的限制几何形状。
2010-05-03 cond-mat.soft
Phase behaviour and defect structure of soft rods on a sphere
本研究利用分子动力学模拟计算了球面上软排斥性圆柱体的相图，发现其存在晶体、近晶和各向同性相，并在临界长径比超过6.0至7.0时出现向列相，揭示了不同相变下的拓扑缺陷结构特征。
2025-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Simplified Onsager theory for isotropic-nematic phase equilibria of length polydisperse hard rods
多分散性被认为对棒状颗粒悬浮液中液晶相的形成具有重要影响。为了理解这样的效果，我们分析了长度多分散性薄硬棒的相行为。我们的治疗是基于一个简化的Onsager理论，通过截断排除体积的角度依赖性的级数展开。我们描述的模型，并给出完整的相平衡方程，然后用矩自由能方法，减少了一个问题，从一个无限数量的保守密度的一个有限数量的有效密度的时刻，全密度分布数值求解。该方法准确地产生的发病率的顺序。除此之外，结果是近似的，但我们表明，他们可以通过添加自适应选择额外的时刻，同时仍然避免了直接解决方案的完整的相平衡条件的数值复杂性基本上任意精确。我们详细研究了具有三种不同长度分布的系统的相行为：（单峰）Schulz分布，双分散分布和双峰混合物的两个Schulz分布，这两种情况之间的插值。一个三相各向同性，双分散的长度分布，如果长和短杆长度的比例是足够大的，但不是为单峰的长度分布的双相各向同性共存区域。我们系统地探讨了拓扑结构的相图作为一个功能的长度分布的宽度和杆的长度比在双分散和双峰的情况下。
2002-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sequence of phase transitions in a model of interacting rods
在一个等长$a$的相互作用的刚性细杆系统中，我们发现当耦合强度$κ=\ell/a$和温度变化时，系统会发生多个相变。基本上有两类过渡。一个对应于伊辛型自发对称性破缺转变，第二个属于较少研究的几何起源的相变。后一类的转变出现在固定值的$κ$无关的温度，而临界耦合的自发对称性破缺过渡依赖于它。通过改变温度，相边界可能会互相交叉，导致丰富的相行为与无限多的阶段。我们的结果是基于蒙特卡罗模拟的正方形格子，和一个不动点分析的功能流方程的Bethe格。
2022-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Depletion induced isotropic-isotropic phase separation in suspensions of rod-like colloids
当将非吸附性聚合物添加到棒状胶体的各向同性悬浮液中时，胶体通过耗尽力有效地彼此吸引。我们进行了蒙特卡罗模拟来研究这种棒状聚合物混合物的相图。胶体棒被建模为硬spherocylinders;聚合物被描述为与棒相同直径的球体。聚合物可以重叠而没有能量成本，而聚合物和棒的重叠是禁止的。大量的稀释剂导致混合物的相分离。我们估计的各向同性各向同性共存的相边界，在散装和禁闭。为了确定相边界，我们使用连续伞形采样应用巨正则系综[J. Chem. Phys. 120，10925（2004）]，并且我们执行有限尺寸标度分析以估计临界点的位置。结果与Lekkerkerker和Stroobants [Nuovo Cimento D 16，949（1994）]提出的自由体积理论的预测进行了比较。我们还估计了共存的各向同性相之间的界面张力，并分析了其幂律行为的临界点的方法。
2007-09-25 cond-mat.soft
Isotropic-nematic phase transition in suspensions of filamentous virus and the neutral polymer Dextran
我们提出了一个实验研究的各向同性的相变在带电的半柔性杆（fd病毒）和中性聚合物（葡聚糖）的水溶液混合物。完整的相图是根据离子强度和聚合物分子量测量的。在高离子强度下，聚合物的加入拓宽了各向同性相和非各向同性相的共存区域，聚合物优先分配到各向同性相中，而在低离子强度下，聚合物的加入对相变没有影响。双折射测量确定的双折射序参量，并发现是独立的聚合物浓度（或等效的吸引力的强度）。实验结果与现有的理论预测的各向同性的吸引相互作用杆中的相变进行了比较。
2004-02-12 cond-mat.soft
The isotropic-cholesteric phase transition of filamentous virus suspensions as a function of rod length and charge
研究的病毒是基因工程改造的、带电的、半柔性的丝状噬菌体，其结构与M13病毒相同，但在轮廓长度或表面电荷上不同。当改变轮廓长度（L）时，我们假设持续长度（P）保持不变，因此我们改变杆的柔性（L/P）。改变溶液的pH值和比较两种病毒，fd和M13，不同的是，每个病毒外壳蛋白的一个中性氨基酸取代一个电荷的表面电荷被改变。在磁场中，我们测量了各向同性和双金属共存浓度以及双金属序参量。各向同性的过渡实验结果同意半定量与半柔性，带电棒的理论预测。
2004-06-06 cond-mat.soft
Effective Interactions Between Rigid Polyelectrolytes and Like-charged Planar Surfaces
我们研究了在连续的各向同性电介质中，在没有盐的情况下，平行于带负电荷的平面衬底的均匀带负电荷的刚性棒的平面阵列之间的有效相互作用。使用布朗动力学模拟，我们研究了反价，棒间距，宏离子电荷密度，和棒的大小上的吸引棒表面相互作用力的一般影响。在室温下，二价以及单价抗衡离子介导的相互作用，可以是排斥或吸引后，调整无论是大离子电荷密度或棒半径。最后，我们研究的影响离散的表面电荷作为横向移动的单价阴离子和静电图像在基板上。
1999-02-25 cond-mat.mtrl-sci 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
Effect of Particle Shape and Charge on Bulk Rheology of Nanoparticle Suspensions
采用分子动力学模拟研究了等质量不同形状纳米颗粒悬浮液的流变性。的平衡结构和施加剪切的响应进行了分析，用于带电和不带电的纳米粒子的显式溶剂中的球，棒，板和千斤顶的悬浮液。对于研究的体积分数，？$ϕ_{vf}=0.075$，不带电的系统都在其各向同性相和粘度是只有弱依赖于形状的球体，杆，板，而千斤顶的粘度是一个数量级大于其他三种形状。电荷的引入增加了所有四种纳米颗粒形状的粘度，其中棒和板的增加最大。颗粒之间排斥电荷的存在降低了可以通过颗粒重定向实现的应力降低的量。
2010-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Capture and translocation of a rod-like molecule by a nanopore: orientation, charge distribution and hydrodynamics
我们研究易位棒不同的电荷分布，使用混合Langevin动力学和格子玻尔兹曼（LD-LB）模拟。使用$P^3M$算法将静电相互作用添加到系统中以模拟电流体动力相互作用（EHI）。我们首先研究了自由溶液的电泳性能的杆与各种电荷分布。我们的易位模拟结果表明，尽管电场线是对称的，但在捕获和逃逸过程中，序参量是不对称的，而在捕获过程中，电荷分布对棒取向的影响更为显著.捕获/穿线/逃逸时间是在电荷屏蔽、棒取向和电荷分布的综合影响下。我们还表明，杆的平均捕获时间是较短的，当它是在墙壁附近发射，因为杆往往沿着墙壁对齐，因此与当地的场线。值得注意的是，\textit{orientational capture radius}，我们以前提出的均匀带电棒仍然是有效的存在EHI。
2022-05-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Isotropic-nematic phase equilibria in the Onsager theory of hard rods with length polydispersity
我们分析了连续传播的粒子长度的棒状粒子的相行为的影响，使用昂萨格硬棒理论。我们的目的是确定是否“不寻常”的影响，如各向同性-双-双（I-N-N）相分离，甚至可以发生的长度分布与一个单一的峰值。我们专注于I-N共存的开始。对于一个对数正态分布，我们发现，一个有限的上截止杆长度是需要使这个问题的适定性。云曲线，它跟踪的密度在开始的I-N共存的长度分布的宽度的函数，表现出扭结;这表明，相图必须包含一个三相I-N-N区域。理论分析表明，在大截止的限制，浊点密度实际上收敛到零，使相分离的结果在任何非零的密度，这一结论适用于所有的长度分布与胖比指数的尾巴。最后，我们考虑舒尔茨分布的情况下，其指数尾部。令人惊讶的是，即使在这里，长棒（因此截止）也可以支配相位行为，并且再次导致云曲线中的扭结和I-N-N共存。理论建立，有一个非零的阈值以上的长度分布的宽度，这些长杆效应发生，并表明云和阴影曲线接近非零限制大的截止，都在良好的协议与数值计算结果。
2002-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic patchiness drives multi-phase coexistence in discotic colloid-depletant mixtures
熵驱动的硬颗粒分散体的平衡相行为可以理解从排除体积参数。虽然单分散硬球仅表现出流体-固体相变，但各向异性硬颗粒如棒、盘、长方体或板表现出各种多相平衡。这种各向异性颗粒的有序化通过减少它们之间的排除体积来增加自由体积熵。此外，depletants引起的熵补丁代表的方向依赖的吸引力，从而在非平凡的相行为。我们表明，自由体积理论是一个简单的，通用的和易于处理的框架，使这些影响和合理化的各种实验结果。板状颗粒构成广泛用于食品、化妆品和石油工业的粘土、沥青质和有色液晶的主要结构单元。我们表明，血小板和理想的expletants的混合物表现出惊人的丰富的相行为，包含几种类型的三相共存的地区，甚至是一个四重区与四个共存的阶段。
2017-11-11 cond-mat.soft
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
Complex Smectic Phases in Polymer Grafted Shape-Uniform Cellulose Nano-Crystals
通过分子动力学模拟研究短链接枝对纤维素纳米晶体液晶有序性的影响，发现不同接枝密度可调控向列相及多种近晶相的出现与消失，揭示了现有模型未涵盖的新液晶相行为。
2024-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge affinity and solvent effects in numerical simulations of ionic microgels
离子微凝胶粒子是一种有趣的体系，其中带电基团的存在丰富了热响应性聚合物胶体的性质。为了合理化其性能和预测的行为的微凝胶悬浮液，有必要开发一个粗粒化的策略，从单个颗粒的精确建模开始。在这里，我们提供了一个最近推出的带电共聚微凝胶模型的数值进步，通过改善聚合物网络中的离子基团的处理。我们研究了颗粒的温敏特性，特别是它们的溶胀行为和结构，发现当带电基团在所有温度下都被认为是亲水性的时，高度带电的微凝胶不会达到完全塌陷的状态，与实验相比是有利的。此外，我们明确地包括在描述中的溶剂，并提出了在不存在溶剂和单体-溶剂相互作用在其存在下，这是发现工作非常准确的任何电荷分数的微凝胶的疏溶剂电位之间的映射。我们的工作铺平了道路，比较单粒子的性能和离子微凝胶的溶胀行为的实验，并解决这些带电的软粒子在液-液界面的研究。
2021-01-27 cond-mat.soft
Nonequilibrium steady states in a vibrated-rod monolayer: tetratic, nematic and smectic correlations
本文实验研究了水平单层宏观棒的非平衡相行为。杆的二维运动由垂直方向的振动驱动。除了通常在分子液晶系统中探索的填充分数和纵横比的控制变量之外，由于颗粒的宏观尺寸，我们还能够研究颗粒的精确形状对该驱动系统的稳态的影响。我们发现，形状起着重要的作用，在确定的性质的取向有序在高包装分数。圆柱形颗粒在一定的纵横比范围内显示出基本上的四次相关性，其中Bates等人（JCP 112，10034（2000））先前已经显示出球形圆柱体经历各向同性相和双相之间的转变。在端部较薄的颗粒（滚动销或球）在相同的纵横比范围内显示出无序排序，在大纵横比下具有良好的无序相，在小纵横比下具有大规模涡旋运动的缺陷缠身的无序状态。最后，长粒的印度香米，其几何形状介于上述两种形状之间，显示出具有近晶有序的强烈迹象的相。
2005-10-12 cond-mat.soft
Depletion effects in smectic phases of hard rod--hard sphere mixtures
众所周知，当硬球被添加到纯硬棒系统中时，近晶相的稳定性可以大大增强，并且这种效果可以根据耗尽力来合理化。在本文中，我们首先研究取向顺序对这个特殊的二元系统中的耗尽力的影响，比较我们的结果与那些采用通常的近似考虑杆平行和他们的取向冻结。我们认为混合物杆不同的纵横比和不同直径的球体，我们对待他们的Onsager理论。我们的研究结果表明，耗尽效应，因此近晶稳定性，显着降低作为结果的取向无序在近晶相时，与相应的数据相比，基于冻结-取向近似。这些结果进行了讨论的$τ$参数，这已被提出作为一个方便的措施耗尽强度。我们目前封闭的表达式$τ$，并表明，它是密切相关的耗尽电位。然后，我们分析了颗粒几何形状的影响，通过比较结果有关的系统的平行杆的不同形状（spherocylinders，圆柱体和平行六面体）。最后，我们提供的结果的基础上的Zwanzig近似的基本-措施密度泛函理论适用于混合物的平行六面体和立方体的不同大小。在这种情况下，我们表明，$τ$参数表现出线性渐近行为的限制，大值的硬杆纵横比，符合Onsager理论，以及在限制的大值的比杆宽度立方体边长，$d$，相反，Onsager近似，预测$τ\sim d^3$。
2007-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Variational theory for a single polyelectrolyte chain revisited
我们重新考虑静电贡献的持久性长度，$\ell_e$，一个单一的，无限长的带电聚合物中存在的筛选。采用高斯变分法，以$\ell_e$作为唯一的变分参数。对于弱电荷和柔性链，褶皱发生在小的长度尺度，因为构象波动克服静电排斥。静电持续长度取决于屏蔽长度的平方，$\ell_e\simκ^{-2}$，正如Khokhlov和Khachaturian首先通过将Odijk-Skolnick-Fixman（OSF）理论应用于一串皱巴巴的斑点而论证的那样。我们比较我们的方法，以前的理论工作（包括变分配方），并表明，结果$\ell_e\simκ^{-1}$发现几位作者来自不正确的使用在小的长度尺度的截止。对于高度带电和刚性链，皱不发生，在这里，我们恢复OSF的结果和验证微扰计算轻微弯曲杆。
2004-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behaviour of primitive models of molecular ionic liquids in porous media: effects of cation shape, ion association and disordered confinement
本文结合标度粒子理论、Wertheim微扰理论和缔合平均球近似，研究无序多孔介质中室温离子液体的相行为，发现球柱体阳离子模型比链状阳离子模型具有更低的临界温度和临界密度及更窄的相共存区。
2024-12-02 cond-mat.soft
Explicit Solvents Reverse Temperature Dependence of Phase Behavior in Charged Fluids
California Institute of Technology（加州理工学院）
该研究通过分子动力学模拟和平均球近似，发现 explicit溶剂的离子-偶极耦合会反转带电流体的相行为温度依赖性，使原本隐式溶剂理论预测的LCST变为UCST，揭示了多体关联的关键作用。
2026-10-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Differently Shaped Hard Body Colloids in Confinement: From passive to active particles
本文综述了近年来各向异性硬胶体粒子的理论研究进展。考虑的形状范围从棒和哑铃到圆形立方体，多面体和双轴粒子与任意形状。我们的重点是静态和动态的密度泛函理论和计算机模拟。我们描述了最近的结果的结构，动力学和相行为的散装和各种限制的几何形状，例如建立由两个平行的墙壁，减少系统的维数为两个维度。我们还包括最近的理论建模的活性粒子，这是自主驱动的一些内在的电机，并强调其迷人的非平衡动力学和集体行为。
2013-10-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective interactions and phase behaviour for a model clay suspension in an electrolyte
自1938年朗缪尔早期观察到盘状粘土胶体的双相以来，这类系统的相行为一直无法从理论上理解。主要原因是描述电解质中一对球形胶体之间有效相互作用的各向同性DLVO势对带电圆盘没有令人满意的推广。在这方面的贡献，我们展示了如何构建这样一个对潜在的，将大约两个非线性效应的反离子凝聚（电荷重整化）和各向异性的带电血小板。Laponite分散体（直径为30 nm，厚度为1 nm的薄盘）的相行为的后果进行了讨论，并通过蒙特卡罗模拟的介观结构的调查。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microstructural diversity, nucleation paths and phase behaviour in binary mixtures of charged colloidal spheres
我们研究低盐，二元水悬浮液的带电胶体球的尺寸比Φ = 0.57，数密度低于共晶数密度n_E，和数分数p = 1.00-0.40。由均匀剪切熔体凝固获得的典型相是体心立方结构的替代合金。在严格气密的小瓶中，多晶固体在长时间内对熔化和进一步相变是稳定的。为了比较，我们也准备了相同的样品，缓慢和机械不受干扰的商业狭缝细胞去离子。这些细胞的特点是一个复杂的，但良好的再现性序列的全球和局部梯度的盐浓度，数密度和组成诱导连续去离子，电泳运输和差异沉降的组件，分别。此外，它们提供了适合β相非均质成核的扩展底表面。我们给出了一个详细的定性表征的结晶过程中使用成像和光学显微镜。与体样品相比，在狭缝单元中的初始合金形成不是体积填充的，并且我们现在还观察到具有低溶解度的奇数组分的α和β相。除了最初的均匀成核路线，梯度的相互作用打开了各种进一步的结晶和转化途径，导致微观结构的巨大多样性。在随后的盐浓度增加时，晶体再次熔化。基于壁的卵石状β相晶体和多面α晶体最后熔化。我们的观察结果表明，在体实验中形成的替代合金均匀成核和随后的增长是机械稳定的情况下，固-液界面，但结晶亚稳。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium sedimentation profiles of charged colloidal suspensions
研究了低离子强度下电荷稳定胶体悬浮液的沉降平衡。我们分析了一个简单的泊松-玻尔兹曼理论的基础上的密度分布的渐近行为，并表明，我们可以推导出的有效质量从气压法对应的胶体粒子的实际质量，与以前的研究相反。
1999-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic electrostatic screening of charged colloids in nematic solvents
各向异性带电胶体的物理行为由其材料介电各向异性决定，影响胶体自组装，生物功能甚至失衡行为。然而，人们对各向异性静电屏蔽知之甚少，而静电屏蔽是这种软材料或生物材料中所有静电有效相互作用的基础。在这项工作中，我们证明了各向异性的静电屏蔽带电胶体粒子在电解质中。我们表明，材料的各向异性行为显着不同的粒子各向异性：静电势和对相互作用衰减与各向异性德拜屏蔽长度，对比各向同性电解质的恒定屏蔽长度。在一个实验模型系统中，电荷的饺子形近球形胶体粒子在介质中被用来探索各向异性屏蔽的影响，展示竞争的各向异性弹性和静电有效对相互作用的胶体表面电荷可调从中性到高，产生粒子分离的亚稳态。总的来说，我们的工作有助于理解各向异性介质中的静电屏蔽。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
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
