Self-diffusion in sheared colloidal suspensions: violation of fluctuation-dissipation relation
使用记忆函数形式主义，我们表明，在剪切胶体悬浮液的波动耗散定理的自扩散，即爱因斯坦的自扩散和流动张量之间的关系，是违反，并提出了一种新的方法来衡量这种违反布朗动力学模拟。我们推导出模式耦合表达式的标记粒子摩擦张量和一个有效的，剪切速率依赖的温度。
2004-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Nonequilibrium phase transitions of sheared colloidal microphases: Results from dynamical density functional theory
利用经典的密度泛函理论及其动力学推广，我们考虑了具有球对称竞争相互作用的胶体流体，这类流体具有丰富的体相行为.这包括复杂的三维周期性有序的簇相，如层状、二维六角填充圆柱体、螺旋状结构或球形胶束。虽然体相行为已被广泛研究，在早期的工作中，在本文中，我们专注于这种结构之间的平面排斥壁剪切流。对于足够高的剪切速率，我们观察到，微相分离可以成为完全抑制。然而，对于较低的剪切速率，我们发现例如螺旋结构经历动力学相变为六边形填充的圆柱相，这在实验和理论上在两亲性嵌段共聚物体系中发现。因此，除了后者和胶体系统之间的平衡相行为的已知的相似性，我们的工作揭示了进一步有趣的非平衡关系的共聚物熔体和胶体流体之间的竞争相互作用。
2018-06-08 cond-mat.soft
Cyclically sheared colloidal gels: structural change and delayed failure time
本研究通过实验与模拟探究循环剪切下胶体凝胶的多尺度行为，揭示剪切引发的结构变化、屈服与应变硬化特性，证实应变硬化可提升凝胶稳定性且该响应具有各向异性。
2025-06-17 cond-mat.soft
Laning, Thinning and Thickening of Sheared Colloids in a Two-dimensional Taylor-Couette Geometry
我们研究了在二维泰勒-库埃特几何条件下，连续受磁和光转矩剪切的圆形胶体团簇的动力学和流变学性质。通过改变两个驱动场，我们得到了系统的流程图，并报告了沿胶体结构的速度分布。然后，我们使用内部的磁性三聚体作为一个microrheometer，并观察到连续变薄的所有粒子层，然后增厚的第三个以上的阈值字段。实验数据支持布朗动力学模拟。我们的方法提供了一个独特的微观视图上的结构，强烈限制胶体物质的剪切强度减弱或加强，设想在微观尺度上的流变装置的工程。
2018-04-06 cond-mat.soft
Far-from-equilibrium Sheared Colloidal Liquids: Disentangling Relaxation, Advection, and Shear-induced Diffusion
使用高速共聚焦显微镜，我们测量的大振幅振荡剪切下的胶体悬浮液中的颗粒位置。使用粒子的位置，我们量化的原位各向异性的对-关联函数-布朗应力的措施。从这些数据中，我们发现两种不同类型的响应系统从平衡跨越到远离平衡态。第一种是由剪切诱导的平流引起的非线性振幅饱和，而第二种是由于悬浮液松弛和剪切速率之间的竞争引起的线性频率饱和。尽管其不同的基本机制，我们表明，所有的数据可以缩放到一个主曲线，跨越平衡和远离平衡制度，连接小振幅振荡连续剪切。这一观察结果说明了Cox-Merz规则的胶体类似物及其微观基础。布朗动力学模拟表明，粒子间的相互作用足以产生实验观察到的饱和度。
2013-12-28 cond-mat.soft
Mechanical Responses and Stress Fluctuations of a Supercooled Liquid in a Sheared Non-Equilibrium State
定常剪切流可以将过冷液体驱动到非平衡态。采用分子动力学模拟方法，研究了由软球组成的过冷液体模型在稳态剪切流和振荡剪切应变作用下的非平衡力学响应。我们发现，即使在强烈剪切的情况下，过冷液体表现出令人惊讶的各向同性响应的振荡剪切应变施加在三个不同的组件的应变张量。基于这种各向同性的特征，我们成功地构建了一个简单的双模麦克斯韦模型，该模型可以捕获存储和损耗模量的关键特征，即使对于高度非平衡态也是如此。此外，我们研究了剪切应力波动的关联函数，它也表现出各向同性松弛行为的剪切非平衡情况。与各向同性特征相反，过冷液体另外在其对剪切应力波动的响应和其相关性方面表现出各向异性。利用本构方程（一个双模式麦克斯韦模型），我们证明了各向异性的响应是由振荡应变和驱动剪切流之间的耦合。我们用有效温度测量了这种违反的程度。结果表明，有效温度是显着不同的组件之间，这表明，一个简单的标量映射，如一个有效温度的概念，过度简化的剪切流下的过冷液体的真实性质。了解响应和波动中各向同性和各向异性的机制将有助于更好地理解FDT的这些违反，以及对有效温度概念的某些相应修改。
2012-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strain Heterogeneity in Sheared Colloids Revealed by Neutron Scattering
最近的计算和理论研究表明，胶体悬浮体在稳态剪切下的变形在颗粒水平上是高度不均匀的，并且对宏观变形行为具有关键影响。尽管其相关的各种工业应用的胶体悬浮液，散射的研究集中在解决非平衡胶体结构的异质性是稀缺的。在这里，我们报告的第一个实验结果，使用小角中子散射。从应变不均匀性的演变，我们得出结论，剪切诱导变形从近仿射行为在低剪切速率，塑性重排时，剪切速率是高的。
2017-10-16 cond-mat.soft
Localized elasticity governs the nonlinear rheology of colloidal supercooled liquids
我们提出了一个理解具有软排斥势的过冷液体非线性流变学的微观图像。基于布朗动力学模拟的过冷电荷稳定胶体悬浮液，我们的分析表明，在足够大的剪切速率（sr）下，粘度（eta）的剪切变稀（表示为eta~sr^（-lambda））源于局域弹性区（LER）的演化。LER是由参考粒子的前几个配位壳层组成的瞬态区域。为了响应外部剪切，LER内的颗粒在LER屈服之前经历近仿射位移。LER的特征应变（gamma）和尺寸（xi）分别由gamma~sr^（-nu）和xi~sr^（-nu）决定。三个指数lambda、nu和nu通过lambda=1-nu =4*nu相关。这个简单的关系将非线性流变学与系统的弹性性质和微观构型畸变联系起来。LER的弛豫是通过沿剪切几何形状的延伸方向的大步长非仿射颗粒位移来促进的，步长为0.4颗粒直径。流动中LER的弹性形变和松弛是普遍存在的，是控制体非线性粘弹性的基本过程。我们应用这个模型来分析剪切电荷稳定的胶体悬浮液的流变小角中子散射数据。可以看出，我们的模型很好地解释了中子能谱和流变数据。
2022-09-23 cond-mat.soft
Structural transitions in sheared electrically stabilized colloidal crystals
本文提出了电稳定胶体晶体在剪切作用下结构转变的朗道理论。该模型表明，从有序的层状胶体晶体到无序结构的结构转变发生在临界剪切应力。剪切诱导的结构转变与微观结构的变化引起的流变性能的变化有关，这可以通过散射实验来验证。该理论用于建立流动曲线的形状。与实验结果定性一致，同时建立了类似于弹性标度的标度关系。
2013-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure in Sheared Supercooled Liquids: Dynamical Rearrangements of an Effective System of Icosahedra
我们考虑一个二元的Lennard-Jones玻璃形成，其超Arbellius动力学与简单稳态剪切下组织成二十面体的粒子的形成相关。我们将该玻璃形成体重塑为有效的二十面体系统[Pinney等人，J.Chem.Phys.143 244507（2015）]。从观察到的人口在每个稳定状态的二十面体，我们得到一个有效的温度，这是线性依赖于剪切速率的范围内考虑。剪切带形成后，体系分为高剪切速率区和低剪切速率区。在每种情况下获得的有效温度表明，低剪切区域对应于比高剪切区域显著更低的温度。取这些区域的有效温度的加权平均值（权重由区域大小确定）产生有效温度的估计值，该估计值与基于整个系统的全局中群集人口的有效温度相比很好。
2016-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Supercooled Liquids under Shear: Computational Approach
本文对二维软核混合物模型进行了过冷态的分子动力学模拟。该混合物在静态下表现出缓慢的结构弛豫，然而，在剪切状态下，弛豫大大增强。即使在比结构弛豫速率快$10^3$倍的极强剪切下，在相干和非相干密度关联函数中也观察到令人惊讶的小的各向异性。目前的模拟结果符合最近发展的模式耦合理论在剪切的预测。
2003-11-20 cond-mat.soft
Topology Restricts Quasidegeneracy in Sheared Square Colloidal Ice
二维方形冰基态简并的恢复是几何挫挫领域的一个重大挑战，具有深远的基础意义，如顶点模型的实现和理解降维的效果。我们结合实验，理论和数值模拟来证明，剪切方形胶体冰部分恢复的基态简并为广泛的场强和晶格剪切角。我们的方法开辟了一条途径，工程一类新的挫折的微观和纳米结构的基础上剪切磁晶格在广泛的软和凝聚态物质系统。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
mesoscopic approach to the slow dynamics of supercooled liquids and colloidal systems
提出了一种基于介观非平衡态热力学的慢弛豫系统动力学分析方法。该方法使我们能够获得动力学方程的Fokker-Planck型的概率泛函和相应的朗之万方程。我们的结果与其他作者得到的结果进行了比较。
2001-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Schematic models for dynamic yielding of sheared colloidal glasses
稠密悬浮液的非线性流变特性进行了讨论简化的模型，建议最近的第一原理方法的模型中的恒定速度梯度溶剂流的布朗粒子。胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服产生于由于粒子相互作用而导致的结构弛豫的减慢和由密度波动的剪切平流引起的波动的增强的去相关之间的竞争。一个模式耦合的方法来探索剪切引起的抑制粒子笼和由此产生的结构弛豫的速度。
2002-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress overshoot, hysteresis and Bauschinger effect in sheared dense colloidal suspensions
通过实验和数值模拟研究了高分子凝胶颗粒的稠密布朗悬浮液的力学非线性响应。它示出了一个恒定的剪切速率的应用程序的响应取决于以前的历史的悬浮液。当流动从静止的悬浮液开始时，它表现出弹性响应，随后是应力过冲，然后是塑性流动状态。相反，在流动反向后，应力过冲不会发生，并且表观弹性模量降低，而数值模拟显示局部微观结构的各向异性相对于宏观应力延迟。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization in a sheared colloidal suspension
本文数值研究了简单剪切流驱动下排斥性胶体颗粒过饱和悬浮液的结晶过程。剪切流对结晶的影响是双重的：当它抑制初始成核时，一旦形成足够大的临界核，其生长被剪切流增强。结合这两种效果意味着一个最佳的应变速率，在该应变速率下，总的结晶速率具有最大值。为了深入了解潜在的机制，我们采用了离散状态模型来描述单个粒子周围的局部结构配置之间的转换。我们观察到这些过渡和结晶的整体进展之间的时间尺度分离允许一个有效的马尔可夫描述。通过使用这个模型，我们证明了成核的抑制是由于预结构化液体的抑制。
2013-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic cascade drives tumbling in sheared colloidal rod suspensions
Georgetown University（乔治城大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究揭示了在剪切胶体棒悬浮液中，液流相互作用通过级联效应促进翻滚现象，挑战了传统假设，并为胶体棒的本构模型提供了新的视角。
2026-05-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamical Heterogeneity in a Highly Supercooled Liquid under a Sheared Situation
在本研究中，我们进行了分子动力学模拟和研究动态不均匀性下的稳定剪切流的过冷液体。动态异质性可以用三个量来表征：相关长度$ξ_4(t)$、强度$χ_4(t)$和寿命$τ_\text{hetero}(t)$。我们通过粒子动力学的相关函数量化了所有三个量，即，四点相关函数，并推广到剪切条件。这里，为了定义局部动力学，我们使用两个时间间隔$t=τ_α$和$τ_{\text{ngp}}$ ; $τ_α$是$α$ -弛豫时间，而$τ_{\text{ngp}}$是Van Hove自相关函数的非高斯参数最大化的时间。我们发现，所有三个量（$ξ_4(t)$，$χ_4(t)$，和$τ_\text{hetero}(t)$）减少的剪切速率$\dotγ$的稳定剪切流的增加。对于时间间隔$t=τ_α$，获得缩放$ξ_4(τ_α) \sim \dotγ^{-0.08}$、$χ_4(τ_α) \sim \dotγ^{-0.26}$和$τ_\text{hetero}(τ_α) \sim \dotγ^{-0.88}$。定常剪切流抑制了非均匀结构，同时也抑制了动力学非均匀性的寿命。此外，我们的研究结果表明，$α$ -弛豫时间$τ_α$依赖的三个量符合那些在平衡。这意味着所有三个数量的动力学不均匀性可以映射到那些在平衡状态通过$τ_α$。
2011-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Long-range strain correlations in sheared colloidal glasses
玻璃在实验时间尺度上表现得像固体，因为它们的弛豫很慢。增长的动态长度尺度，由于合作运动的粒子被认为是核心，这种缓慢的反应。然而，对于静止的玻璃，合作重排区域的大小从未被观察到超过几个颗粒直径，并且作为弹性固体的签名的长程相关性的观察仍然是难以捉摸的。在这里，我们提供了直接的实验证据的长程相关性在一个致密的胶体玻璃的变形。通过施加外部应力，我们迫使结构重排，使玻璃流动，我们确定长程相关的微观应变的波动，并阐明其缩放和空间对称性。所施加的剪切诱导的过渡从均匀到非均匀流在临界剪切速率，我们调查的应变相关性在这个过渡中的作用。
2011-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical density functional theory analysis of the laning instability in sheared soft matter
利用动力学密度泛函理论（DDFT）方法研究了剪切作用下胶体悬浮液的横向不稳定性。在拉宁过渡的非平衡有序驱动的非仿射粒子运动所产生的粒子间的相互作用。从DDFT，其中包括非仿射运动开始，我们进行线性稳定性分析，使识别的区域的参数空间车道形成。我们说明了我们的一般方法，将其应用到一个简单的单组分流体的软渗透颗粒。
2017-11-29 cond-mat.soft
Hyperuniform structures formed by shearing colloidal suspensions
在周期性剪切的悬浮液中，存在动态相变，其特征在于在颗粒轨迹可逆的吸收状态和轨迹混乱且扩散的活性状态之间的临界应变幅$γ_c$。“碰撞”粒子表面之间的排斥性非流体动力学相互作用被认为是这种时间反演对称性破缺的来源。一个简单的玩具模型称为随机组织定性地再现了这种转变的动力学特征。随机组织和其他吸收状态模型表现出超均匀性，在临界状态下，由结构因子$S(q \rightarrow 0) \sim q^α$和$α> 0$量化的长尺度上的密度波动受到强烈抑制。在这里，我们实验表明，在周期性剪切悬浮液中的颗粒组织成各向异性的短程秩序，但各向同性，长程超均匀秩序的振荡剪切振幅接近$γ_c$的结构。
2020-02-11 cond-mat.soft
Study of dynamical heterogeneities in aging colloidal nanoclay suspensions
合成粘土Laponite的水悬浮液经历从液体状遍历状态到玻璃状非遍历停滞状态的转变。在非常类似于在过冷液体中观察到的动力学减速的观察中，Laponite悬浮液中的动力学停滞现象伴随着$α$ -弛豫时间随着样品老化时间$t_{w}$的增加而增长。在接近玻璃化转变的玻璃形成液体中观察到的普遍存在的动力学减速和脆弱行为通常归因于不同动力学不均匀性的大小的增长。在这篇文章中，我们提出了在老化胶Laponite粘土系统的动力学不均匀性的表征通过调用三点动态磁化率形式主义。在动态光散射实验中，研究了平均两点强度随时间变化的自相关性及其对控制参数$t_{w}$的敏感性。由Kohlrausch-Williams-Watts方程推导出的弛豫时间尺度分布随$t_{w}$的增大而变宽，表明非均匀动力学减速。采用一种合适的形式来计算三点关联函数的老化胶体悬浮液的主要控制参数是$t_{w}$。计算的三点动态磁化率呈现出一个峰，峰高随着$t_{w}$的发展而增加。动力学关联粒子的数目最初随着$t_{w}$的增加而快速增加，然后在接近非遍历转变点时逐渐减慢，这一观察结果与有关过冷液体的报道一致.我们的研究证实了Laponite悬浮液中动力学不均匀性的增长，从而对这些各向异性、带电的胶体粘土纳米颗粒的老化悬浮液的脆弱的过冷液体样动力学提供了新的认识。
2016-10-14 cond-mat.soft
Relaxation back to equilibrium after cessation of shear for confined colloidal bilayers
本文用布朗动力学的计算机模拟方法研究了两块平行平板之间的带电胶体悬浮液的结晶双层，并通过两块平板的相对运动进行剪切。电荷稳定的悬浮液是由汤川对潜在的建模。未剪切平衡构型是两个具有嵌套的二次面内结构的晶体层。对于增加的剪切速率$\dot γ$，我们发现以下的稳定状态：首先，有一个静态的固体是弹性剪切，直到达到屈服应力极限。然后，有两个晶体层在彼此的顶部滑动与注册程序。更高的剪切速率熔化结晶双层，甚至更高的剪切速率导致在剪切方向上分层的重入固体。这种定性的情况是类似的，发现在以前的批量模拟。然后，我们研究了松弛的剪切稳定状态回到平衡后，瞬时停止剪切，并发现一个典型的松弛时间作为剪切速率$\dot γ$的函数的非单调行为。特别是，高剪切速率的应用加速了驰豫回到平衡，因为剪切有序促进了平衡晶体的生长。这种机制可用于从强烈剪切的悬浮液中生长无缺陷的胶体晶体。我们的理论预测可以在强约束带电悬浮液的实际空间实验中得到验证。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Kovacs-like memory effect in a sheared colloidal glass: role of non-affine flows
本文结合实验、模拟与线性响应理论，首次在剪切胶体玻璃中证实了体积守恒扰动下的Kovacs-like记忆效应，并揭示了非线性扰动引起的微观非仿射流动对记忆效应的调控作用。
2025-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced diffusivity in supercooled liquids
针对过冷液体中剪切扩散率与剪切率呈线性关系的现象，基于含剪切的Smoluchowski方程推导出有效分子扩散率公式，其线性修正项与模拟及实验吻合，并发现扩散率增强与温度成反比、与零剪切粘度成正比。
2025-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheology of colloidal microphases in a model with competing interactions
模拟具有竞争相互作用的胶体颗粒模型，研究了胶体微相的二维流变特性。由于短程吸引力和长程排斥力之间的竞争，作为密度的函数，该模型表现出各种微相，如团簇，条纹或带有气泡的晶体。我们准备在一个有限的微相系统采用蒙特卡罗模拟，然后淬火系统在T=0。然后通过施加拖曳力曲线来剪切所得到的配置。我们集成数值的运动方程的颗粒和分析的动力学作为密度和施加的应变率的函数。我们测量的应力-应变曲线和表征的胶体微相的屈服。结果取决于微相的类型：（i）团簇容易沿层剪切，旋转有助于相对运动。(ii)平行于流动方向的条纹容易剪切，垂直于流动方向的条纹容易堵塞，在足够强的剪切速率下，垂直条纹的方向与流动方向一致。(iii)具有气泡的晶体通过沿着气泡破裂并最终形成条纹而屈服。我们讨论的位错，所发射的气泡，在屈服过程中的作用。
2008-02-08 cond-mat.soft
Supercooled liquids under shear: A mode-coupling theory approach
我们将过冷流体的模式耦合理论推广到定常剪切流下的系统。我们的出发点是带对流项的广义脉动流体动力学方程。该方法适用于一个二维的胶体悬浮液。分析了中间散射函数和剪切粘度对剪切速率的依赖性。结果表明，由于剪切和强烈的剪切稀化行为的粘度与最近的模拟定性一致的结构弛豫时间急剧减少。用最小假设的微观理论可以解释远远超出线性响应范围的行为。
2003-11-17 cond-mat.soft
Vorticity Alignment and Negative Normal Stresses in Sheared Attractive Emulsions
通过流变仪和光学显微镜在剪切下研究了胶体玻璃化转变附近的有吸引力的乳液。结果表明：（a）表观粘度η随剪切速率的增加而下降，然后在一定剪切速率范围内基本保持不变，然后继续衰减;（b）第一法向应力差N1在剪切粘度恒定的区域内由近零急剧转变为负值;（c）相应地，圆柱形絮体形成，沿涡量排列，并经历对数滚动运动。对空间约束、吸引力和组成之间相互作用的分析解释了这种行为，这种行为似乎对其他几个复杂系统具有普遍性。
2003-06-17 cond-mat.soft
Rheology of a Supercooled Polymer Melt
采用分子动力学模拟对由短链组成的聚合物熔体在静态和剪切条件下进行了模拟。应力松弛函数$G(t)$在相对早期阶段呈现拉伸指数形式，在静态过冷状态下最终遵循Rouse函数。施加剪切后的瞬态应力演化对于小于0.1的应变服从线性增长$\int_0^t dt'G(t')$，然后饱和成非牛顿粘度。在稳定状态下，强烈的剪切稀化和延长链成椭球形被发现在非常小的剪切。在这些例子中，应力的玻璃态分量大大增强。
1999-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Robustness of avalanche dynamics in sheared amorphous solids as probed by transverse diffusion
使用数值模拟，我们进行了广泛的有限尺寸分析的横向扩散系数在剪切的2D非晶态固体，在很宽的应变率范围内，在温度高达过冷液体制度。因此，我们获得直接的定性证据的持久性之间的相关性基本塑料事件的玻璃化转变温度$T_g$附近。数据的定量分析，结合先前的研究$T$ -和$\dotγ$ -依赖的宏观应力\cite{ChattorajCaroliLemaitre2010}，导致我们得出结论，平均雪崩大小基本上不受温度高达$T\sim0.75 T_g$。
2011-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战，限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里，我们利用光学限制胶体模型系统中，我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”，但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
Strain pattern in supercooled liquids
在玻璃化转变的应变相关性的调查揭示了意想不到的现象。剪切应变波动显示出Eshelby应变模式（$\,\sim \cos{(4θ)}/r^2\,$），这是弹性响应的特征，即使在液体中也是如此[1]。我们解决这个问题，使用模式耦合理论的应变波动在过冷液体和数据，视频显微镜的二维胶体玻璃形成器和模拟布朗硬盘。我们表明，长距离和长寿命的应变签名遵循的标度律有效接近玻璃化转变。对于足够大的粘度，Eshelby应变模式是可见的，即使在时间尺度上长于结构弛豫时间$τ$和剪切模量后已放松到零。
2016-08-05 cond-mat.soft
Pair correlation function of charge-stabilized colloidal systems under sheared conditions
本文用[L.]中新近发展的解析中间渐近法研究了强剪切条件下电荷稳定胶体粒子的对关联函数。Banetta和A. Zaccone，Phys. Rev. E 99，052606（2019）]，以求解中等至高Péclet数值的稳态Smoluchowski方程;分析理论适用于稀释条件。丰富的物理行为被揭露的一对关联函数的胶体相互作用通过排斥汤川（或Debye-Hückel）潜力，在拉伸和压缩部门的立体角。在压缩扇区，接触附近的峰值是由于平流作用的流动和减少后增加的耦合强度参数$Γ$的汤川势。在增加屏蔽（德拜）长度$κ^{-1}$时，在稍小于德拜长度的较大分离距离处出现第二峰。当该次峰增大时，接触附近的主峰减小。第二个峰值是由于在压缩扇区中的流的平流（吸引类）作用和由于静电的排斥之间的竞争。在延伸扇区中，预测接触附近的耗尽层（其中对关联函数相同地为零），其宽度在增加$Γ$或$κ^{-1}$时增加。
2021-02-03 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Athermal analogue of sheared dense Brownian suspensions
在低剪切速率牛顿体系之外，数值研究了硬球的稠密布朗悬浮液的流变学。我们分析了这些悬浮液的非热模拟，与一个有效的对数排斥势代表的振动熵力。我们发现，这两个系统呈现相同的流变学，没有可调参数。此外，所有的流变响应显示出类似的Herschel-Bulkley关系一旦剪切应力和剪切速率分别由特征应力尺度和微观重组时间尺度，两者都与正常围压。这种压力控制的方法，最初开发的颗粒流，揭示了一个惊人的胶体玻璃化转变和颗粒堵塞之间的物理类比。
2015-06-30 cond-mat.soft
Glassy Dislocation Dynamics in 2-D Colloidal Dimer Crystals
虽然玻璃弛豫通常与无序，在这里，我们报告一种新类型的玻璃动力学有关的2-D晶体内的胶体二聚体的位错。以往的研究表明，二聚体晶体中的位错运动受到某些粒子取向的限制。在这里，我们拖动一个光学捕获粒子通过这样的二聚体晶体，产生位错。我们发现了一个两阶段的弛豫响应，最初的位错滑动，直到遇到粒子笼他们的运动。随后的弛豫通过第二个过程缓慢地发生，在第二个过程中，位错在笼状构型之间跳跃。最后，在模拟剪切二聚体晶体，位错均方位移显示典型的玻璃态动力学的笼子坪。总之，这些结果揭示了一种新的玻璃状系统内的胶体晶体。
2010-08-11 cond-mat.soft
Bi-axial shear of confined colloidal suspensions: the structure and rheology of the vorticity-aligned string phase
利用一种新型的双轴共焦流变仪，我们研究了约束条件下剪切胶体悬浮液的结构和流变性。与以前的工作一致[X. Cheng \textit{et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.}，2011，109，63]，我们在单轴剪切下在中等浓度的胶体悬浮液中观察到涡旋对齐的弦相。使用双轴剪切协议，我们直接操纵的字符串结构的方向和形态。同时，我们使用双轴力测量装置测量了沿流动和涡度方向的悬浮液流变学。我们的研究结果表明，尽管高度各向异性的微观结构，悬浮液粘度保持各向同性和恒定的剪切速率探索。这些结果表明，流体动力学的贡献占主导地位的悬浮液响应。此外，他们强调双轴共焦流变仪的能力，阐明复杂流体的微观结构和流变学之间的关系。
2013-05-31 cond-mat.soft
Structures and dynamics of glass-forming colloidal liquids under spherical confinement
最近的理论预测，当一个过冷液体接近玻璃化转变，颗粒簇与一个特殊的“无定形秩序”的液体内成核，这导致静态相关性指示液体松弛的急剧放缓。然而，这一预测尚未在3D实验中得到验证。在这里，我们设计了一个胶体系统，其中颗粒被限制在球形空腔内，边界处钉扎着一层无定形颗粒。使用这个新的系统，我们捕获的无定形顺序的粒子团簇，并展示了静态相关的发展。此外，通过研究球形约束样品的动力学，我们揭示了静态相关性对胶体液体弛豫的深刻影响。在类比与随机钉扎粒子的玻璃形成液体，我们提出了一个简单的关系，为改变的构型熵的限制胶体液体，定量地解释了我们的实验结果，并说明了一个发散的静态长度尺度在胶体玻璃化转变。
2016-03-02 cond-mat.soft
Orientational Order in Disordered Colloidal Suspensions
在包括液体和玻璃在内的无序系统中探索结构有序性是凝聚态物理中一个有趣而又具有挑战性的问题。在这里，我们构建了一个新的参数的粒子的角分布函数的基础上，并表明，这种新的取向顺序具有显着更高的相关性与动态异质性相比，在胶体玻璃中的径向分布函数的基础上的平移参数。过冷液体中取向序和平移序的逐渐发展表明，取向序与动力学之间较高的相关性来自于玻璃化转变的开始，简单液体经过相当程度的过冷后，取向序将主导玻璃化动力学。我们的结果表明，取向顺序反映了在玻璃化转变过程中形成的非晶秩序，而平移顺序主要是密度增加的结果。
2018-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Local structure-mobility relationships of confined fluids reverse upon supercooling
我们研究的结构和动力学性质的限制二元硬球混合物，旨在模仿可实现的胶体薄膜。使用计算机模拟，由牛顿或过阻尼朗之万动力学，连同其他技术，包括福克-普朗克方程为基础的方法，我们测量粒子的位置相关的平均扩散率沿结构各向同性和不均匀的尺寸的流体。在中等包装分数，当地的单颗粒扩散系数的限制方向的法线是较高的总包装分数高的区域，然而，这些趋势是相反的，因为膜过冷在更密集的平均填料。实验过冷胶体系统获得的粒子位移镜数据的辅助短时测量。我们发现，平均动态可以近似预测的基础上分布的可用空间的粒子插入跨数量级的扩散率，而不管管理的微观动力学。
2015-04-10 cond-mat.soft
Subdiffusion and cage effect in a sheared granular material
实验研究了二维双分散干颗粒材料在准静态循环剪切下的扩散性质，并将这些性质与硬球系统和Lenard-Jones液体的计算机模拟结果以及玻璃化转变附近的胶体系统的实验结果进行了比较，结果表明颗粒材料的行为与这些系统具有很强的相似性。更具体地说，我们详细研究了笼动力学负责的次扩散在缓慢的松弛制度，并获得相关的时间和长度尺度的值。
2004-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Long-wavelength fluctuations and static correlations in quasi-2D colloidal suspensions
非线性强烈地影响平衡系统的热涨落和临界动力学。这些影响在经历非平衡玻璃化转变的非晶系统中持续存在。在这里，我们的实验研究的准二维悬浮液的球形和椭球形颗粒在不同程度的圆形限制下的玻璃化转变。我们发现，长波长波动的强度随系统尺寸的增加而增加，并显示Mermin-Wagner波动的签名。此外，使用约束作为一种工具，我们还测量静态结构相关性，并提取一个不断增长的静态相关长度在二维过冷液体。最后，我们探讨了Mermin-Wagner波动对二维椭球悬浮液的平移和取向弛豫的影响，从而对各向异性颗粒的两步玻璃化转变和取向玻璃相进行了新的解释。我们的研究揭示了长波长波动在二维过冷液体中的重要性，并为维度在玻璃化转变中的作用提供了新的见解。
2019-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Crystallization Kinetics of Colloidal Spheres under Stationary Shear Flow
本文系统地研究了稳态剪切流对带电胶体球分散体系成核和晶体生长速率的影响。此外，还测定了熔点范围内的非平衡相图。剪切流被发现强烈影响诱导时间，晶体生长速率和熔化线的位置。主要发现是：（i）对于给定浓度，晶体生长速率表现出作为剪切速率的函数的最大值，（ii）与在没有流动的情况下生长速率随浓度增加而单调增加相反，对于剪切系统，观察到作为浓度的函数的晶体生长速率的最大值，和（iii）对于给定浓度的诱导时间表现出作为剪切速率的函数的最大值。这些调查结果将在定性层面上得到部分解释。
2005-08-29 cond-mat.soft
Microscopic Theory for the Role of Attractive Forces in the Dynamics of Supercooled Liquids
我们制定了一个微观的，没有可调的参数，理论的激活弛豫过冷液体直接在排斥力和吸引力的框架内对相关。在等容条件下，吸引力可以非微扰地改变慢动力学，但在足够高的密度下，它们的影响消失了。在等压条件下，引力起次要作用。预测了高温下的表观Arrhenius行为和密度-温度标度。我们的结果与最近的等容模拟和等压实验上的深过冷分子液体是一致的。该方法可推广到胶体凝胶化和玻璃熔化等软物质慢动力学问题。
2015-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Neglecting polydispersity degrades propensity measurements in supercooled liquids
我们进行分子动力学模拟的双分散Kob-Andersen（KA）玻璃形成，修改添加额外的多分散性。原来的KA系统是已知的，表现出动力学的异质性。先前的工作定义了倾向，粒子的平均运动在模拟中平均，重建所有粒子的初始位置，但速度随机化。倾向的存在表明结构和动态是相互联系的。在本文中，我们研究的系统，模仿的问题，将遇到在测量倾向的胶体玻璃形成，其中颗粒是多分散的（他们有轻微的尺寸变化）。我们模仿多分散性通过改变的bidisperse KA系统成一个四重奏组成的颗粒都略大于和略小于原始的bidisperse系统中的母颗粒。然后，我们引入错误的重建的初始位置，模仿错误的人可能会在一个胶体实验。这些错误降低了倾向性测量，在某些情况下几乎完全降低了倾向性测量;不再有任何有用意义上的等构型系综。我们的研究结果表明，一个多分散的样品是适合的倾向性测量提供一个避免重建错误。
2021-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Depinning and heterogeneous dynamics of colloidal crystal layers under shear flow
使用布朗动力学（BD）模拟和分析方法，我们调查的剪切诱导，非平衡动力学的致密胶体悬浮液局限于一个狭窄的狭缝孔。聚焦于其中胶体排列在具有固体状面内结构的定义明确的层中的情况，受限膜显示复杂的非线性行为，例如集体脱钉和通过密度激发的局部输运。这些现象让人联想到在周期性衬底电位上驱动的胶体单层。为了加深这种联系，我们提出了一个有效的模型，该模型将剪切驱动的胶体层的动力学映射到单个粒子在有效衬底电位上的运动。该模型允许估计的临界剪切速率的脱钉过渡的平衡配置的基础上，揭示了重要的参数，如狭缝孔的宽度和相互作用强度的影响。然后，我们转向非均相系统，其中一层小胶体相对于底层大颗粒被剪切。对于这些无公度的系统，我们发现，粒子输运是由密度激发类似于所谓的“扭结”解决方案的Frenkel-Kontorova（FK）模型。然而，与FK模型相反，相应的“反扭结”并不移动。
2016-11-08 cond-mat.soft
Scaling between Structural Relaxation and Particle Caging in a Model Colloidal Gel
在聚合物熔体和过冷液体中，玻璃态动力学的特征是单体或颗粒在它们的邻居形成的笼中的晃动。最近，在这样的系统中，描述了一个通用的标度形式，直接相关性，已经建立了晃动振幅和结构弛豫时间之间。在本文中，我们分析了玻璃态动力学出现的形成一个持久的网络模型胶体凝胶在非常低的密度。的凝胶网络的结构弛豫时间进行了比较，在短时间内，对应于本地化长度相关联的高能债券的存在下的均方位移。有趣的是，我们发现，相同类型的缩放为致密的玻璃系统举行。我们的研究结果很好地阐明了凝胶网络的协同重排和结构中的单粒子定位之间的强耦合。我们的研究结果进一步表明，标度捕捉玻璃动力学的基本物理元素。
2010-09-08 cond-mat.soft
Shear Thickening in Polymer Stabilized Colloidal Suspensions
本文采用作者提出的剪切增稠活化模型对空间稳定的胶体悬浮液进行了研究。当颗粒沿剪切悬浮液的压缩轴排列时，它们可以克服排斥相互作用并形成与剪切增稠相关的水簇。利用聚合物刷涂层和范德华吸引力的总相互作用潜力，活化模型的适用性示出的连续理论的有效范围内。为了与广泛的实验研究进行比较，其中一些参数是不可用的，剪切增稠的发生可以预测与模型参数的现实假设。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear thickening in electrically stabilized non-aqueous colloidal suspensions
作者以前介绍了一个激活模型的电稳定胶体悬浮液中的剪切增稠的开始。它预测，剪切增稠发生时，沿压缩轴排列的颗粒在剪切悬浮液克服静电斥力在临界剪切应力，并被捕获在初级最小的DLVO相互作用势。与非水二氧化硅悬浮液的实验研究，由Maranzano和瓦格纳进行的比较，进行。对于理论适用范围内的粒子系统，实验数据和模型预测之间可以找到一个很好的吻合。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Stress-structure relation in dense colloidal melt under forward and instantaneous reversal of shear
致密过冷胶体熔体在从静态向前剪切时，在10%应变下剪切应力过冲，过冲前后相同应力下流体结构不变。此外，我们发现在正常的压力与渗透压在同一应变单调增加的过冲。第一和第二法向应力在大小上变得相当并且在符号上相反。稳态应力和渗透压与Peclet数的函数依赖性证明了牛顿和近牛顿状态之间的交叉。此外，瞬时剪切逆转从稳态表现出Bauschinger效应，其中观察到强烈的历史依赖性取决于流动逆转的时间。颗粒应力和渗透压的分布在流动逆转的点被示出为随后的响应的签名。我们将应力-应变曲线的历史依赖性与通过径向分布函数的角分量测量的流体结构的变化联系起来。发现从正向流态到反向流态的过渡过程中存在均匀压缩。
2015-06-16 cond-mat.soft
Phase equilibria and glass transition in colloidal systems with short-ranged attractive interactions. Application to protein crystallization
本文研究了一个复杂流体模型，该模型由通过硬核和短程吸引势（汤川势和方阱势）相互作用的粒子组成。使用混合的方法，包括一个自洽的和相当准确的近似的液体积分方程的情况下的汤川流体，微扰理论来评估的晶体自由能，和模式耦合理论的玻璃化转变，我们确定了系统的平衡相图和过冷流体和玻璃相之间的平衡线。对于这些潜在的，我们研究的相图为不同的值的潜在范围，排斥核的直径的相互作用的范围的比率是主要的控制参数。我们的论点是相关的各种系统，从密集的胶体系统与耗尽力，通过颗粒凝胶，纳米颗粒聚集，和球状蛋白质结晶。
2001-11-12 cond-mat.soft
Machine Learning-Informed Scattering Correlation Analysis of Sheared Colloids
本研究结合理论、蒙特卡洛模拟与机器学习，从相干散射关联函数中量化胶体微观重排，并用高斯过程回归以低误差反演剪切应变、非仿射重排和多分散性。
2024-12-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical modes of sheared confined microscale matter
基于（过阻尼）Stokes动力学模拟和视频显微镜实验，研究了二维圆盘中剪切胶体团簇的非平衡动力学。实验系统由顺磁性和非磁性聚苯乙烯颗粒的混合物组成，这些颗粒通过分时光镊固定在圆盘中。顺磁性粒子位于磁盘的中心，并由外部旋转磁场驱动，该磁场感应出磁矩。我们通过监测每个环的平均角速度来识别两种不同的稳态。第一个的特点是罕见的滑移事件，其中的内环瞬间depin从外环，这是保持静态的一组光阱。对于第二种状态，我们发现了平均角速度的双稳性，这可以从对粒子轨迹中滑移事件的分析中得到理解。我们计算粒子的等待和跳跃的时间分布，并估计之间的时间尺度滑移，这也反映了高原的均方方位角位移。动力学转变进一步反映了应力张量的分量，揭示了剪切稀化行为以及剪切应力过冲。最后，我们简要地讨论了所观察到的过渡的背景下，随机热力学和它如何可能打开未来的方向在这一领域。
2020-07-09 cond-mat.soft
