Frustration of the isotropic-columnar phase transition of colloidal hard platelets by a transient cubatic phase
使用模拟和理论，我们表明，立方相是亚稳态的三个模型硬血小板。流体中的垂直颗粒堆叠的局部有利结构通过导致玻璃化的几何挫折来防止柱状相的形成。此外，我们发现一个直接的结构和动态的不均匀性之间的联系，在合作旋转的颗粒堆，这是至关重要的失透过程。最后，我们表明，玻璃立方相的寿命可以通过令人惊讶的小颗粒形状的差异进行调整。
2011-12-06 cond-mat.soft
How patchiness controls the properties of chain-like assemblies of colloidal platelets
具有凸形、非球形形状的片状胶体片晶已经用不同的材料在从纳米到微米的长度尺度上实现。虽然这些硬形状的组装倾向于使边缘到边缘的接触最大化，但是一旦通过例如，沿着颗粒边缘的特定配体--形状和键合各向异性之间的竞争开始，产生复杂的组装方案。我们在这里集中在一个二维系统的补丁菱形，即，具有规则菱形形状的胶体小片，沿其周边装饰有结合位点。具体来说，我们考虑菱形与两个补丁，放置在相对或相邻的边缘。虽然对于第一类粒子只能形成链，但对于后者，我们观察到链或环的出现，这取决于系统参数。根据补丁定位-分类在不同的类，拓扑结构和距离边缘中心-我们能够描述新兴的链状组装体的长度，包装能力，灵活性和排序。
2019-10-22 cond-mat.soft
Hierarchical self-assembly of anisotropic colloidal platelets
在颗粒间相互作用水平上的各向异性为颗粒提供了用于目标结构的自组装的特定指令。合成非球形胶体的能力，以及通过适当放置的相互作用位点控制颗粒结合模式的可能性，如今正在扩大材料设计的领域。我们考虑一个模型的各向异性胶体血小板与规则的菱形形状和两个有吸引力的网站放置沿相邻的边缘，我们运行蒙特卡罗模拟在二维调查的两个阶段的组装这些单位成具有良好定义的对称性的集群，随后，扩展晶格。我们的重点是如何网站定位和网站网站的吸引力强度可以调整，以获得胶束聚集体是足够强大的，连续进行到第二阶段的组装从稀疏的集群到一个稳定的六方晶格。
2020-01-02 cond-mat.soft
Effect of polydispersity, bimodality and aspect ratio on the phase behavior of colloidal platelet suspensions
我们使用一个基本的测量密度泛函的硬板状多分散颗粒，在限制取向近似，解释在最近的实验中研究的血小板胶体悬浮液的相行为。特别是，我们专注于我们的注意力的行为的总包装分数的混合物，$η$，在该地区的两相各向同性，双相共存的平均纵横比，多分散性和分数的总体积$γ$所占的双相。在我们的模型中，血小板在正方形截面中是多分散的，边长为$σ$，但具有恒定的厚度$L$（和纵横比$κ\equiv L/<σ><1$，其中$<σ>$为平均边长）。我们的理论和最近的实验之间的良好协议是通过映射到一个有效的，排除体积相互作用，但与较厚的颗粒（由于存在的长程排斥血小板之间的相互作用）的真实系统。形状和粒度的多分散性的影响已被考虑通过使用一个有效的均方差，取决于两个多分散性的大小分布函数。我们还表明，双峰的尺寸分布函数需要正确地描述巨大的两相共存的差距和非线性的功能$γ(η)$，这两个重要的功能，这些胶体悬浮液表现出。
2012-09-27 cond-mat.soft
Density functional theory for colloidal mixtures of hard platelets, rods, and spheres
一个基于几何的密度泛函理论提出的硬球，硬针和硬血小板的混合物，针和血小板被认为是消失的厚度。几何权重函数，是每个物种的特征，它是如何卷积的权重函数对恢复每个迈耶键的三元混合物，从而确保正确的第二维里膨胀的过量自由能功能。球体-血小板重叠的情况依赖于相同的近似罗森菲尔德的功能严格的二维硬盘。我们明确地控制贡献的过剩自由能是三阶密度。解析表达式相关的应用理论的状态与平面平移和圆柱旋转对称，例如，描述在平面光滑壁的行为，给出。对于二元球-片晶混合物，在小片晶密度的适当限度内，该理论不同于最近的处理[L。Harnau和S. Dietrich，Phys.Rev.E71，011504（2004）]。作为我们的方法的测试情况下，我们认为各向同性的纯硬血小板，我们发现是弱的第一顺序，与值的共存密度和的序参量，以及与模拟结果比较。
2005-11-18 cond-mat.soft
Phase behaviour of binary mixtures of diamagnetic colloidal platelets in an external magnetic field
利用基本测度密度泛函理论研究了厚度为零的圆片晶二元混合物中的平行线-向列相和向列相共存。外部磁场诱导单轴排列，并以与血小板面积成比例的强度作用于血小板。当粒径比λ =1.5时，体系表现为平行-平行共存。当λ =2时，在上临界点和平行线-双折射-双折射三相点之间，也会发生两种具有不同成分的双折射态的分层。随着电场强度的增加，共存区逐渐缩小。在足够高的场强下，在双临界点以上，系统出现不相容性的闭环，相共存消失。对于λ =2.5，除了平行线-平行线共存之外，还存在向列线-平行线共存，其持续存在并且因此不终止于临界点。部分取向序参量沿双节点强烈变化的组合物和连接时，每个物种的封闭回路的不相容性，在相应的相图顺利。
2011-04-20 cond-mat.soft
A Wigner-Seitz model of charged lamellar colloidal dispersions
层状胶体颗粒的浓缩悬浮液（例如，G.粘土）是通过考虑一个单一的，均匀带电的，有限的血小板限制与共和抗衡离子的维格纳-塞茨（WS）细胞。该系统内处理泊松-玻尔兹曼理论，与适当的边界条件的WS细胞的表面上，应该考虑到相邻的血小板的限制效应。表达式获得的自由能，渗透压和分离压力和电容的局部静电势和合作和反的密度分布。线性化Poisson-Boltzmann（LPB）方程的显式解获得圆形和方形血小板放置在一个圆柱形或平行六面体细胞的中心。对于任何给定的体积（由血小板的宏观浓度确定）、血小板表面电荷和盐浓度，发现所得的自由能作为细胞的纵横比的函数经历最小值。最佳的纵横比被发现是几乎独立的后两个物理参数。的渗透压和分离压力被发现在自由能最小值相吻合，而总的四极矩的双电层所形成的血小板和周围的合作和抗衡离子同时消失。渗透状态方程计算了各种物理条件。消失血小板浓度的限制被认为是在一些细节，和两个同轴的血小板之间的作用力计算在该限制作为其分离的函数。
1997-03-21 cond-mat.soft
Floating nematic phase in colloidal platelet-sphere mixtures
胶体分散体的相行为是有趣的基本原因和技术应用，如光子晶体和电子纸。沉淀，在日常生活中是相关的血液分析的保质期的油漆，是一种手段，以确定相边界，通过观察不同的层在样品中的沉淀扩散平衡。然而，解开的影响，由于粒子间的相互作用，这产生了大量的相图，从那些由于重力是一项复杂的任务。在这里，我们表明，在化学势$μ_i$，其中$i$标记的物种，空间中的一条线，代表一个沉积的样品，并在重力下，这个沉积路径的每一个交叉点产生一个界面。可以导致复杂的相堆叠，例如我们在二氧化硅球和三水铝石片晶的混合物中观察到的在顶部和底部各向同性相之间的浮动的层状夹层。
2012-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Wetting and capillary nematization of binary hard-platelet and hard-rod fluids
采用密度泛函理论研究了单壁和狭缝孔中硬片和硬棒二元胶体流体的相行为。通过数值极小化巨势泛函，分析了矩形粒子的取向被限制在三个正交取向的Zwanzig模型。的密度和取向的配置文件，以及表面的贡献，巨势确定。计算结果表明，硬杆流体存在壁诱导的从单轴对称到双轴对称的连续表面过渡。对于由两个平行硬壁限制的流体，我们确定了大狭缝宽度下的一级毛细线化转变，当狭缝宽度减小时，该转变终止于毛细临界点。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard competition: stabilizing the elusive biaxial nematic phase in suspensions of colloidal particles with extreme lengths
我们使用计算机模拟来研究的存在和稳定性的一个双轴取向的$N_b$阶段在系统中的硬多面体长方体，三棱柱，菱形血小板，其特征在于由一个长（$L$），中（$M$），和短（$S$）粒子轴。对于所有三种形状的家庭，我们发现稳定的$N_b$状态提供的形状不仅接近所谓的双形状与$M = \sqrt{LS}$，但也充分各向异性与$L/S>9,11,14, 23$的菱形，棱柱体，长方体，分别对应于各向异性之前没有考虑。令人惊讶的是，在这些系统中没有发生直接的各向同性- $N_b$转变，这是由于在小的$L/S$处通过近晶相（对于长方体和棱柱）或柱状相（对于片晶）或在大的$L/S$处通过介入的单轴晶相使$N_b$不稳定。我们的研究结果证实了密度泛函理论提供的第三维里系数包括和一个连续的，而不是离散的（Zwanzig）一组粒子取向考虑。
2018-01-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging of the Nonlinear Optical Susceptibility of colloidal solutions
利用Z-扫描和动态光散射测量，我们研究的非线性光学响应的胶体溶液经历的动力学减慢与年龄。我们研究了分散在水-粘土（Laponite）溶液中的有机染料（罗丹明B）在不同粘土浓度（2.0wt%-2.6wt%）下经历凝胶化过程的高光学非线性。我们确定的粘土血小板自扩散系数，并通过其与结构弛豫时间的比较，我们得出结论，凝胶化过程中进行的互连粘土血小板网络的结构，而不是通过集群的生长和聚集。
2006-09-26 cond-mat.soft nlin.PS physics.optics
Connectivity percolation in suspensions of hard platelets
用蒙特卡罗模拟研究了硬片晶悬浮液中的连通性逾渗。我们解释我们的结果使用接触体积参数的基础上一个有效的单粒子细胞模型。通常假设各向异性物体的渗流阈值与其纵横比成反比。虽然这一规则已被证明是保持棒状颗粒，我们发现，对于硬板状颗粒的渗流阈值是非单调的纵横比。它表现出一个浅的最小值在中间的纵横比，然后饱和到一个恒定的值。这种效应是由各向同性-非线性转变先于逾渗转变引起的。因此，使用高度各向异性的导电颗粒作为复合材料中的填料以便在低填料浓度下产生导电的常见策略预计对于板状填料如石墨烯和石墨纳米片是失败的。
2012-04-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connectedness percolation of hard convex polygonal rods and platelets
具有纳米填料颗粒的聚合物复合材料的性质在被称为逾渗阈值的临界填料密度以上急剧变化。真正的纳米填料，如石墨烯薄片和纤维素纳米晶体，不是理想化的盘和棒，但通常被建模为这样。在这里，我们调查的颗粒截面的形状对几何逾渗阈值的影响。利用连通性逾渗理论和第二维里近似，解析计算了硬凸粒子在三种单粒子测度下的逾渗阈值。我们将这种方法应用到多边形杆和血小板，并发现通过减少粒子截面的边数，降低了渗流阈值的通用标度。这是由于表面积与体积比随着边数的减少而增加。
2018-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluids of platelike particles near a hard wall
用密度泛函理论研究了硬壁附近由硬板状颗粒组成的流体。的密度和取向的配置文件，以及表面张力和过量的覆盖率的测定和比较与流体的棒状颗粒。即使对于低密度轻微的取向包装效果被发现的血小板流体由于更大的分子间相互作用血小板之间的杆之间相比。壁附近的血小板的净消耗表现出的过量覆盖，而硬杆流体的过量覆盖的符号的变化被发现后，增加体积密度。
2001-07-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase stacking diagram of colloidal mixtures under gravity
在胶体或液体混合物中，在沉积-扩散平衡时观察到的不同层的堆叠是本体相分离的显著结果。然而，从相图中得出定量的结论是非常微妙的。在这里，我们介绍了勒让德变换的化学势表示的体相图，以获得一个独特的堆叠图的所有可能的堆栈重力下。简单的体相图通常会导致复杂的堆积图。我们将该理论应用到只有两相体共存的二元硬核血小板混合物中，发现堆叠图包含六种类型的堆叠，多达四个不同的层。这些结果可以在胶体血小板混合物中进行实验测试。一般来说，扩展的吉布斯相位规则确定沉积层的最大数量为$3+2(n_b-1)+n_i$，其中$n_b$是双结点的数量，$n_i$是它们的拐点的数量。
2013-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Light-Activated Motion, Geometry- and Confinement-Induced Optical Effects of 2D Platelets in a Nematic Liquid Crystal
本文研究向列相液晶中吸光片晶在光照下通过自诱导向列相-各向同性相变实现自推进，并揭示温度、光强和约束条件决定三种运动状态，为利用液晶相变驱动胶体及调控拓扑光子响应提供设计依据。
2024-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interplay of anisotropy in shape and interactions in charged platelet suspensions
受带电胶体薄片有趣的相行为的启发，我们通过蒙特卡罗模拟研究了带电排斥圆盘的结构和动力学。考虑到静电相互作用，通过一个有效的两体势，得到内的非线性泊松-玻尔兹曼形式主义，它具有各向异性屏蔽库仑势的形式。最近，我们表明，原来的固有各向异性的静电势在竞争中排除体积效应导致丰富的相行为，不仅包括各种液体结晶相，但也预测存在的新结构组成的交替向列-反向列片。在这里，我们研究的结构和动力学签名的每一个观察到的结构的平移和旋转自由度。最后，我们讨论了有效电荷值的影响，我们的结果与实验结果的收费血小板悬浮液。
2014-07-18 cond-mat.soft
Bulk and interfacial properties of binary hard-platelet fluids
用密度泛函理论研究了硬片晶二元混合物的分层流体相界面。相应的过剩自由能功能内的基本测量理论适应的Zwanzig模型，其中的矩形形状的粒子的取向被限制为三个正交的方向计算。密度和取向的序参量分布在共存相之间的界面，以及界面张力的测定。密度反转，振荡密度剖面，和Fisher-Widom线已被发现在大薄和小厚血小板的混合物。最低的界面张力对应于平行于界面的片晶的平均体取向。对于一个大的和小的薄血小板的混合物，完全润湿的各向同性的界面的第二结晶相被发现。
2003-10-30 cond-mat.soft
Effect of electrolyte on the microstructure and yielding of aqueous dispersions of colloidal clay
钠蒙脱石是一种天然粘土矿物，在自然界中含量丰富。这种矿物的带电和各向异性的血小板的水分散体表现出非遍历动力学逮捕状态，从软玻璃相为主的粒子间排斥盐诱导的吸引力相互作用稳定的胶体凝胶。当分散介质中的盐浓度系统地变化时，分散体的粘弹性和屈服应力在临界盐浓度下表现出非单调行为，从而表明分散体微观结构的形态变化。我们使用低温扫描电子显微镜直接可视化这些动力学停滞相的微观结构。我们观察到存在的蜂窝状网络形态的盐浓度范围很广。过渡的凝胶形态，占主导地位的重叠硬币（OC）和卡（HoC）协会的粘土颗粒在低盐浓度的一个新的网络结构占主导地位的面对面凝聚的血小板，观察整个临界盐浓度。我们进一步评估这些凝胶在重力下使用电声的稳定性。这项研究，进行了浓缩粘土分散体的外部添加的盐的浓度范围很宽，是有用的，在我们的许多地球物理现象，涉及盐引起的天然粘土矿物的聚集的理解。
2015-07-10 cond-mat.soft
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
Shape, connectedness percolation and electrical conductivity of clusters in suspensions of hard platelets
使用蒙特卡罗模拟，我们调查如何几何渗流和导电性的悬浮液中的硬导电血小板的影响，除了血小板和他们的程度的自发排列。对于纵横比$10, 25$和$50$，我们一致地观察到作为体积分数的函数的单调减小的逾渗阈值。在结晶相，结晶团簇内部的颗粒分布变得不那么球对称，并且团簇的纵横比增加。然而，在各向同性相中，簇也是各向异性形状的，尽管它们的纵横比作为体积分数的函数保持恒定。将血小板的聚集映射到线性电阻器网络，并将单位电导分配给所有连接，我们发现在各向同性的过渡和各自的稳定相中都有恒定的电导率。这种行为与观察到的网络的其他拓扑性质是一致的。相反，使用各向异性电导模型，网络电导率随着各向同性中体积分数的增加而减小，并且在介电常数开始时进一步减小。因此，我们的观察一致地表明，不同于棒状填料，由血小板悬浮液产生的网络结构对颗粒纵横比和排列都不是非常敏感，从而使得血小板在导电复合材料中分散的通用性较低。
2020-01-27 cond-mat.soft
Bulk phase behaviour of binary hard platelet mixtures from density functional theory
我们调查各向同性各向同性，各向同性的，向列相共存的二元混合物的圆形血小板消失的厚度，连续的旋转自由度和径向尺寸比$λ$高达5。一个基本的措施密度泛函理论，以前用于单组分模型，提出和结果进行比较，从Onsager理论作为基准。对于$λ\leq 1.7$，系统显示各向同性-双相共存，随着$λ$值的增加，双相区变宽。对于尺寸比$λ\geq 2$，我们发现两个π态的分层变得稳定，并且可以发生各向同性π-π三相点。基本测度理论给出了一个比Onsager理论更小的各向同性双相区，并将转变定位在较低的密度。此外，在给定的$λ$值下，比Onsager理论中发现的更大范围的组合物上发生向列相-非向列相分层。这两种理论预测的相图的拓扑结构相同。部分有序序参量随组成强烈变化，表明较大的颗粒比较小的颗粒更强有序。
2010-01-29 cond-mat.soft
Fabrication of colloidal Laves phases via hard tetramers and hard spheres: bulk phase diagram and sedimentation behaviour
胶体光子晶体具有独特的光学性质，特别适合于在不同领域的应用。然而，目标结构的低填充分数通常在制造阶段构成真正的挑战。在这里，我们提出了一种新的路线，通过硬四聚体和硬球的二元混合物的胶体光子晶体。通过结合理论和计算机模拟，我们计算的相图以及混合物的堆积图，并表明，胶体类似物的MgCu 2 Laves相-这可以作为一个光子带隙结构的前体-是一个稳定的相位在一个大的区域的相图。我们的研究结果表明，流体和Laves相，这是潜在的实验访问之间的一个相对较大的共存区域。此外，我们确定建议的混合物的沉积行为，通过确定几个堆叠序列。我们的工作揭示了一个新的自组装路径，在可见光区的光子带隙结构。
2017-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depletion driven adsorption of colloidal rods onto a hard wall
在杆和小聚合物线圈的混合悬浮液中，杆吸附到与悬浮液接触的硬壁上。这种吸附是在低密度杆极限下研究的。它是由耗尽力驱动的，并且对于长杆比对于球体强得多。这是通过精确的，数值的，计算和近似理论。
1997-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Brambilla et al. Reply to a Comment by J. Reinhardt et al. on "Probing the equilibrium dynamics of colloidal hard spheres above the mode-coupling glass transition"
G. Brambilla等人，回复J. Reinhardt等人的评论，质疑模式耦合理论预测的胶体硬球临界体积分数以上的平衡动力学的存在。
2010-10-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of polydispersity and soft interactions on the nematic vs. smectic phase stability in platelet suspensions
我们从理论上讨论，使用密度泛函理论，相稳定性的悬浮液中的相同厚度，但具有高的多分散性的直径的血小板，并研究多分散性对这种稳定性的影响。假设血小板像硬物体一样相互作用，但也考虑了额外的软吸引力和排斥力相互作用，这意味着代表耗尽相互作用的效果。的纵横比（直径与厚度）被认为是非常高的，以模拟最近实验探索的矿物血小板的解决方案。在这一制度的取向有序度很高，因此，模型血小板可以被视为完全平行，并通过一个基本的措施理论进行分析。我们的重点是在双晶相与近晶相的相互作用，因为高度的直径多分散性抑制了柱状相的形成。当相互作用是纯粹的硬，该理论预测一个连续的向列相到近晶相的过渡，无论直径多分散性的程度。然而，多分散性增强了近晶相相对于非晶相的稳定性。预测的情况下，一个额外的软相互作用被添加使用平均场微扰理论。在单组分流体的情况下，对于排斥力，过渡保持连续，并且近晶相随着相互作用的范围减小而变得更加稳定。相反的行为相对于范围内观察到的吸引力，事实上，过渡成为一阶低于三临界点。此外，对于吸引相互作用，出现了非均匀分层，并有一个相关的临界点。当引入片晶多分散性时，三临界温度偏移到非常高的值。
2011-02-09 cond-mat.soft
Spontaneous evolution of self-assembled phases from anisotropic colloidal dispersions
我们调查的自发演化的各种自组装相态从一个均匀的水性分散体的高纵横比的蒙脱石（钠Clopartite）纳米粘土血小板接地的观察超过3.5年的时间。我们已经建立了该系统的tw-c相图，第一次在正常pH值条件下使用流变学实验无盐悬浮液，并已检测到这些悬浮液进行非平凡的相演变和老化动力学。在tw-c相空间中发现了独特的相分离、平衡流体和平衡凝胶。从流变学测量得到的Cole-Cole图表明存在相互连接的网络状结构，其中c > cg，cg是凝胶化浓度。所有的分散体形成稳定的溶胶在初始时间，并与老化的网络状结构被发现通过两种途径形成：一个为c < cg，通过相分离和另一个为c > cg，通过平衡凝胶化。这就要求重新审视老化MMT分散体系的相图。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical fluctuations close to Jamming versus Vibrational Modes : a pedagogical discussion illustrated on hard spheres simulations, colloidal and granular experiments
研究颗粒和胶体系统的堵塞过渡，导致了大量的理论和数值结果，制定的语言的动力学矩阵的本征谱这些无序系统。然而，直到最近，这些模式已经在胶体和颗粒介质中进行了实验，计算粒子位置的协方差矩阵的本征模。与此同时，关于这些结果的解释，出现了新的概念和方法问题。在本文中，我们首先给出了一个概述的理论框架，这是适当的讨论的相关矩阵的振动特性的本征模和本征值的解释。然后，我们说明了几个方面的统计和数据分析技术，这是必要的，从实验数据中提取可靠的结果。集中在硬球模拟，胶体和颗粒实验的情况下，我们讨论了如何测试存在的亚稳态，抽样的统计独立性，实验分辨率的效果，和谐波假设的方法，突出其承诺和局限性。
2011-12-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Theory of Entropic Bonding for Colloidal Crystal Prediction
熵本身可以将硬粒子自组装成非常复杂的胶体晶体，其结构与原子和分子晶体相同，但具有更大的晶格间距。虽然基于粒子的分子模拟是通过探索相空间来预测自组装的有力工具，但还不可能像基于电子价的原子晶体那样从粒子形状先验地预测胶体晶体结构。在这里，我们提出这样一个第一原理理论。通过在统计力学的框架内直接计算和最小化排除体积，我们描述了在用于描述化学键的熟悉术语中出现的硬形状之间的定向力。我们的理论预测的四个家庭的硬多面体相匹配，在每一个实例中，以前的模拟结果的philically首选结构。熵胶体晶体结构预测的第一性原理方法的成功，进一步从根本上理解熵驱动的结晶和概念图片键合的问题。
2021-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium dynamics of the glass transition: new perspectives from colloidal hard spheres
一种新的方法，从实验数据与硬球胶体产生开创性的见解的玻璃化转变。精确测定被其邻居捕获的粒子的比例是前所未有的，并为我们的研究提供了基石。我们发现，所谓的“戏剧性放缓”，伴随着超级包装是由于相关的笼子波动，而不是笼子本身。他们的统计数据表明，笼中粒子的无定形集合体处于自组织临界状态。笼和热力学1阶冻结过渡的发病之间的隐含连接的挑战现状，因为我们的论点，动态临界无定形组件是该过渡的先决条件。
2021-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and phase behavior of the lamellar Zwanzig model
二元混合物的层状胶体硬血小板内的Zwanzig模型的杆，从而方形长方体可以采取只有三个方向沿$x$，$y$或$z$轴的概括进行了研究。自由能是在Rosenfeld的“基本测量理论”（FMT）中计算的，适用于本模型。在单组分极限下，该模型表现出预期的各向同性到无向同性相变，其随着纵横比$ζ=L/D$（$D$是血小板的宽度，$L$是血小板的厚度）增加而变窄。在二元情况下，有序化和耗尽诱导偏析之间的竞争导致富相行为。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal hard-rod fluids near geometrically structured substrates
密度泛函理论被用来研究胶体硬棒流体附近的一个单独的直角楔或边缘，以及附近的硬墙，这是周期性图案与矩形障碍。Zwanzig模型，其中的方向的杆被限制为三个正交的方向，但他们的位置可以连续变化，分析通过数值最小化的巨势。密度和取向顺序配置文件，过量吸附，以及表面和线张力的确定。计算结果显示出平行于并靠近楔角[边缘]的棒的富集[耗尽]。对于在几何图案化壁附近的流体，壁-各向同性液体界面被膜完全润湿作为两阶段过程发生，其中首先膜相填充屏障之间的空间，直到形成几乎平面的各向同性-膜液体界面，将屏障之间的空间中的较高密度的膜液体与较低密度的各向同性本体流体分离。在第二阶段中，当接近体各向同性时，发展出不同膜厚的双折射膜。
2004-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusive growth of polydisperse hard-sphere crystals
与原子不同，胶体粒子并不完全相同，但只能在有限的尺寸公差内合成。因此，胶体是多分散的，即具有从连续分布中提取的尺寸的无限多组分的混合物。我们模型的结晶硬球胶体（有/无吸引力）从最初的非晶相。虽然多分散硬球相图已被广泛研究，但它并不直接适用于真正的胶体晶体，因为它们不可避免地处于平衡状态。胶体晶体形成的过程决定了组成它们的颗粒的尺寸分布。一旦冻结到晶格中，颗粒就被笼住，使得组合物不能随后松弛到平衡最佳值。我们预测，纳入晶体的胶体颗粒的平均尺寸小于预期的平衡计算。这是因为小颗粒扩散最快，因此到达晶体的数量不成比例。
2001-02-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic properties of quasi-confined colloidal hard-sphere liquids near the glass transition
由于分层和局部填充之间的竞争而产生的受限流体的复杂行为可以通过考虑准受限液体来解开，其中沿限制方向的周期性边界条件恢复平移不变性。该系统提供了一种手段来调查的限制和当地秩序的相关长度尺度的相互作用。本文提出了准受限液体玻璃化转变的模式耦合理论，并详细阐述了数值实现的有效方法。在MCT的非遍历性参数进行比较，计算机模拟结果为硬球流体。我们评估的非平衡态图，并调查集体中间散射函数。对于这两种方法，非单调行为取决于限制长度观察。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropic Colloidal Crystal Prediction: A Quantum Density Functional Theory Inspired Approach
University of Michigan（密歇根大学）；Biointerfaces Institute, University of Michigan（密歇根大学生物界面研究所）
本文提出了一种基于量子密度泛函理论的胶体晶体预测方法，通过构建辅助系统并最小化自由能来预测硬凸形粒子胶体晶体的稳定性。
2026-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy-Driven Phase Transitions in Colloidal Systems
本文分为两个独立的部分。在本论文的第一部分中，我们着重研究了胶体体系中成核的动力学途径。第二章简要介绍了成核的相关理论，经典成核理论然后在第三章中，我们研究了胶体的“最简单”模型系统中的晶体成核，即，单分散硬球系统，通过使用三种不同的模拟方法，即，分子动力学、前向通量采样和伞形采样模拟。随后，我们在第4章中将我们的模拟方法应用于更现实的胶体硬球系统。此外，我们还研究了由硬粒子组成的各种体系中的成核，即，硬哑铃（第5章）、硬棒（第6章）、硬胶体聚合物（第7章）和二元硬球混合物（第8章）。在本论文的第二部分，我们研究了几种胶体体系的相行为。在第九章中，我们研究了胶体硬超球的平衡相图，它的形状从立方体到八面体。我们在第10章研究了耗尽吸引力诱导的不对称斑片状哑铃胶束化。
2012-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
The effect of flexibility and bend angle on the phase diagram of hard colloidal boomerangs
研究了柔性和弯曲角度对硬半柔性回飞镖系统的影响。这些被建模为在一端以可以围绕优选角度波动的角度连接的两个杆状段。我们使用第二维里理论的半柔性链的两个部分，并数值求解的全方位分布函数的四个角度的函数，确定回飞棒的方向。我们绘制了作为两个角度的函数的单段分布以及臂间角度分布。对于刚性回飞镖，我们发现扁长形，扁圆形，和双轴向相位取决于弯曲角度和密度，在部分协议与以前的结果刚性回飞镖。然而，对于优选的臂间角为$90^\circ$的情况，我们发现双轴双折射相位具有四重而不是两重旋转对称性，因此需要四阶序参量来描述它。此外，我们发现柔性大大减少了双轴双折射相位的稳定区域，长轴双折射变得更有利。
2018-06-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase coexistance in polydisperse mixture of hard-sphere colloidal and flexible chain particles
本文提出了一种计算具有高分子链长多分散性和硬球胶体及高分子单体尺寸多分散性的胶体-高分子混合物的全相图（包括云雾曲线、阴影曲线、双结点和共存相的分布函数）的理论方案。该方案结合了缔合流体的热力学微扰理论和最近开发的用于确定多分散球形胶体流体的相图的方法（L.Bellier-Castella { \it et al.}，{ \it J.Chem.Phys.} { \bf 113}，8337（2000））。通过举例说明，我们提出并讨论了全相图的混合物与多分散性的硬球胶体颗粒的大小。
2007-05-09 cond-mat.soft
A Landau-de Gennes theory for hard colloidal rods: defects and tactoids
通过对与化学势相关的巨势进行序参量展开，构造了硬胶体棒的唯象Landau-de Gennes理论.通过将这些系数与Onsager理论的已知结果拟合，我们不仅能够描述各向同性-均质相变随密度的变化，包括众所周知的密度跳跃，而且还能描述各向同性-均质平面界面。由此产生的理论应用于计算的各向同性核心大小在径向刺猬缺陷，密度依赖性的线性缺陷的硬棒在正方形的限制，和形成的一个droplet在各向同性的背景。
2016-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Multicomponent adhesive hard sphere models and short-ranged attractive interactions in colloidal or micellar solutions
我们调查的粘性参数$t_{ij}=1/(12τ_{ij})$的依赖性-其中$τ_{ij}$是传统的巴克斯特参数-溶质直径$σ_{i}$和$σ_{j}$在多组分粘性硬球（SHS）模型的介观中性粒子的流体混合物。各种简单但现实的相互作用势，在文献中使用的模型\textit{short-ranged attractions}存在于真正的解决方案的胶体或反胶束，进行了审查。我们认为：i）范德华吸引力，ii）硬球损耗力，iii）聚合物包覆的胶体，iv）溶剂化效应（特别是油包水微乳液的反胶束之间的疏水键合和吸引力）。我们映射到一个等效的SHS模型，通过要求第二维里系数的平等，这些潜力。主要的发现是，对于大多数考虑的潜力，大小依赖的$t_{ij}(T,σ_{i},σ_{j})$可以近似由基本上相同的表达式，即一个简单的多项式变量$σ_{i}σ_{j}/σ_{ij}^{2}$，系数取决于温度$T$，或-耗尽相互作用-上的填充分数$η_{0}$的耗尽粒子。
2006-11-07 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
Equilibrium route to colloidal gellation: mixtures of hard sphere-like colloids
为了研究耗尽驱动胶体混合物中动力学停滞和相分离之间的相互作用，计算了大尺寸比硬球混合物的双结点线和非遍历线.类似于硬核加短程有效吸引的情况，在这种混合物中可以发生物理凝胶化而不与流体相分离竞争。这种行为，由于在耗尽电位的振荡应涉及所有简单的混合物与非理想的耗尽剂，证明其动力学性质的进一步研究。
2008-11-17 cond-mat.soft
Connecting Structural Relaxation with the Low Frequency Modes in a Hard-Sphere Colloidal Glass
用共聚焦显微镜研究了硬球胶体玻璃的结构弛豫。在长时间尺度上跟踪单个粒子的运动，以检测系统中的重排区域。我们已经用简正模分析来理解重排区域的起源。低频模式，在短时间尺度上获得的，显示出很强的空间相关性与重排发生在长时间尺度上。
2011-09-12 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
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
Formation of a transient amorphous solid in low density aqueous charged sphere suspensions
从硬球、近硬球、椭球体和片晶或其有吸引力的变体形成的胶态玻璃已被详细研究。补充和检查理论方法和模拟，许多不同类型的模型系统显着推进了我们对玻璃化转变的理解。尽管他们早期的预测，但是，没有实验带电的球形玻璃已被发现在低密度，在竞争过程中的结晶占主导地位。我们在这里报告形成的瞬态非晶态固体形成的带电聚合物球悬浮在彻底去离子水的体积分数为0.0002-0.01。从光学实验中，我们观察到存在的短程秩序和增强的剪切刚度相比，稳定的多晶固体的体心立方结构。在数小时至数天的密度依赖性时间尺度上，非晶态固体转变成这种稳定结构。我们进一步提出了初步的动态光散射数据显示的第二个缓慢的弛豫过程的演变可能指向一个动态的异质性已知从其他胶体glasses和gels.We比较我们的研究结果预测的相行为的带电球悬浮液和讨论可能的机制形成这种特殊类型的胶体玻璃。
2017-11-13 cond-mat.soft
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
Engineering Entropy for the Inverse Design of Colloidal Crystals from Hard Shapes
在整个物理科学中，熵作为一个关键但神秘的概念脱颖而出，在材料设计中，它往往退居能量之后。在这里，我们展示了如何精确地设计熵来实现所需的胶体晶体。我们证明了逆设计的硬颗粒，组装六个不同的目标胶体晶体，仅仅由于熵最大化。我们的方法有效地样本$10^8$颗粒形状从88和192维的设计空间，以发现最佳的形状。我们设计的粒子形状，自组装已知的晶体与优化的热力学稳定性，以及新的晶体结构，没有已知的原子或其他等价物。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of hard spheres confined between parallel hard plates: Manipulation of colloidal crystal structures by confinement
我们使用大量的计算机模拟研究了两个平行硬板之间的硬球的相行为。我们确定了完整的平衡相图为任意密度和板分离从一个到五个硬球直径使用自由能计算。我们发现一个一阶流固转变，这对应于毛细管冻结或融化取决于板分离。共存的固相由三角形或正方形对称的结晶层组成。增加板间距，我们发现一个序列的晶体结构从n三角形（n+1）平方（n +1）三角形，其中n是晶体层数，在协议的胶体实验。在高密度下，正方形相到三角形相之间的过渡被中间结构介入，例如，棱柱、屈曲和菱形相。
2006-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Hard colloidal rods near a soft wall: wetting, drying, and symmetry breaking
在Onsager的密度泛函理论，我们探讨的热力学和结构性质的各向同性和粘性流体的硬针状胶体接触的硬基板上涂有软短程吸引或排斥层。作为软相互作用的范围和强度的函数，我们发现润湿和干燥的过渡，预干燥线，和从单轴到双轴的润湿和干燥膜的破胶过渡。
2006-01-23 cond-mat.soft
Enhanced structural correlations accelerate diffusion in charge-stabilized colloidal suspensions
胶体电荷稳定和硬球悬浮液的理论计算表明，流体动力学相互作用产生一个定性不同的颗粒浓度依赖的短时间自扩散系数。然而，这种效应在数值上很小，很难通过传统的光散射实验获得。应用多重散射去相关设备和仔细的数据分析，我们表明，带电粒子的理论预测是一致的，我们的实验结果从水聚苯乙烯胶乳悬浮液。
1999-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Binary colloidal mixtures in near-critical binary solvents
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）；H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托大学H.H.威尔斯物理实验室）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）
研究二元胶体在近临界二元溶剂中的相行为，通过扩展晶格模型揭示胶体与溶剂相互作用对相图拓扑的影响，探讨三重点线行为。
2026-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relevance of Packing to Colloidal Self-Assembly
自20世纪20年代以来，填充参数已被用于合理化从原子混合物到胶体晶体的系统中的晶体结构。包装参数最近被应用于复杂的纳米颗粒结构，在那里他们经常，但并不总是，工作。我们检查时，如果有的话，包装是一个因果机制，在硬颗粒近似的胶体晶体。我们研究了三种晶体结构，包括它们的理想堆积形状。我们表明，与预期相反，订购机制不能包装，即使当的自组装结构是相同的denumbered包装。我们还表明，最好的颗粒形状的硬颗粒胶体晶体在无限的压力极限是不完美的版本的理想包装形状。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
