Giant Colloidal Diffusivity on Corrugated Optical Vortices
围绕周期性调制的光学涡旋阱循环的单个胶体球可以进入动态状态，在该动态状态中，它在自由地围绕环状光学涡旋运行和被捕获在局部势能最小值之间间歇地交替。这种随机切换状态下的速度波动仍然具有线性爱因斯坦扩散定律的特征，但有效扩散系数增加了两个数量级以上。
2006-03-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
AC-field-induced Polarization for Uncharged Colloids in Salt Solution: A Dissipative Particle Dynamics Simulation
采用介观模拟方法研究了球形胶体在交变电场作用下的响应，充分考虑了流体动力学和静电相互作用。我们专注于不带电胶体的一个特殊情况。主要的极化机制是“体积极化”，其中离子电流被不带电胶体的核心偏转。具体而言，我们计算了单个胶体的极化率，并系统地研究了交流电场频率和盐浓度的影响。模拟结果与经典麦克斯韦-瓦格纳理论和电动理论的预测进行了比较。
2013-04-16 cond-mat.soft
Computer Simulations of Charged Colloids in Alternating Electric Fields
本文简要回顾了近年来在交变电场中带电胶体分散体的理论和模拟研究。单个胶体对外场的响应可以用复极化率来表征，复极化率描述了胶体及其周围双电层的介电性质。我们目前的计算机模拟研究的单个球形胶体，使用粗粒度的中尺度方法，充分考虑流体动力学和静电相互作用以及热波动。我们系统地研究了一些控制参数，如AC场的振幅和频率。结果与最近的理论预测吻合得很好。
2014-01-07 cond-mat.soft
Comment on Influence of non-conservative optical forces on the dynamics of optically trapped colloidal spheres: The fountain of probability, arXiv:0804.0730v1
我们证明了Y. Roichman等人的研究不足以证明静态光阱中存在被捕获粒子的循环。
2008-06-27 cond-mat.soft
Anisotropies in thermal Casimir interactions: ellipsoidal colloids trapped at a fluid interface
研究了两个椭球粒子在两相流体界面上的有效相互作用，这种有效相互作用是由界面的热涨落引起的。在该系统中，粒子对界面长程涨落的限制产生了涨落诱导力，它等价于Casimir型相互作用，在界面平面上是各向异性的。由于胶体相对于界面法线的位置和方向也可能波动，因此该系统是具有波动边界条件的卡西米尔效应的一个例子。在这里所采取的方法中，Casimir相互作用被重写为一个辅助电荷密度的波动多极矩之间的相互作用--这些波动耦合到接触线位置的多极矩的波动（由于胶体的可能的位置和取向波动）。我们得到明确的Casimir相互作用的行为在大距离任意椭球长宽比的表达式。如果胶体波动被抑制，在大距离的Casimir相互作用是各向同性的，有吸引力的和长范围的（双对数的距离）。然而，如果包括胶体波动，在大距离的卡西米尔相互作用的变化，在相反的距离幂律，并成为各向异性。如果只考虑胶体中心的垂直涨落，则主导幂为4，如果考虑取向涨落，则主导幂为8。
2009-04-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic energetics of a colloidal particle trapped in a viscoelastic bath
本文研究粘弹性浴中过阻尼布朗粒子的能量交换统计，推导了能量概率密度函数的解析表达式，并通过光学捕获实验验证了理论结果。
2023-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ratchet Cellular Automata for Colloids in Dynamic Traps
我们数值研究了在棘轮元胞自动机几何结构中胶体与动力学陷阱相互作用时扭结的输运。我们发现，热效应可以提高传输效率与最近的实验。在高温下，我们观察到的热诱导扭结，降低信号传输的创建和湮灭。我们认为确定性和随机的情况下，并显示如何陷阱的几何形状可以调整这两种情况之间的切换。动态陷阱的几何结构的操作，可以实现与使用静态陷阱构造的棘轮元胞自动机的参数较少的调整。
2006-02-13 cond-mat.soft
Nonequilibrium dynamics and entropy production of a trapped colloidal particle in a complex nonreciprocal medium
本文研究了受剪切流驱动且处于非互易记忆介质中的陷俘Brownian粒子的二维运动，发现当剪切率超过临界值时系统会从稳态转变为非稳态并逃逸陷阱，且跨越稳定性阈值时熵产生率保持有限。
2024-04-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optical trapping of colloids at a liquid-liquid interface
我们证明了实现（横向）光学有界的胶体结构上的液-液界面的乳液液滴。我们使用DNA系链将颗粒移植到液滴表面，有效地将它们限制在准2D平面上，即使在常见的单光束配置中光学捕获时，对横向运动的约束也最小。我们表明，相对弱相互作用，如耗尽可以测量在光学结合的晶体通过视频显微镜成像和分析。这说明了我们的系统作为模板的可能使用，以研究液-液界面上的光控准二维胶体组装。
2017-03-23 cond-mat.soft
Active Colloids in Harmonic Optical Potentials
本文采用实验、理论和数值模拟相结合的方法研究了活性斑片状胶体在光阱中的运动。为了实现各向同性和谐波限制，我们原型的微粒具有几乎均匀的折射率和验证，在没有活动的情况下，受限的运动是相同的光学均匀的布朗粒子。如果通过垂直AC场开启活动，则仅对于强限制陷阱，密度分布由玻尔兹曼统计（具有有效温度的高斯）描述，而较弱的电势引起具有双峰形状的非高斯分布。我们的结果展示了一个简单的方法来研究积极的软物质在光学潜在的景观消除光矩。
2022-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pattern formation in colloidal explosions
我们研究了非平衡斑图形成时出现的磁排斥胶体，光镊捕获，突然释放，形成胶体爆炸。对于多个胶体在一个单一的陷阱，我们观察到一个模式的扩大同心环。对于单独被困在一条线上的胶体，我们观察到爆炸与锯齿形图案，即使在磁相互作用比那些打破平衡的线性对称性弱得多时，仍然存在。理论和计算机模拟定量地描述了这些现象，无论是在平衡状态下还是在平衡状态下。模式谱的分析使我们能够准确地量化的非谐波性质的光阱。胶体爆炸提供了一种新的方式来产生良好的特征的非平衡行为的胶体系统。
2011-07-23 cond-mat.soft
Zigzag transitions and nonequilibrium pattern formation in colloidal chains
当外部磁场引起颗粒间的排斥作用时，被光学捕获在线性阵列中的顺磁性胶体颗粒可以形成锯齿形图案。当陷阱突然关闭时，粒子形成具有Z字形对称性的非平衡膨胀图案，即使磁相互作用的强度弱于打破平衡态的线性对称性所需的强度。我们表明，过渡到平衡锯齿形状态总是可能的纯谐波陷阱。对于具有有限高度的非谐陷阱，平衡锯齿态在临界非谐性以上变得不稳定。平衡线配置的正常模式分析表明，增加磁场导致硬化和软化的弹性常数在纵向和横向方向，分别。首先变得不稳定的模式是具有锯齿对称性的模式，这解释了非平衡模式的对称性。我们的分析易于处理的模型有助于进一步深入了解的方式，这些因素的相互作用，如链的长度，流体动力学相互作用，热波动影响实验观察到的非平衡模式的形成和演变。
2013-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dielectric Response of Nanoscopic Spherical Colloids in Alternating Electric Fields: A Dissipative Particle Dynamics Simulation
通过计算机模拟研究了电解质溶液中单个纳米球形胶体对交变电场的响应。我们使用粗粒度的介观模拟方法，充分考虑流体动力学和静电相互作用以及热波动。溶剂被建模为单个耗散粒子动力学（DPD）珠的流体，并且胶体粒子被建模为由DPD珠制成的刚体。我们计算了单个胶体的迁移率和极化率，并系统地研究了交流场的振幅和频率对迁移率和极化率的影响。尽管德拜层的厚度与胶体的半径相比并不“薄”，并且热涨落很显著，但结果与Maxwell-Wagner-O 'Konski理论的理论预测非常一致，特别是对于不带电的胶体。
2012-07-05 cond-mat.soft
Experimental study of out of equilibrium fluctuations in a colloidal suspension of Laponite using optical traps
本工作致力于研究老化胶体玻璃中微米级颗粒的位移涨落。我们解决的波动耗散定理（FDT）的有效性和粘弹性的时间演变过程中的粘土（Laponite RG）在胶体玻璃相的水悬浮液老化的问题。鉴于文献中报道的不同实验技术的相互矛盾的结果，我们的目标是使用\emph{simultaneously}被动和主动微观流变学技术来检查和调和它们。为此，我们测量了浸没在胶体玻璃中并被光镊捕获的微小布朗粒子的热涨落。我们发现，这两种微观流变学技术导致兼容的结果，即使在低频率和没有违反FDT观察。在跃迁过程中观察到了一些有趣的粒子统计特性和长时间关联的特征。
2008-12-07 cond-mat.soft
Trapping/Pinning of colloidal microspheres over glass substrate using surface features
由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅等微纳米颗粒组成的悬浮液体系已成为理解胶体物理的标准模型体系。.这些系统已被证明是对自组装等现象的有用见解。胶体模型系统也被广泛用于模拟许多凝聚态现象，如淬火无序系统的动力学和玻璃化转变。使用光学或全息光镊对粒子进行精确控制对于此类研究至关重要。然而，由于光捕获技术的低通量，对无序空间中的聚集现象如堵塞和群集行为的研究受到限制，本文提出了一种在微流体环境中将聚苯乙烯微球捕获并钉扎在三角形脊状微结构上的技术。由于流体动力学相互作用和非特异性粘附力的综合作用，发生捕获/钉扎。该方法允许以具有高度空间准确性的任意图案捕获和钉扎微球，这可以用于研究各种集体现象的基本原理以及诸如基于珠分离测定的生物传感器的应用。
2017-10-03 cond-mat.soft
Crossover from three- to six-fold symmetry of colloidal aggregates in circular traps
在足够低的温度和高密度下，二维（2d）的排斥性球形粒子形成具有六重对称性的紧密堆积结构。相比之下，当粒子间相互作用具有吸引的各向异性分量时，该结构可以表现出相互作用的对称性。本文研究了二维圆形势阱中球形粒子通过各向同性排斥势和三重对称吸引势相互作用的悬浮体系。我们发现，由于粒子间和外部电位之间的竞争，粒子自组织成三重或六重对称的结构，这取决于陷阱的宽度。对于中间阱宽度，形成核-壳结构，其中核具有六重对称性，并且壳是三重对称性。当陷阱的宽度随时间周期性变化时，胶体结构的对称性也发生变化，但不一定遵循相应的静态陷阱的对称性。
2018-09-12 cond-mat.soft
Double Mpemba effect in the cooling of trapped colloids
本研究通过数值模拟与理论计算，发现陷阱胶体颗粒冷却时存在冷却时间随初始温度两次下降的双重 Mpemba 效应，并证明机器学习可预测该效应以加速复杂系统分析。
2024-06-27 cond-mat.soft
Capped colloids as light-mills in optical traps
光镊中的定制胶体颗粒就像流体中的光磨。特别是，水悬浮液的加盖胶体，其中一半的表面覆盖有金属层，进行了研究。由于其不对称性，当暴露于强激光场时，封端的胶体可以充当旋转体。观察到直径为4.7微米的颗粒围绕激光束的焦点旋转。对于低强度，颗粒被捕获在最高激光强度的光斑附近。总光束强度高于约4mW的阈值时，粒子远离焦点的中心移动，并开始以约1Hz的频率旋转。由于轻压力和流体动力的力的平衡给出了恒定的旋转速率。自旋颗粒的速度随着激光功率线性增加到2Hz以上，直到颗粒在高于7mW的强度下从焦点射出。磁帽引入了进一步的可能性来调整旋转速率。
2006-05-18 cond-mat.soft
Trapping colloids near chemical stripes via critical Casimir forces
我们从理论和实验上研究了溶剂介导的临界Casimir力作用于胶体颗粒浸没在水和2，6-二甲基吡啶的二元液体混合物和接近基板的化学图案与周期性交替条纹的拮抗吸附偏好。这些图案通过微接触印刷实验实现。在接近溶剂的临界分层点时，法向和侧向临界Casimir力产生用于胶体的侧向限制有效势。我们详细分析了接近这种基板的球形胶体的丰富的行为。对于我们研究的所有图案化衬底，我们对这些有效电势的测量与相应的理论预测一致。由于临界Casimir力的方向和强度都可以通过微小的温度变化来调整，这为控制胶体作为模型系统提供了一种新的机制，为应用开辟了令人鼓舞的前景。
2011-05-10 cond-mat.soft
Measuring Colloidal Forces from Particle Position Deviations inside an Optical Trap
我们测量之间的相互作用力对带电的PMMA胶体粒子悬浮在一个相对低极性的介质（5 $\lesssim ε\lesssim$ 8）直接从两个分时光阱内的粒子位置的偏差。粒子被限制在光学点陷阱;一个被固定在一个固定的陷阱，另一个粒子被带到更接近的小步骤，同时使用共聚焦显微镜跟踪粒子的位置。从所观察到的粒子的位置内的陷阱，我们计算粒子间的力量使用整体平均粒子位移力的关系。力的测量确认通过独立的测量的不同参数，使用电泳和液-固相变的标度律。当通过将样品暴露于UV光来增加盐浓度时，力测量与经典的DLVO理论（假设恒定的表面电势）一致。另一方面，当添加四丁基氯化铵（TBAC）来改变盐浓度时，表面电荷调节似乎起着重要作用。
2011-02-18 cond-mat.soft
Work and dissipation fluctuations near the stochastic resonance of a colloidal particle
实验研究了双势阱中的胶体粒子系统中注入能量和耗散能量的涨落。外力所做的功和耗散的能量在注入功率最大的随机共振附近测量。我们证明了定态涨落定理在该系统中成立。
2008-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusiophoresis driven colloidal manipulation and shortcuts to adiabaticity
虽然以前已经通过特定的时间依赖性的陷阱刚度，实现快速的逆变换绊倒在一个短暂的排斥陷阱的必要性，通过光学手段单独压缩胶体状态。为了规避这一困难，我们建议驱动胶体的光捕获和diffusiophoretic力的组合，两者的时间依赖性。通过控制胶体被限制的区域的边界处的盐浓度来强制经由扩散电泳的强制。该方法利用盐和胶体动力学之间的时间尺度的分离，并实现了在光阱中的快速解压缩，始终保持限制。因此，我们获得了一个所谓的捷径绝热协议，其中胶体动力学，奴役盐动力学，仍然可以控制所需的。
2021-04-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Optothermal evolution of active colloidal matter in defocused laser trap
活性胶体物质的光热相互作用可以促进环境线索，从而影响活性软物质系统的动力学。光致热效应可以用来研究非平衡态热力学，也可以应用于胶体的自推进和组装。在这项工作中，我们采用了散焦激光陷阱，以形成自我进化的胶体活性物质。研究了在聚焦和散焦光阱中活性胶体的光热相互作用，以确定它们的热泳行为，表明胶体之间存在长程吸引和短程排斥。光学梯度场使吸引力和活性胶体之间的短程排斥已被利用，以形成可重新配置的动态组装。此外，随着新的胶体加入结构，组装体经历了自我进化。此外，我们表明，入射光场的偏振态可以作为一个参数来调制的活性胶体的结构取向。简单的散焦光场使能组件可以作为理解活性物质系统的集体动力学的模型，并且可以被利用作为可重新配置的微观引擎。
2022-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Colloidal Dynamics on a Choreographic Time Crystal
本研究通过模拟探究胶体在编舞时间晶体中的动力学，识别出多种相态，并揭示顶点受挫效应驱动相变，结果可推广至多种粒子系统。
2019-12-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective Sliding States for Colloidal Molecular Crystals
我们研究了胶体分子晶体在周期性衬底上的驱动，例如用光学陷阱产生的那些。在胶体分子晶体状态中发生的n-聚合产生了非常丰富的各种不同的动力学行为，包括钉扎相内的极化效应以及有序和无序滑动相的形成。使用计算机模拟，我们映射的动态相图作为一个函数的基板强度的二聚体和三聚体在三角形基板上，并关联功能的相图与运输签名。
2008-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Weak chaos and fractional dynamics in an optically driven colloidal ring
据预测，围绕称为光涡旋的环状光阱驱动的三个胶体球由于它们的流体动力学耦合而经历周期性的集体运动。事实上，光学实现的势能景观中的淬火无序驱动向不稳定性的转变，演化为具有分数动力学的微观弱混沌。揭示了系统集体输运性质的时空自相似性与其微观弱混沌动力学之间的关系。
2006-05-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxation of a Colloidal Particle into a Nonequilibrium Steady State
本文研究了单个胶体球在两个非平衡稳态之间周期性运动的弛豫过程。在实验上，这是通过驱动粒子沿环形陷阱施加扫描光镊。我们发现，松弛时间后，概率分布已经放松是相同的，通过稳态测量得到的。在定量协议与理论计算的弛豫时间强烈增加时，驱动系统进一步远离热平衡。
2009-06-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective Temperature in a Colloidal Glass
研究了溶胶-凝胶转变过程中，光镊捕获的Laponite胶态玻璃中粒子的布朗运动。我们使用了两种基于被动流变学的方法从布朗粒子的涨落中提取有效温度。在实验误差范围内，它们都给出了一个等于热浴温度的温度。在跃迁过程中观察到了一些有趣的粒子统计特性和长时间关联的特征。
2008-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic interactions of colloidal spheres under shear flow
浸没在流体中的颗粒通过流体交换动量，因此它们的布朗运动是相关的。利用多粒子碰撞动力学模拟方法研究了剪切流体悬浮液中两个胶体颗粒之间的相互作用。最近，该主题已经在微流体装置中通过光镊捕获的胶体颗粒的实验中[PRL，103，230602（2009）]以及理论上通过朗之万模型[Eur. J E，33，313（2010）]。尽管我们忽略了胶体的旋转自由度，并在胶体和流场之间采用了非常简单的耦合，但我们可以重现实验数据，并部分解释为什么它与理论不同。
2012-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of oscillatory states of self-propelled colloids under optical confinement
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
研究光束作用下自驱动胶体的单粒子运动，发现其在接近固体表面时表现出准二维活性运动，并通过旋转反转形成稳定振荡态，提出包含非线性扭矩效应的最小现象模型解释其定向变化。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Collective excitations of hydrodynamically coupled driven colloidal particles
两个胶体粒子，驱动周围的光学涡旋陷阱，最近已被证明是对由于流体动力学相互作用和弯曲的路径，他们被迫遵循之间的相互作用。我们在这里证明，这种配对相互作用可以调整实验，并研究它的集体激发的许多粒子驱动周围这样的光阱的效果。我们发现，即使系统是过阻尼的，由于驱动的流体动力相互作用引起的非衰减的激发特性的色散关系。胶体环的集体激发反映的是粒子对的涨落，而不是单个粒子的涨落。
2014-08-21 cond-mat.soft
Hydrodynamic interactions hinder transport of flow-driven colloidal particles
相互作用的微米级颗粒的流动驱动的运输发生在许多软物质系统中，从蛋白质的移位到微流体装置中的移动乳液。在这里，我们结合实验和理论来研究胶体粒子沿旋转环的光阱的集体输运性质。在同向旋转参考系中，颗粒被周围流体的涡流驱动。当增加光势的深度时，我们观察到干扰行为，其表现为随着粒子密度的增加电流的强烈减少。我们表明，这种干扰是由流体动力学的相互作用，提高了光阱之间的能量障碍。这导致共转系中的势从过临界倾斜过渡到欠临界倾斜。基于分析的考虑，增强效果估计增加颗粒尺寸的增加或减少陷阱环的半径。不同环半径的测量和相应颗粒尺寸的斯托克斯动力学模拟证实了这一点。在流动驱动系统中的势垒的增强与力驱动系统中的势垒的减少形成对比。这种不同的行为表明，流体动力学相互作用可以对多体系统的集体动力学产生非常不同的影响。应用到软物质和生物系统需要仔细考虑的驱动机制和流体动力相互作用的作用。
2022-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Probability density functions of work and heat near the stochastic resonance of a colloidal particle
本文从实验和理论上研究了双势阱中的胶体粒子系统的注入能和耗散能的概率密度函数。外力所做的功和耗散的能量在注入功率最大的随机共振附近测量。我们表现出良好的协议之间的概率密度函数精确计算从朗之万动力学和测量的。粒子所做功的概率密度函数满足涨落定理。
2008-09-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamically controlled double-well optical potential for colloidal particles
本文提出了一种简单的调制方案，利用声光调制动态产生时间平均光势来捕获胶体粒子。该方法提供了一个可调双阱势的实验控制相关参数的访问。我们成功地调整捕获距离在20-2000 nm的范围内的实验数据，并讨论重建时均光学势从被困粒子数据时所产生的情况。这是研究动态调制光势中的胶体粒子以探索介观系统和小尺度热机械的随机热力学的第一步。
2022-04-19 cond-mat.soft physics.app-ph physics.optics
Predicting the self-assembly of a model colloidal crystal
我们调查的自组装（结晶）的颗粒与硬核和各向同性，方井相互作用，使用Monte Carlo计划来模拟过阻尼朗之万动力学。我们在组装的早期阶段测量相关性和响应函数，并使用波动耗散定理分析结果，旨在预测哪些系统将成功自组装，哪些系统将陷入无序状态。早期的相关性和响应测量之前，已经发生了显着的结晶，表明动态测量是有价值的，在测量系统的倾向动力学捕获。
2011-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stroboscopic detection of multi-colloidal hydrodynamics using time-multiplexed optical tweezers
时分复用技术为在短时间尺度下研究光阱中的多胶体相互作用提供了一个有吸引力的机会。在本文中，我们展示了一个频闪系统，能够任意控制多个被困胶体在kHz的速率感测，并验证它使用几个简单的多胶体实验。我们希望这种方法将有利于组胶体流体动力学和系统的活性胶体的研究，特别是在时间的灵敏度超过基于相机的位置传感是必需的。此外，我们的多路复用技术还可以实现对环境异常、胶体形状变形和其他粒子散射干扰的鲁棒校准。
2020-05-24 cond-mat.soft physics.ins-det physics.optics
Driven probe under harmonic confinement in a colloidal bath
由光镊或磁镊夹持的胶体已被用于探索复杂介质的局部流变特性，并通过一些适当的协议从波动中提取功。然而，仍然缺乏对限制和与环境相互作用之间的相互作用的一般理论理解。在这里，我们探讨的统计特性的位置限制在一个谐波陷阱中的探针以恒定的速度移动，并与一个浴的胶体粒子保持在不同的温度相互作用。粒子之间的相互作用占系统扰动，其有效性的范围内进行测试，对直接模拟的完整动态。总体而言，我们的研究结果提供了一种方法来预测的驱动和环境对探针的影响，并可以潜在地用于调查与多体相互作用的胶体热机的属性。
2019-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal ionic complexes on periodic substrates: ground state configurations and pattern switching
我们从理论和数值上研究了周期性衬底势作用下的“胶体离子团簇”的有序性。每个团簇由三个带电的球形胶体组成：两个带负电，一个带正电。衬底是一个正方形或矩形阵列的陷阱，每个限制一个这样的集群。通过改变晶格常数从大到小，观察到的团簇首先是棒状的，并形成铁和反铁相，然后它们弯曲成香蕉状的形状，最后凝聚成球状结构。值得注意的是，在单簇结构和双簇结构之间的宽参数范围内，我们发现了由六个胶体组成的稳定的超复合物，形成葡萄状或火箭状结构。我们研究了通过施加外电场实现宏观模式切换的可能性。
2011-02-08 cond-mat.soft
Enhancement of mobility in an interacting colloidal system under feedback control
反馈控制是一种很有前途的方法来操纵驱动胶体悬浮液的传输特性。在本文中，我们提出了一个反馈方案，以提高集体运输的胶体粒子通过一个一维的倾斜搓衣板势排斥相互作用。控制建模的谐波约束的潜力，模仿光学“陷阱”，这个陷阱的中心移动（瞬时）平均粒子的位置。我们的理论分析是基于Smoluchowski方程结合动力学密度泛函理论（DDFT）的硬核或超软（高斯）相互作用的系统。对于任何一种类型的相互作用，我们发现，反馈控制可以导致增强的流动性的几个数量级相对于不受控制的情况下。最大的影响发生在中间刚度的陷阱和大颗粒数。此外，在某些区域的参数空间的反馈控制诱导的平均速度的振荡。最后，我们表明，增强的流动性是强大的对一个小的时间延迟，在实施反馈控制。
2015-06-05 cond-mat.soft
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性，并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时，新的行为出现了。在这里，我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
Critical Casimir levitation of colloids above a bull's-eye pattern
本研究利用近临界流体中的临界卡西米尔力，实现胶体在牛眼图案化基底上方的悬浮，揭示了多种悬浮行为及参数依赖关系，为胶体分选和临界距离测定提供了新途径。
2024-09-12 cond-mat.soft
Nonequilibrium self-organization of colloidal particles on substrates: adsorption, relaxation, and annealing
胶体颗粒被认为是生产具有增强物理性能的材料的理想构建块。用于合成这些颗粒的最先进技术提供了对相互作用的形状、大小和方向性的控制。尽管取得了这些进展，但在各个组成部分的综合与对其自发组织的管理之间仍然存在巨大差距。主要的挑战是对自组织动力学的控制。在其朝向化学稳定结构的动力学路线中，胶体颗粒自组织成比单个颗粒大得多的中间（介观）结构，并成为动力学的相关单元。为了跟踪动力学并识别动力学捕获结构，需要开发新的理论和数值工具。在这里，我们讨论的自组织功能化胶体（也称为斑片状胶体）的吸引力基板。我们回顾了我们最近的吸附和弛豫的结果，并探讨了使用退火循环来克服动力学障碍，并推动弛豫向目标结构。
2016-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exploiting imperfections: Directed assembly of surface colloids via bulk topological defects
我们利用受限液晶固有的长程弹性场将困在液晶界面的胶体颗粒组装成具有复杂对称性和填充的可重构结构。在空气和液晶液晶5CB之间的界面处捕获的具有垂面锚定的球形胶体在指向矢场中产生四极畸变，导致颗粒排斥并因此形成具有三角形习性的紧密堆积组件。在这里，我们报告复杂的，开放的结构，通过与缺陷的相互作用组织在散装。具体地说，通过在具有垂面锚定条件的微柱阵列中限制半导体液晶，我们导致缺陷环在样品本体中的明确定义的位置处形成。这些缺陷导致弹性形变，其引导界面捕获的胶体组装成环状组装体，即使当微柱完全浸没在微柱中时，环状组装体也概括了缺陷的几何形状。当胶体的表面密度是高的，它们形成一个环附近的缺陷和一个六角晶格远离it.As地形复杂的基板很容易制造和液晶缺陷很容易重新配置，这项工作奠定了基础，一个新的，强大的机制，通过控制表面锚定和相关的体缺陷结构，动态地直接组装在大面积上。
2013-09-24 cond-mat.soft
Dynamically stable optical trapping of thermophoretically active Janus colloids
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究通过动态稳定光学捕获Pt-硅胶Janus粒子，展示了热泳效应和位置分布的局域到非局域转换，推动了活性物质受限系统的理解。
2026-01-12 cond-mat.soft physics.app-ph physics.optics
Colloidal particles driven across periodic optical potential energy landscapes
研究了周期性光学势能面上胶体粒子受外力驱动的运动。首先，平均粒子速度被发现作为驱动速度和光学势能景观的波长的函数。平均粒子速度和驱动速度之间的关系被发现是很好地描述了一个理论模型，将景观作为正弦曲线，但只有在小陷阱间距。在较大的陷阱间距，非正弦模型的景观必须使用。随后，所需的临界速度为粒子移动通过景观被确定为景观的波长的函数。最后，研究了以远超过临界驱动速度的速度驱动的粒子的速度。这两个结果再次很好地描述了两个理论路线，分别为小和大的陷阱间距。布朗运动对临界驱动速度有显著的影响，但在较高的驱动速度下，其影响可以忽略不计。
2015-12-17 cond-mat.soft
Multi-particle gates on driven one-dimensional paths: probing deep traps
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究驱动过阻尼胶体粒子在具有深势阱的周期性路径上的单列输运，发现当粒子数超过临界值时，粒子流从零变为有限，并呈现集体相关运动，通过数值模拟和光学涡旋实验验证。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective pair interactions between colloidal particles at a nematic-isotropic interface
利用Landau-de Gennes自由能理论研究了平行圆柱胶体粒子在向列相-各向同性界面处的相互作用。我们发现有效相互作用势是非单调的。由于拓扑缺陷的产生/湮灭，相应的力-距离曲线在接近/分离时表现出跳跃和滞后。最小化的结果表明，一个简单的经验对潜在的有效的胶体-胶体在界面上的相互作用。我们建议，界面介导的相互作用可以发挥重要的作用，在自组织和聚集的胶体粒子在这样的接口。
2005-01-24 cond-mat.soft
Theoretical correction methods for optical tweezers: Acquisition of potentials of mean forces between colloidal particles in a bulk and on a surface
本文基于统计力学提出线光镊平均力势的理论校正方法，无需经验拟合即可获得PMF及外势，并拓展至表面单光镊与体相双光束光镊场景。
2025-07-25 cond-mat.soft physics.data-an physics.optics
Transition between ground states in square anisotropic artificial colloidal ice
Tecnológico de Monterrey, Escuela de Ingeniería y Ciencias（蒙特雷科技大学，工程与科学学院）
研究人工胶体冰中基态转变，通过旋转外部磁场引入各向异性相互作用，观察到最终构型与场旋转速率ω有关，高角速度下有无缺陷最终状态，低速率时系统陷入部分有序亚稳态。
2026-07-29 cond-mat.soft
Novel Colloidal Crystalline States on Two Dimensional Periodic Substrates
我们表明，使用数值模拟，丰富多样的新颖的胶体晶体状态实现正方形和三角形的二维周期性基板，可以实验创建使用交叉激光阵列。当有更多的胶体比潜在的基板最小值，多个胶体被困在每个基板最小值，并作为一个单一的粒子与旋转自由度，从而产生一种新的类型的取向秩序。我们称这些状态为胶体分子晶体。也可以发生两步熔融，其中单个胶体分子最初旋转，破坏整体取向顺序，然后开始孔间胶体跳跃。
2002-01-15 cond-mat.soft
Optothermal Revolution: Colloids in an Optical Ring Trap
本研究实验发现环形光学照明下胶体二聚体和三聚体在光热相互作用下产生定向旋转，揭示了通过光场强度调控其动力学的机制，为理解生物群体协调运动提供了模型。
2024-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Colloidal hydrodynamic coupling in concentric optical vortices
光的螺旋模式产生的光学涡旋陷阱可以驱动流体中的胶体颗粒沿圆形轨迹运动。由同轴光学涡旋形成的颗粒的同心循环环形成微观库埃特池，其中球体所经历的流体动力学阻力的量取决于环循环的相对方向。跟踪粒子的运动使得测量圆形粒子列之间的流体动力学耦合成为可能，并解决了最近提出的集体胶体运动光学涡旋的流体动力学不稳定性。
2005-03-17 cond-mat.soft
Colloidal transport through optical tweezer arrays
被驱动通过均匀间隔的势能阱或势垒阵列的粘性阻尼粒子可以在动力学上被锁定到阵列中，或者可以从阵列中逃逸。据预测，锁定状态和自由运行状态之间的转变敏感地取决于颗粒尺寸和阱之间的间隔之间的比率。这一预测证实了通过全息光阱阵列驱动的单分散胶体球的测量。
2006-09-12 cond-mat.soft
