Phase diagram of mixtures of colloids and polymers in the thermal crossover from good to $θ$ solvent
我们确定的混合物的球形胶体和中性非吸附聚合物的相图之间的热交叉区域的$θ$点和良好的溶剂制度。我们使用广义自由体积理论（GFVT），只要$q = R_g/R_c\lesssim 1$（$R_g$是聚合物的回转半径，$R_c$是胶体半径），该理论就相当准确。接近$θ$点的相图是不是很敏感的溶剂质量，而接近良好的溶剂区域，溶剂质量的变化修改显着的临界点和双节点的位置。我们还分析了带电胶体和聚合物的水溶液的相行为，使用由Fortini等人提出的GFVT的扩展，J. Chem.Phys.128，024904（2008）。
2015-10-08 cond-mat.soft
Structure and aggregation of colloids immersed in critical solvents
我们考虑一个球形胶体粒子的合奏沉浸在近临界溶剂，如二元液体混合物接近其临界分层点。溶剂的相应序参量的长程波动驱动了相关长度的发散。这些临界波动的胶体溶质颗粒的空间限制，作为空腔中的波动介质，限制和修改的波动谱的方式取决于它们的相对配置。这导致有效的，所谓的临界卡西米尔力（CCF）作用在限制表面上。利用现有的知识，我们研究的结构和稳定性，这样的胶体悬浮液，采用有效的，单组分胶体系统的方法。应用两两相加的CCF近似，我们计算了胶体的径向分布函数，这是实验上可访问的。我们分析了胶体聚集由于CCF，从而暗示了以前的实验研究仍在争论中
2012-01-27 cond-mat.soft
Critical Casimir Forces and Colloidal Phase Transitions in a Near-Critical Solvent : A Simple Model Reveals a Rich Phase Diagram
从实验研究中，它是众所周知的，胶体颗粒悬浮在一个近临界二元溶剂表现出有趣的聚集现象，往往与胶体相变，并假定是由长程溶剂介导（SM）的相互作用（临界Casimir力），设置（发散）的相关长度的溶剂驱动。我们提出了第一个模拟和理论研究的三元混合物，模仿这种情况的一个明确的模型。有效的SM对相互作用和完整的三元相图确定的布朗盘悬浮在一个明确的二维超临界二元液体混合物。气-液和流体-固体的转变中观察到的一个区域，延伸以及远离临界的溶剂储层。我们讨论在何种程度上一个有效的对潜在的描述可以占我们观察到的相行为。我们的研究提供了一个新的视角如何临界波动的溶剂可能会影响胶体自组装。
2014-12-17 cond-mat.soft
Liquid bridging of cylindrical colloids in near-critical solvents
在平均场论中，我们研究了一对平行的圆柱形胶体之间的桥接过渡浸入二元液体混合物作为溶剂，这是接近其临界共溶点$T_c$。我们确定的有效势和胶体之间的力的通用标度函数。对于一个溶剂，这是在临界浓度和接近$T_c$，我们发现，临界Casimir力是占主导地位的相互作用在密切的分离。这与相应的Derjaguin近似的两个圆柱体之间的有效相互作用非常一致，而毛细管力源自液体桥的延伸变成更重要的大分离。此外，我们能够推断，从润湿特性的个别胶体的一阶过渡的液体桥连接两个胶体颗粒的破裂状态。虽然具体到圆柱形胶体，这里提出的结果也提供了一个轮廓，用于识别关键Casimir力作用于桥接胶体颗粒，并分析它们之间的桥接过渡。
2017-06-02 cond-mat.soft
Colloids and polymers in random colloidal matrices: demixing under good-solvent conditions
我们考虑一个简化的胶体-聚合物混合物的粗粒模型，其中聚合物被表示为通过对势相互作用的单原子分子。我们用它来研究聚合物-胶体分离在存在的淬火矩阵的胶体硬球。我们将聚合物与胶体的尺寸比固定为0.8，并考虑基质，使得由于基质而无法进入胶体的体积的分数f等于40%。在Asakura-Oosawa-Vrij（AOV）的情况下，我们发现，在聚合物和胶体体积分数平面的双节点曲线有一个小的依赖于无序。至于临界点的位置，行为是从AOV的情况下观察到的不同：而临界胶体体积分数基本上是相同的，在本体中，并在存在的矩阵，在临界状态下的聚合物体积分数增加，随着f的增加。与AOV情况不同，一般没有观察到毛细管胶体冷凝或蒸发。
2012-10-01 cond-mat.soft
A Smooth Interface Method for Simulating Liquid Crystal Colloid Dispersions
提出了一种新的方法，用于粒子在液晶溶剂中分散的介观模拟。它允许有效的第一原理模拟的分散体，涉及许多粒子与多体相互作用介导的溶剂。已经进行了演示的聚集胶体分散体在二维的dichromic和近晶-C * 溶剂忽略流体动力学效应，这将考虑在不久的将来。
2003-10-30 cond-mat.soft
Reverse Micelles Enable Strong Electrostatic Interactions of Colloidal Particles in Nonpolar Solvents
虽然静电相互作用在水性胶体悬浮液中的重要作用是众所周知的，并合理地理解，非极性悬浮液中电荷的相关性仍然是神秘的。我们证明，粒子可以有令人惊讶的强静电相互作用，在低介电常数的环境中，当离子被溶解的反胶束。一个简单的热力学模型，胶束的平衡离子强度的结构，是在良好的协议与电导率和相互作用的测量。由于解离离子被反胶束增溶，使粒子表面带电的熵激励发生了质的变化，表面熵起着重要的作用。
2005-02-07 cond-mat.soft
Collective behavior of colloids due to critical Casimir interactions
如果胶体溶质颗粒悬浮在接近其临界点的溶剂中，它们就像波动介质中的空腔，从而以取决于它们的相对构型的方式限制和修改波动光谱。因此，有效的，所谓的临界卡西米尔力（CCF）之间的胶体出现。CCF的范围和幅度敏感地依赖于温度和溶剂的组成，以及在颗粒表面的溶剂的序参量的边界条件。这些显着的，而且通用的功能的CCF提供了一个积极的控制胶体的组装的可能性。这引发了最近对这些现象的实验和理论兴趣的激增。我们目前在这一领域的研究活动的概述。各种实验表明，在低于二元溶剂的较低的会溶点的混合相中，胶体发生热可逆的自组装或聚集，甚至平衡相变。我们讨论了这些现象的理论描述的状态，特别是在有效的，单组分胶体系统和一个完整的三元溶剂胶体混合物的治疗的必要性方面的描述的有效性。我们建议的观点，在这一领域的未来研究可能会发展的方向。
2017-11-24 cond-mat.soft
Criticality and phase separation in a two-dimensional binary colloidal fluid induced by the solvent critical behavior
我们提出了一个实验和理论研究的相行为的二元混合胶体相反的吸附偏好在临界溶剂。作为吸引和排斥临界Casimir力的结果，溶剂的临界波动导致胶体体系中的另一个临界点，即，导致由溶剂温度控制的临界胶体-液体-胶体-液体分层相变。我们的实验结果是在一个简单的近似系统的自由能的基础上的计算吻合得很好。
2011-08-30 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
Self-assembly and entropic effects in pear-shaped colloid systems: II. Depletion attraction of pear-shaped particles in a hard sphere solvent
我们考虑梨形胶体颗粒在硬球溶剂中的耗尽效应，对于梨形胶体颗粒的两种不同的模型实现。这两种模型是梨形硬高斯重叠（PHGO）颗粒和硬梨形旋转（HPR）。这项研究的动机是提供一个微观的理解，这些梨形胶体在稠密的悬浮液中，在本系列的第一部分中已经报道了显着不同的介观自组装特性。这是通过确定不同的耗尽吸引力，通过MC模拟PHGO和HPR颗粒在一个硬球溶剂的池，并将它们与排除体积计算的数值获得的理想配置的微观水平上进行比较。虽然HPR模型的行为预测的排除体积的分析，PHGO模型展示了相邻颗粒之间的倾斜，这可以归因于PHGO接触函数的特殊的非加性特性的偏好。最后，我们提出了一个潜在的实验可实现的梨形颗粒模型，非添加剂硬梨的革命（NAHPR）模型，这是基于HPR模型，但也具有类似的PHGO颗粒的非添加剂性状，以模仿其耗尽行为。
2020-04-06 cond-mat.soft
Phase separation around heated colloid in bulk and under confinement
我们研究的非平衡粗化动力学的二元液体溶剂周围的胶体颗粒中存在的随时间变化的温度梯度后出现的温度淬火的适当涂覆的胶体表面。溶剂保持在其临界浓度，胶体固定在空间中。表面附近的粗化图案被示出强烈依赖于胶体表面吸附性质和温度演化。温度梯度改变了胶体表面附近的二元溶剂的形态相比，在恒定温度下进行的粗化无处不在。我们还提出了在薄膜与限制表面更喜欢一个物种的二元液体混合物的其他粗化的演变的结果。限制导致更快的相分离过程，并形成连接胶体和两个限制壁的桥。
2018-06-22 cond-mat.soft
Critical Casimir interactions around the consolute point of a binary solvent
近临界介质的空间约束改变了其涨落谱，并改变了相应的序参量分布。这些效应导致有效的，所谓的临界卡西米尔力（CCF）作用在限制表面上。这些力对于约束的相对表面处的序参量的类似边界条件是有吸引力的。对于溶解在二元液体混合物中的胶体颗粒，在接近其分层临界点时充当溶剂，因此预期出现相分离成平衡胶体液相和气相。我们分析了这种现象是如何发生在整个热力学附近的二元溶剂的会溶点不对称。通过应用平均场近似和半经验de Gennes-Fisher泛函的场论方法，我们研究了作用于平面平行壁之间以及两个球形胶体之间的CCF及其对温度和近临界二元混合物组成的依赖性。我们发现，对于组合物稍微差的分子优先吸附在表面上，CCF是显着强于临界组合物，从而导致显着的胶体偏析。根据计算得到的胶体间的有效对势，得到的胶体溶液的分凝相图与实验和模拟结果吻合得非常好。
2014-03-21 cond-mat.soft
Solvent-mediated interactions between nanoparticles at fluid interfaces
我们研究了溶剂介导的相互作用的纳米粒子之间的吸附在液体-蒸汽界面相比，溶剂介导的相互作用在散装液体和蒸汽相的Lennard-Jones溶剂。后者的分子动力学模拟数据与参考函数近似和简单几何近似下积分方程的结果吻合良好。溶剂介导的相互作用在界面处的模拟结果显着不同的粒子在相应的体相的相互作用。我们发现，在短的粒子间距离的相互作用是相当多的排斥比那些在任何散装相。在长的粒子间距离上，我们发现了长距离引力的证据。我们讨论这些意见的界面相互作用，即，三相线张力，将在短距离，毛细管波相互作用较长的粒子间距离。
2009-04-03 cond-mat.soft
Tuning effective interactions close to the critical point in colloidal suspensions
我们报告了一个数值调查的两个胶体浸泡在一个临界溶剂，目的是量化的有效胶体-胶体相互作用的潜力。通过打开胶体和溶剂颗粒之间的吸引力，我们遵循从接近胶体的溶剂密度从小于体积的值变化到大于体积的值的情况的演变。因此，我们有效地实现了所谓的$(+,+)$和$(-,-)$的边界条件定义的场论方法集中在描述临界卡西米尔力。我们发现，在大距离的有效电位呈指数衰减，与体临界相关长度兼容的特征衰减长度，与理论预测完全一致。我们还研究了$(+,-)$边界条件的情况下，有效势成为排斥。我们的研究提供了一个指导的相互作用势，可以利用它来控制胶体系统的稳定性的设计。
2012-09-11 cond-mat.soft
Charged colloids in an aqueous mixture with a salt
我们计算了胶体颗粒周围的离子和成分分布在水溶液中的混合物，占优先吸附，静电相互作用，离子和极性分子之间的选择性溶剂化，和成分依赖的电离。在胶体表面，我们预测的沉淀过渡诱导的强烈偏好的亲水性离子的水和弱和强的吸附和电离之间的预润湿过渡。这些过渡线在相互作用参数χ（或温度）和平均溶剂组成的平面中远离溶剂共存曲线延伸。表面上的这些相变极大地改变了胶体相互作用。特别是，在沉淀线上方形成的润湿层桥接时，相互作用被放大得多。根据平均溶剂组成，这种润湿层可以完全或部分覆盖胶体表面。
2011-10-20 cond-mat.soft
Microscopic theory of solvent mediated long range forces: influence of wetting
我们表明，一个一般的密度泛函的方法来计算两个大颗粒之间的力浸没在一个较小的溶剂可以描述系统，表现出流体-流体相分离：该理论捕获的强吸附（润湿）和临界波动的溶剂的影响。我们说明了高斯核心模型，一个简单的模型的聚合物混合物在溶液中的方法，并发现非常有吸引力的，长范围的溶剂介导的电位之间的大颗粒的状态点靠近的双结点，在一侧的溶剂是穷人的物种，这是有利于大颗粒。
2002-05-23 cond-mat.soft
Mesoscopic electrohydrodynamic simulations of binary colloidal suspensions
本文提出了一种求解混合流体中胶体悬浮液动电现象的模型。采用格子玻尔兹曼方法求解含BGK碰撞算子的离散玻尔兹曼方程，模拟二元流体流动。溶剂-溶剂和溶剂-溶质相互作用使用赝势模型实现。能斯特-普朗克方程，描述溶解离子物种的动力学，使用有限差分离散的基础上的链接通量方法求解。胶体在晶格上分解，并通过适当的边界条件耦合到流体动力学和电动力学。我们提出了这三个要素的第一次全面整合。通过与已知的流体界面处的离子分布、介电液滴变形和胶体悬浮液的电泳迁移率的解析解进行比较，该模型得到了验证。它的可能性探索考虑各种物理系统，如带电和中性液滴和胶体动力学在平面或球形流体界面的分裂。
2018-02-20 cond-mat.soft
Aggregation Patterns of Salt Crystalizing in Drying Colloidal Solvents
我们报告了一项研究的结构的胶体凝胶液滴含有溶解的氯化钠。这些成分分离并形成复杂的图案。盐以分形和多重分形树枝状形式结晶，这由形成胶体凝胶的材料决定。这里使用了马铃薯淀粉、明胶和羧甲基纤维素。基质在某些情况下也起作用。显示了不同放大倍数的照片和显微照片。
2012-08-02 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dissipative particle dynamics study of solvent mediated transitions in pores decorated with tethered polymer brushes in the form of stripes
我们研究了组分A和B的二元混合物在狭缝状孔中的自组装，其中孔壁被由A类珠子制成的栓刷条纹修饰。重点是溶剂介导的形态之间的过渡时，混合物的组成变化。对于某些限制情况下的孔隙几何形状，我们发现，一个有效的降维可能会导致准一维和二维分层。在将混合物的组成从聚合物熔体改变为良好的溶剂条件时，链的环境的改变为几种溶剂介导的形态的发展机制提供了解释，并且在某些情况下，为它们之间的切换提供了解释。我们发现溶剂介导的层状，曲折和内衬圆筒相。形态结构的定量分析进行考虑刷重叠积分和回转张量分量。
2013-03-25 cond-mat.soft
Composite colloidal assembly by critical Casimir forces
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Wageningen University and Research（瓦赫宁根大学和研究机构）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）
通过临界Casimir力调控胶体粒子群体的自组装行为，实现复杂结晶行为和相图采样。
2026-02-12 cond-mat.soft
The solvent mediated interaction potential between solute particles: Theory and applications
在本文中，我们开发了一个理论来计算溶剂介导的溶质粒子之间的相互作用势分散在溶剂中。该势是溶质粒子瞬时分布的函数，用溶质-溶剂直接对关联函数和本体溶剂的密度-密度关联函数表示。直接对关联函数对溶质分布的多点关联的依赖性被简化为平均场近似。发展了一种计算溶质粒子间有效势、溶质-溶剂间有效势和溶质-溶质关联函数的自洽方法。阐明了溶剂波动对有效电位范围的影响。应用该理论计算了Asakura-Oosawa（AO）模型在多种溶质和溶剂密度值以及多种颗粒尺寸比值下的平衡性质。结果定量地描述了多体效应对有效势和对关联函数的影响。
2020-10-06 cond-mat.soft
Influence of Solvent Quality on Depletion Potentials in Colloid-Polymer Mixtures
正如经典的Asakura-Oosawa（AO）模型所解释的那样，非吸附性聚合物的耗尽引起的胶体颗粒之间的有效吸引力可以驱动胶体-聚合物混合物分层成富胶体相和贫胶体相，这与水的净化、食品和药物的稳定性以及生物细胞中的大分子拥挤具有实际意义。通过将聚合物线圈理想化为有效的可穿透球体，AO模型定性地捕获了聚合物耗尽对胶体悬浮液热力学相行为的影响。在以前的工作中，我们扩展了AO模型，将非球面聚合物构象，并表明随机游走线圈的波动形状可以显着修改耗尽电位[W。K. Lim和A. R. Denton，软物质12，2247（2016）; J. Chem. Phys. 144，024904（2016）]。我们进一步证明，在拥挤的环境中聚合物的形状敏感地依赖于溶剂的质量[W。J. Davis和A. R. Denton，J. Chem.Phys.149，124901（2018）]。在这里，我们应用蒙特卡罗模拟分析溶剂质量对耗尽电位的硬球胶体和非吸附聚合物线圈的混合物，建模为椭球体的主半径波动根据随机游走统计的影响。我们考虑自避免和非自避免随机游动，分别对应于良好和θ溶剂中的聚合物。我们的模拟结果表明，耗尽等分子量的聚合物诱导更强的吸引力胶体在良好的溶剂比在θ溶剂，并确认耗尽的相互作用显着影响的非球面聚合物构象。
2021-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From Lyotropic to Thermotropic Behavior: Solvent-Free Liquid Crystalline Phases in Polymer-Surfactant-Conjugated Rod-shaped Colloidal Viruses
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Univ. Bordeaux, CNRS, Centre de Recherche Paul-Pascal, UMR 5031（波尔多大学，法国国家科学研究中心，保罗·帕斯卡研究中心）
通过共价耦合低分子量 PEG 基聚合物表面活性剂到 fd 病毒表面，实现无溶剂 thermotropic 相行为，展示了一种将 lyotropic 转换为 thermotropic 相行为的高效方法。
2026-01-13 cond-mat.soft
Colloidal gels assembled via a temporary interfacial scaffold
二元溶剂的液-液相分离可被界面上的胶体颗粒所阻止[K。Stratford等人，Science 309，5744（2005）]。我们的实验表明，这样形成的胶体网络可以保持稳定后，充分重新混合的液体，创造一种新型的凝胶，其中在单相溶剂中的胶体具有局部平面协调。我们认为，这种结构很可能是维持初级最低DLVO键合我们的带电胶体，在强压缩下由毛细管力。我们目前的模拟证据表明，短程吸引力与排斥屏障的组合可以强烈地稳定这种局部平面凝胶。
2009-12-07 cond-mat.soft
Accurate coarse-grained models for mixtures of colloids and linear polymers under good-solvent conditions
一个粗粒化的策略，以前开发的聚合物溶液，在这里扩展到线性聚合物和硬球胶体的混合物。在这种方法中，单体组被映射到一个单一的伪原子（一个斑点）和有效的斑点斑点之间的相互作用是通过要求模型再现一些大规模的结构特性的零密度限制。我们表明，一个精确的参数化的聚合物-胶体相互作用是通过简单地引入斑点和胶体之间的对电位。对于粗粒模型，其中聚合物被建模为四滴链（四聚体），对势确定的迭代玻尔兹曼反演方案的装置，以全单体对关联函数在零密度为目标。对于较大数量的$n$的斑点，通过使用基于聚合物自相似性的简单可转移性假设来确定对电位。我们验证模型通过比较其预测与全单体的聚合物溶液的界面性质在一个单一的胶体的存在下，在有限的聚合物和胶体密度的均相的热力学和结构特性的结果。四聚体模型对于$q\lesssim 1$（$q=\hat{R}_g/R_c$，其中$\hat{R}_g$是零密度聚合物回转半径，$R_c$是胶体半径）是相当精确的，并且对于$q=2$也相当好。对于$q=2$，通过使用$n=10$团块模型获得精确的粗粒度描述。我们还比较了我们的结果与那些通过使用单斑点模型与状态相关的潜力。
2014-09-18 cond-mat.soft
Depletion effects in colloid-polymer solutions
表面张力，吸附，和耗尽厚度的聚合物接近一个单一的非吸附胶体球计算通过Monte Carlo模拟。我们认为聚合物在良好的溶剂条件下，并在良好的溶剂和$θ$行为之间的热交叉区域。在稀释状态下，我们考虑$q$的宽范围值，从$q = 0$（平面）到$q\approx 30$-50，而在半稀释状态下，对于$ρ_p/ρ_p^*\le 4$（$ρ_p$是聚合物浓度，$ρ_p^*$是其重叠值），我们仅考虑$q = 0,0.5,1$和2。结果与现有的理论预测进行了比较，验证了现有的标度参数。场理论的结果，无论是在稀的和在semidilute制度，是在良好的溶剂条件下的聚合物的数值估计，在很好的协议。
2014-05-05 cond-mat.soft
Casimir-like forces at the percolation transition
渗流和临界现象具有标度性和普适性等共同特征。胶体粒子在接近临界的溶剂中会受到长程有效力，称为临界卡西米尔力。%这些源自胶体之间的溶剂临界波动的限制。临界现象和渗流之间的类比的基础上，我们探讨了观察附近的渗流阈值的长程力的可能性。为了这个目的，我们数值计算两个胶体颗粒之间的有效电位分散在一个化学溶胶，我们表明，它变得有吸引力的和长期的接近溶胶渗滤过渡。我们开发了一个多分散的Asakura-Oosawa模型的基础上的理论描述，该模型捕获的相互作用范围的分歧，使我们能够解释这样的效果在结构化溶剂中的耗尽相互作用。我们的研究结果提供了临界Casimir力的几何模拟，提出了一种新的方式来调整胶体相互作用，通过控制溶剂的聚集特性。
2014-07-15 cond-mat.soft
Surfactant Mediated Particle Aggregation in Nonpolar Solvent
用时间分辨光散射技术研究了非极性介质中颗粒的聚集行为。在低浓度下，表面活性剂颗粒是弱带电的，并且悬浮液是不稳定的。随着表面活性剂浓度的增加，悬浮液逐渐变得更稳定，因为颗粒变得更高电荷。在高浓度下，颗粒被中和并且再次快速聚集。Derjaguin，Landau，Verwey，and Overbeek（DLVO）理论能够通过实验测量的表面电荷、屏蔽长度和范德华力来定量预测稳定性比。
2019-08-07 cond-mat.soft
Approximate additivity in the solvent-mediated potential of mean force for ultrasoft particle systems
The Hartree Centre, STFC Daresbury Laboratory（STFC达尔斯伯里实验室哈特里中心）；H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托大学H.H.威尔斯物理实验室）；SUPA and School of Physics and Astronomy, The University of Edinburgh（爱丁堡大学SUPA及物理与天文学学院）
本文证明在无限稀释极限下，超软粒子系统中溶剂介导的平均力势可表示为溶质特定广义排除体积函数的卷积，并验证了在耗散粒子动力学中的准确性。
2026-09-15 cond-mat.soft
Elasticity-mediated self-organization and colloidal interactions of solid spheres with tangential anchoring in a nematic liquid crystal
利用激光光镊和荧光共聚焦偏振显微镜，研究了固体微球在具有强切向表面锚定的颗粒周围弹性畸变引起的胶体相互作用。这些粒子聚集成与远场指向矢成约30度的链，并且在更高的浓度下，形成复杂的动力学捕获结构。我们表征的距离和角度依赖性的胶体相互作用力。
2005-08-13 cond-mat.soft
Solvent Mediated Assembly of Nanoparticles Confined in Mesoporous Alumina
硫醇稳定的金纳米晶在介孔氧化铝中的受控自组装，用小角X射线散射原位探测。通过调节从不饱和蒸气冷凝的溶剂量的变化，可逆地控制自组装过程的演变。分析表明，纳米粒子在多孔模板内自组装成圆柱形单分子膜。随着溶剂的控制加入，纳米粒子在单分子层内的最近邻分离增加，有序性降低。该过程是可逆的溶剂的去除。还观察到纳米颗粒的各向同性簇在液体溶剂的解吸期间暂时形成，并且在完全除去液体后消失。对溶剂的吸收和解吸的测量显示出热循环后的强滞后。此外，在纳米粒子掺杂的孔中的溶剂的毛细管填充转变被转移到更大的化学势，相对于液体/蒸气共存，由4倍相比，没有纳米粒子的相同系统的预期值。
2006-03-24 cond-mat.soft
Theory of nonionic hydrophobic solutes in mixture solvent: Solvent-mediated interaction and solute-induced phase separation
本文提出了一个由类水和类醇组成的混合溶剂中非离子溶质的理论。首先，我们给出了溶剂化化学势、偏体积$v_i$、Kirkwood-Buff积分、第二维里系数和吉布斯转移自由能之间的关系。我们研究了热力学中溶质密度$n_3$与溶剂密度$n_1$和$n_2$的耦合关系。在小的可压缩性的限制，我们表明，空间填充条件$\sum_i v_i n_i=1$几乎持有不均匀的密度$n_i$，溶剂的浓度波动可以引起一个大的溶质-溶质吸引力的相互作用。我们还推导出溶质诱导的不稳定性的溶质旋节密度$n_3^{\rm spi}$。接下来，我们使用Mansoori，Carnahan，Starling和Leland模型研究了由少量溶质诱导的硬球混合物$[$ {J. Chem. Phys.} { \bf 54}，1523（1971）$]$ .在这里，我们假设溶剂是接近其气液共存和溶质相互作用排斥与水类物种，但吸引与醇类之一。我们计算了相图中的双结点和旋结点曲线，并研究了这两个相变的成核。
2018-06-14 cond-mat.soft
Depletion force between two large spheres suspended in a bath of small spheres: Onset of the Derjaguin limit
我们分析了在硬球溶剂中两个硬胶体之间的耗尽相互作用，并特别注意到由著名的Derjaguin近似所控制的胶体和溶剂颗粒之间的大尺寸比的限制。对于小于溶剂颗粒直径的胶体之间的分离（限定耗尽区域），可以根据有效的二维气体来分析胶体之间的溶剂结构。因此，我们发现，Derjaguin极限接近比以前认为的更慢。这种分析是在良好的协议与模拟数据，可用于一个中等的尺寸比为10。小的差异，结果从密度泛函理论（DFT）在这个尺寸比变得放大更大的尺寸比。因此，我们已经改进了以前的DFT技术，通过施加测试粒子的一致性，连接DFT积分方程。然而，改进后的结果表明没有收敛到Derjaguin限制，因此我们得出结论，这种实施DFT与以前的依赖于测试粒子插入变得不可靠的预测中的力量在耗尽区的尺寸比大于10。
2003-10-22 cond-mat.soft
Understanding Polymer-Colloid Gels: A Solvent Perspective Using Low-Field NMR
INSA Lyon, UCBL, CNRS, MATEIS（里昂国立应用科学学院）；ENSL, CNRS, Laboratoire de physique（里昂师范学院）；Univ. Jean Monnet, Ingénierie des Matériaux Polymères（让·莫奈大学）
通过低场NMR从溶剂角度研究聚合物-胶体凝胶的微观结构和相变过程，揭示NMR弛豫度与流变行为的关系。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
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
Multi-Particle Collision Dynamics for a coarse-grained model of soft colloids
胶体悬浮液的动力学性质，无论是在平衡和外部驱动下，如剪切或压力流，需要准确的方法，正确地包括流体动力学效应，由于悬浮在溶剂中的发展日益增长的兴趣。在目前的工作中，我们推广的多粒子碰撞动力学（MPCD）能够处理软，聚合物胶体。我们的方法建立在知识的单体密度分布，可以从单体解析模拟没有流体力学或从理论上的论点。我们在此提出两种不同的方法。第一个简单地扩展了MPCD方法，包括在模拟中的有效单体具有给定的密度分布，从而忽略单体-单体相互作用。第二种认为大分子是一个单一的可渗透的软胶体（PSC），它是由一个不均匀分布的溶剂粒子渗透。通过定义一组适当的规则来控制溶剂和软胶体之间的碰撞事件，交换线动量和角动量。我们应用这些方法的情况下，线性链和星形聚合物为不同的单体长度和臂数，分别，并比较的结果与单体内得到的动力学性质解析模拟。我们发现，有效单体的方法工作良好的线性链，而PSC的方法提供了非常好的结果的明星。这些方法为将MPCD治疗扩展到复杂的大分子物体（如微凝胶或树枝状聚合物）以及在有限浓度下使用软胶体铺平了道路。
2019-11-08 cond-mat.soft
Controlling the temperature sensitivity of DNA-mediated colloidal interactions through competing linkages
我们提出了一种新的策略来改善DNA功能化胶体的自组装性能。我们解决的问题是，DNA官能化胶体通常在狭窄的温度窗口中结晶，如果有的话。根本原因是DNA介导的相互作用对温度或其他物理控制参数的极端敏感性。我们建议通过利用具有不同核苷酸序列的DNA键之间的竞争来拓宽胶体结晶的窗口，这导致了主导键类型的温度依赖性切换。遵循这样的策略，我们可以降低DNA介导的自组装的温度依赖性，以制造可以在比现有DNA官能化胶体系统更宽的温度窗口中结晶的系统。我们报告的蒙特卡罗模拟表明，所提出的策略确实可以在实际工作中的真实系统和特定的，可设计的DNA序列。根据不同的DNA结构的长度比，我们发现，键开关要么大力驱动（等长或“对称”DNA）或控制的组合熵增益（“不对称”DNA），这是从大量的结果可能的结合伙伴为每个DNA链。我们提供了具体的建议，这些效果可以通过实验实现的DNA序列。
2012-01-29 cond-mat.soft
Bridging and depletion mechanisms in colloid-colloid effective interactions: A reentrant phase diagram
介绍了一类非加性粘性硬球二元混合物，其中小球体和大球体分别代表溶剂和溶质。溶质-溶质和溶剂-溶剂的相互作用是硬球型的，而溶质-溶剂的相互作用是粘性硬球型的尺寸非加和性和粘性程度可调。两个特殊的和互补的限制研究使用分析和半分析工具。第一种情况的特点是零的非加性，贷款本身的打击乐-Yevick近似解的影响，粘性的旋节曲线和有效的溶质-溶质的潜力进行了分析。在相反的非添加剂的情况下，溶剂-溶剂的直径为零，然后该模型可以被认为是著名的Asakura-Oosawa模型与额外的粘性溶质-溶剂相互作用的扩展。后一种模型具有这样的性质，即其精确有效的单组分问题仅涉及溶质-溶质对的尺寸比的电势，使得溶剂颗粒适合于三个接触溶质的间隙区域内。特别是，我们明确地确定了三个竞争的物理机制（耗尽，拉动和桥接）产生的有效的相互作用。这两个互补模型的相图上的一些意见也通过使用Noro-Frenkel准则和一阶微扰分析。我们的研究结果表明，重新进入的流体-流体的不稳定性作为溶剂密度（在第一个模型）或粘附力（在第二个模型）是不同的。一些观点在解释最近的实验研究的微凝胶吸附到大的聚苯乙烯颗粒进行了讨论。
2015-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
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
From Fresh to Salty: How Ions Modulate Solvent-Mediated Interactions between Grafted Silica Nanoparticles in Water
本文通过全原子分子动力学模拟，研究了盐对PE和PEG接枝二氧化硅纳米颗粒间溶剂介导有效相互作用的调控，发现盐诱导效应在不同热力学条件下基本不变，且盐促进颗粒间溶剂耗尽，为软材料自组装的可预测调控提供了依据。
2025-11-10 cond-mat.soft
Discretization strategies for colloidal particles in multiparticle collision dynamics simulations
Auburn University（奥本大学）
本文比较了多粒子碰撞动力学模拟中胶体粒子的离散化策略，提出最小位点密度和质量匹配方案，并发现通过内部切向放置位点可减小体积差异，从而构建对参数化不敏感的离散模型。
2026-09-11 cond-mat.soft
Solvent fluctuations around solvophobic, solvophilic and patchy nanostructures and the accompanying solvent mediated interactions
利用经典的密度泛函理论（DFT）计算了一种简单的液体溶剂的密度分布$ρ({\mathbf r})$和局部压缩性$χ({\mathbf r})$。我们考虑的区块是solvophilic，solvophilic，也有solvophilic和solvophilic补丁。$χ({\mathbf r})$的大值对应于液体密度波动最强烈的空间区域。我们试图阐明如何增强密度波动与块之间的溶剂介导的力，块之间的距离和液体储层的化学势的变化。对于足够的疏溶剂块，在小块分离和小偏差，从散装气液共存，我们观察到一个强烈的吸引力（近恒定）的力量，源于毛细管蒸发，形成低密度气体之间的块入侵。伴随的$χ({\mathbf r})$显示出反映形成的初始气-液界面的结构。我们认为，我们的模型系统提供了一种手段，以了解溶剂介导的纳米结构之间的相互作用的基本物理，和对象之间，如蛋白质在水中，具有疏水性和亲水性补丁。
2017-02-27 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
Activity Mediated Globule to Coil Transition of a Flexible Polymer in Poor Solvent
理解自推进对活性丝状物体的构象性质的作用在生物学中具有相关性。在这种情况下，我们考虑了一个灵活的珠弹簧模型聚合物，随着吸引力和排斥力的相互作用之间的非键合单体，每个珠的活动沿其内在的方向自推进。我们研究了它的动力学在过阻尼的限制，淬火后，从良好到不良的溶剂条件。我们观察到，与低活动，虽然动力学途径保持相似，球形成的弛豫时间的标度指数变得小于被动的情况下。有趣的是，对于更高的活动，当自推进占主导地位的相互作用能，聚合物变得更加延伸。在其稳定状态下，通过其回转半径测量的聚合物的空间延伸的变化，显示了两个完全不同的标度制度：相应的Flory指数从$1/3$到$3/5$的变化类似于聚合物从球状状态到自回避行走的转变。这可以通过系统中存在的三个能量尺度之间的相互作用来解释，即，弹道能、热能和相互作用能。
2022-02-18 cond-mat.soft
Coarse-graining polymers as soft colloids
我们展示了如何粗粒聚合物在一个良好的溶剂作为单一的颗粒，与密度无关或密度相关的相互作用。这些相互作用可以在聚合物的质心、中点或端点之间。我们还展示了如何将这些方法扩展到聚合物在不良溶剂和聚合物的混合物。将聚合物视为软胶体可以大大加快复杂多聚合物体系的模拟，包括聚合物-胶体混合物。
2001-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Solvent-mediated interactions between nanostructures: from water to Lennard-Jones liquid
溶剂介导的相互作用产生于复杂的机制，取决于溶质的结构，其润湿性能和液体的性质。虽然许多研究都集中在前两个影响，在这里，我们比较了水和Lennard-Jones液体的结果，以揭示溶剂介导的相互作用在多大程度上是普遍的液体的性质。除了液体的影响，结果与经典的密度泛函理论和蛮力分子动力学模拟，使我们能够对比这两种数值技术。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
RMPCDMD: Simulations of colloids with coarse-grained hydrodynamics, chemical reactions and external fields
RMPCDMD软件包执行混合分子动力学模拟，耦合多粒子碰撞动力学来模拟溶剂，耦合分子动力学来模拟悬浮胶体，包括流体动力学、热波动和化学活性溶剂粒子和催化胶体。RMPCDMD的主要用途是模拟化学动力纳米马达，但也考虑了其他设置：存在热梯度或强制流动的胶体。RMPCDMD是在Fortran 2008中开发的，带有用于多线程操作的OpenMP，并使用基于HDF5的H5MD文件格式存储数据。RMPCDMD附带了用于模拟化学动力纳米马达的文档和教程。
2016-08-17 cond-mat.soft physics.comp-ph
Simulating Colloid Hydrodynamics with Lattice Boltzmann
我们提出了一个进展报告，我们的工作格子玻尔兹曼方法的胶体悬浮液。我们专注于在二元溶剂中的胶体颗粒的治疗和列入热噪声。对于一个基准问题的胶体沉积，并成为被困在两种流体之间的水平界面的毛细管力，我们讨论了参数选择的标准，并解决计算资源和模拟精度之间的不可避免的妥协。
2004-04-27 cond-mat.soft
Bistable colloidal orientation near a charged surface
在特定方向上取向的各向异性颗粒可以充当人造原子和分子，并且它们的受控组装可以导致各种各样的有序结构。为此，我们展示了不带电的花生形聚苯乙烯胶体的取向转变，悬浮在非离子非质子极性溶剂，附近的平面，其电位是静态的或随时间变化的。带电表面涂有绝缘介电层以抑制电流。几个取向状态之间的过渡，如随机，正常或平行取向相对于表面，检查两种不同的胶体尺寸在低频（$\sim 10-350$ kHz）或静态场，并在小电势。在时变（AC）场中，详细的相图在电位-频率平面指示粒子之间的过渡平行或垂直于表面的报告。接下来，我们提出了在静态（DC）场，其中没有电渗流或其他流动的方向切换的第一个研究。胶体的静电能和引力能之和为双稳态，这一理论解释了两种胶体状态之间的可逆变化。两种状态下的胶体数量取决于外部电势、颗粒和溶剂的渗透率、颗粒纵横比以及与电极的距离。
2022-08-03 cond-mat.soft
Solvent mediated interactions close to fluid-fluid phase separation: microscopic treatment of bridging in a soft core fluid
利用密度泛函理论计算了二元溶剂吸附在一对大溶质粒子周围的密度分布。所有物种通过排斥高斯势相互作用。溶剂表现出流体-流体相分离，并且对于接近共存的热力学状态，大颗粒可以被共存溶剂相的厚的吸附“润湿”膜包围。在减少两个大颗粒之间的分离时，我们发现当润湿膜连接形成流体桥时，可以存在“桥接”过渡。在桥构型中，两个大粒子之间的势变得长程和强吸引。在我们的平均场处理的桥接过渡的结果在溶剂介导的力的不连续性。我们证明，占桥接现象需要存在一个非零的桥函数的溶质粒子之间的相关性时，我们的模型流体描述在一个完整的混合物理论的基础上的Ornstein-Zernike方程。
2004-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-organization of active colloids mediated by chemical interactions
该研究探究多化学物种反应网络与多胶体物种参与反应的体系中活性胶体的自组织，对比不同反应类型的胶体体系行为，发现引入化学反应网络参数可拓展胶体自组织设计空间，产生丰富非平衡结构。
2024-01-08 cond-mat.soft
How to impose stick boundary conditions in coarse-grained hydrodynamics of Brownian colloids and semi-flexible fiber rheology
胶体颗粒或纤维之间的长程流体动力学由流体颗粒模型建模。两种方法被认为是强加在胶体表面的流体边界条件。在第一种方法中，在颗粒和溶剂之间施加径向和横向摩擦力，使得对于移动或旋转颗粒遵循正确的摩擦和扭矩。力系数的解析计算和检查的数值模拟。在第二种方法中，胶体粒子和溶剂粒子之间使用的碰撞规则，施加棒边界条件。碰撞规则包括一个概括的Lowe-Anderson恒温器的径向和横向速度差。
2012-02-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
Effect of polymer-polymer interactions on the surface tension of colloid-polymer mixtures
本文在平方梯度近似的框架下，研究了在良溶剂中理想聚合物和相互作用聚合物的相分离胶体-聚合物混合物界面的密度分布和表面张力。计算表明，在聚合物-聚合物排斥体积相互作用的存在下，界面具有较低的宽度和表面张力相比，理想的聚合物的情况下。这些结果是由相互作用的聚合物引起的胶体颗粒之间的耗尽电位的较短范围和较小深度的直接结果。
2003-09-10 cond-mat.soft
