Nonequilibrium adsorption of 2AnB patchy colloids on substrates
我们研究了球形$2AnB$片状胶体（两极上有两个$A$ -贴片，赤道上有$n$ $B$ -贴片）在基底上的不可逆吸附。特别地，我们考虑不同的$AA$、$AB$和$BB$结合概率。我们表征的补丁胶体网络和它的依赖于$n$和结合概率。两种生长制度确定不同的密度分布，我们计算的胶体参数的函数的生长模式图。我们还发现，接近基板，网络的密度，这取决于胶体参数，其特征在于由耗尽区。
2013-03-27 cond-mat.soft
Generalized inverse patchy colloid model
我们推广的逆补丁胶体模型，最初开发的不均匀带电粒子与两个相同的极性补丁和一个带相反电荷的赤道模型，可以有一个相当丰富的表面图案。基于Debye-Hueckel框架，我们提出了一个粗粒度的有效对相互作用的描述，适用于粒子与任意补丁装饰。我们证明了这种方法的多功能性，将其应用到模型与（一）两个不同的收费和/或大小的补丁，和（二）三个，可能不同的补丁。
2015-05-13 cond-mat.soft
Gel-forming patchy colloids and network glass formers: Thermodynamic and Dynamic analogies
本文讨论了最近的尝试，以提供一个更深入的了解胶体物质的热可逆的“凝胶”状态，并解开凝胶在胶体水平和凝胶在分子水平，通常被称为网络形成强液体之间的类比。形成凝胶的片状胶体和强液体之间的连接是由粒子间相互作用的有限化合价提供的，即通过存在键合的最近邻的数量的限制。
2007-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Temperature (de)activated patchy colloidal particles
我们提出了一个新的模型的补丁粒子中的相互作用网站可以激活或停用通过改变系统的温度。用Wertheim的一级微扰理论研究了体系的热力学，用Flory-Stockmayer聚合理论分析了体系的逾渗阈值。我们发现一个非常丰富的相行为，包括较低的临界点和重入渗流。
2016-01-07 cond-mat.soft
Translational and orientational glass transitions in the large-dimensional limit : a generalized replicated liquid theory and an application to patchy colloids
我们发展了一个适用于非球形单轴分子和胶体玻璃相的广义复制液体理论，该理论在大尺寸极限$d\to\infty$下变得精确。然后，我们将该方案应用于头部和尾部有粘性斑块的斑块状胶体。该系统具有丰富的相行为，涉及平移和取向自由度。我们发现了一种新的玻璃-玻璃之间的玻璃大/小取向波动的转变。
2018-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inverse patchy colloids: synthesis, modeling and self-organization
反斑片状胶体是纳米至微米尺度的颗粒，其表面被分成不同的带电区域。这类胶体结合了方向性，选择性结合与相对简单的颗粒设计：由于方向相关的吸引力和排斥力之间的竞争性相互作用-由相同/相反电荷区域之间的相互作用引起-实验上可访问的表面图案足够复杂，有利于稳定感兴趣的特定结构。最重要的是，非均匀带电单元的行为可以通过外部参数（如pH值和盐浓度）进行理想控制。我们提出了一个简洁的审查这类系统，跨越的范围从模型逆斑片状粒子的合成到它们的自组装，覆盖其粗粒度建模和相关的数值/分析处理。
2021-01-20 cond-mat.soft
Effect of the number of patches on the growth of networks of patchy colloids on substrates
本文用数值方法研究了片状球形胶体在平板基底上的不可逆聚集。我们考虑$n$ -补丁颗粒和表征的不可逆聚集动力学依赖于$n$。对于所有值的$n$，认为在这项研究中，不断增长的界面的聚集是在Kardar-Parisi-Zhang普适类，虽然散装结构表现出丰富的依赖$n$。特别地，堆积密度随$n$而变化，并且对于具有较少斑块的颗粒，网络更有序。对于具有低$n$的颗粒网络，也观察到键的优选取向。
2014-09-29 cond-mat.soft
A theory for the effect of patch / non-patch attractions on the self-assembly of patchy colloids
在本文中，我们发展了一个热力学微扰理论来描述的自组装的斑块胶体，表现出斑块-斑块的吸引力，以及补丁/非补丁吸引。也就是说，贴片吸引其他贴片以及无贴片区域。一般来说，这些吸引作用在不同的能量尺度上起作用，这允许受控的自组装以及反常的相行为。作为应用，我们将该模型应用于液态水的研究。
2017-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inverse patchy colloids with small patches: fluid structure and dynamical slowing down
反斑状胶体（IPC）不同于传统的斑状颗粒，因为它们的斑相互排斥（而不是吸引），并吸引（而不是排斥）没有斑的胶体表面部分。这些特定的特征发生，例如，在异质带电的胶体系统中。在这里，我们考虑整体中性IPC携带两个，相对较小，极性补丁。以前的研究相同的模型下的平面限制已经证明了形成的分支，无序的聚集体组成的环状结构。在这里，我们调查通过分子动力学模拟的系统的整体行为，专注于在相图的宽区域的流体相的结构和动力学。此外，静态观测量的仿真结果进行了比较，基于多密度Ornstein-Zernike理论的积分方程方法的缔合Percus Yevick解决方案。理论和数值量之间的一个很好的协议，观察到即使在该区域的相图中的动力学的减速发生。
2014-12-11 cond-mat.soft
Phase diagram of patchy colloids: towards empty liquids
我们报告的理论和数值计算的相图斑片状胶体颗粒的新一代。我们表明，键合的最近邻的数量的减少提供了产生液体状态（即与温度$T$低于液-气临界温度的状态）的可能性与消失的占用填充分数（$ϕ$），一种情况下，这不能实现与球形相互作用的粒子。理论结果表明，这种减少是伴随着在（$T$ - $ϕ$）平面的液相的稳定区域的增加，可能有利于建立均匀的无序材料在小$ϕ$，即稳定的平衡凝胶。
2006-09-25 cond-mat.soft
Theoretical and numerical investigations of inverse patchy colloids in the fluid phase
我们研究了一类新的片状胶体的结构和热力学性质，称为逆片状胶体（IPC）在其流体相通过理论方法和模拟。IPC是纳米或微米大小的颗粒，具有不同的带电表面区域。我们扩展传统的积分方程计划，这类特殊的系统：我们的方法是基于所谓的多密度Ornstein-Zernike方程，辅以关联的打击-Yevick近似（APY）。为了验证我们框架的准确性，我们将获得的结果与从$NpT$和$NVT$蒙特卡罗模拟中提取的数据进行比较。此外，其他的理论方法被用来计算系统的性质：参考超网链（RHNC）方法和Barker-Henderson热力学微扰理论。APY和RHNC框架都提供了对分布函数的准确预测：APY结果与MC数据的一致性略好，特别是在RHNC解决方案不收敛的较低温度下。
2014-12-15 cond-mat.soft
A Design Path for Hierarchical Self-Assembly of Patchy Colloids
片状胶体是定向自组装中有前途的候选材料。为了成功，表面图案需要足够简单以进行合成，同时足够丰富的特征以使胶体自组装成所需的结构。实现这一点对传统的合成方法是一个挑战。最近有人提出，表面图案本身可以进行自组装。在本文中，我们表明，广泛的功能结构可以使用这种方法进行自组装。更一般地说，我们提出了一个分层有针对性的自组装补丁胶体的设计路径。在表面结构的水平上，我们使用预测方法，利用条纹和斑点图案的普遍性，再加上化学计量的限制，使高度特异性和功能性的图案在球形表面上自组装。我们使用一个极简模型的烷醇对金作为模型系统，并证明，即使有限的控制表面成分之间的相互作用，我们可以获得的图案，导致胶体本身自组装成各种复杂的几何结构。我们演示了相同的设计路径的变化如何导致字符串，膜，立方和球形聚集体，以及各种晶体模式的硅自组装。
2014-05-12 cond-mat.soft
Thermodynamics of mixtures of patchy and spherical colloids of different sizes: a multi-body association theory with complete reference fluid information
我们提出了一个理论来预测不同直径胶体混合物的结构和热力学，建立在我们早期的工作[J. Chem. Phys. 145，074904（2016）]上，该工作考虑了所有颗粒都被限制为具有相同尺寸的混合物。片状的溶剂颗粒具有短程定向相互作用，而溶质颗粒具有短程各向同性相互作用。没有任何缔合位点的硬球混合物形成参考流体。多体缔合理论中的一个重要组成部分是对参考溶剂在参考溶质周围的聚集的描述。在这里，我们占的物理，多体集群的参考溶剂周围的参考溶质在一个定义的观察体积的占用统计。这些占用概率是从增强的抽样模拟中获得的，但我们还提出了统计力学模型来利用有限的模拟数据估计这些概率。相对于仅描述参考文献中的三体相关性的方法，结合完整的参考信息可以更好地预测各种系统条件下物理溶质的键合状态和热力学。重要的是，从分子模拟和理论的无限稀释溶质的残余化学势的分析表明，而化学势是有点不敏感的参考流体的能量和熵的贡献的结构的描述是不是，从完整的参考方法的结果更好地与粒子模拟。
2017-01-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Two dimensional self-assembly of inverse patchy colloids
本文报道了用蒙特卡罗模拟在二维空间中研究反斑片状胶体（IPC）的自组装。在这项工作中考虑的IPC模型对应于双极胶体或在其表面上装饰有互补DNA的胶体，其中只有补丁和非补丁部分吸引。补丁覆盖率被发现是一个主导因素，在决定平衡自组装结构。特别是，发现规则的正方形和三角形晶体在0.5贴片覆盖率下是稳定的。当补丁覆盖率降低到0.33时，规则的正方形晶体不稳定;相反，菱形和三角形晶体被发现是稳定的。在诸如0.22和0.12的低斑片覆盖率下，仅三角形晶体在高密度下稳定。所有的补丁覆盖率的颗粒表现出不同的形状和大小的动力学稳定的集群阶段，和平均集群大小被发现强烈依赖于补丁覆盖率和颗粒密度。状态图显示每个补丁覆盖的所有稳定阶段。有序相由键序参量δ 4、δ 6和径向分布函数表征。研究了贴片复盖率对稳定结构偏振特性的影响。该研究表明，反斑片状胶体是潜在的候选人，形成各种有序的二维结构，通过调整补丁的大小。
2017-05-15 cond-mat.soft
Bicontinuous and mixed gels in binary mixtures of patchy colloidal particles
我们研究了片状胶体颗粒模型二元混合物的热力学和逾渗状态。每个物种的颗粒具有两种类型的三个位点，其中一种促进相同物种的颗粒的结合，而另一种促进不同物种的结合。我们发现了四个在低温和低密度的结构：两个凝胶，只有一个物种的结晶，混合凝胶，两个物种的粒子渗滤，但没有物种分别结晶，和一个双连续的凝胶，两个物种的粒子分别渗滤，形成两个相互连接的网络。熵与成键能的竞争决定了不同构型的稳定性。随着温度和/或组成的变化，适当的混合物在混合凝胶和双连续凝胶之间表现出一个或多个连接性转变。
2011-11-16 cond-mat.soft
Generalized Onsager theory for strongly anisometric patchy colloids
用Onsager-van der Waals密度泛函理论研究了软“补丁”相互作用对强伸长胶体棒和扁平圆盘取向无序-有序转变的影响。该理论提供了一个通用的框架，研究液晶相行为的高度不等轴的圆柱形胶体，它携带一个独特的几何图案的排斥或吸引力的软相互作用定位在颗粒表面上。在本文中，我们应用我们的理论的情况下，带电杆和磁盘的局部静电相互作用可以描述的屏蔽库仑势。我们考虑无限薄的棒状圆柱体与均匀线电荷和无限薄dispersive圆柱体与几个明显不同的表面电荷模式。不考虑骨架形状，带电胶体的各向同性-均质相图的特征在于均质有序的一般不稳定性、两相密度区域的急剧变窄以及在减少静电屏蔽时的重入现象。在较高的粒子密度下，静电排斥导致完全抑制有利于空间非均匀液晶的有序。
2013-09-03 cond-mat.soft
Phase Behavior of the Patchy Colloids Confined in the Patchy Porous Media
本文提出功能化无序多孔介质模型，结合多种理论方法研究斑块粒子流体在受限条件下的相行为，发现键形成竞争导致具有三个临界点和两个液-气相共存区域的重入相行为，理论预测与模拟结果吻合良好。
2023-11-24 cond-mat.soft
Precursors of order in aggregates of patchy particles
我们研究计算的局部结构的聚集系统的斑块颗粒。通过计算各种转动不变量的概率分布函数，我们可以识别出非晶相取向有序的前兆。令人惊讶的是，观察到最强的签名的局部秩序的四面体对称的4-补丁粒子，而不是6-补丁粒子的立方。这种趋势与已知的结晶能力正好相反。我们将这种异常的观察，一个通用的聚合物的补丁系统的协调数接近4。我们的研究结果还表明，在所研究的液体与相应的结晶相的旋转顺序之间的显着相关性，使这种方法可能适用于更广泛的补丁系统。
2013-03-28 cond-mat.soft
Understanding tetrahedral liquids through patchy colloids
我们研究了一个简单的四面体片状胶体模型的结构特性，在该模型中，斑块的宽度和斑块的范围可以独立地调节。对于宽的键角，完全键合的网络可以通过标准Monte Carlo或分子动力学模拟的模型生成，提供了一个整洁的方法来生成无缺陷的随机四面体网络。这提供了关注贴片角宽度对完全结合的网络结构的作用的可能性。作为键合角的函数的完全键合的配置的分析示出了键合角如何控制系统的可压缩性、结构因子中的预峰的强度和环尺寸分布。与液态水和二氧化硅模型的比较使我们能够找到这些连续电位和胶体电位之间的最佳映射。基于以前的研究集中在角度范围和结晶之间的联系，映射使得有可能揭示新的光的玻璃形成能力的网络形成四面体液体。
2013-09-09 cond-mat.soft
Patchy Particles Design: From Floppy Modes to Sloppy Dimensions
University of Hawai`i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校）
本文利用自动微分分子动力学，研究斑块粒子设计参数间的相互作用，发现参数景观依赖目标结构柔性，并通过Hessian矩阵识别刚性与松散参数，为有限团簇设计提供指南。
2025-10-10 cond-mat.soft
Structure and thermodynamics of a mixture of patchy and spherical colloids: a multi-body association theory with complete reference fluid information
具有短程定向相互作用的溶剂颗粒和具有短程各向同性相互作用的溶质颗粒的混合物可以多次结合，这是理解液体和胶体混合物的基本兴趣。由于多体关联，预测这类系统的结构和热力学仍然是一个挑战。早期马歇尔和查普曼发展了一个理论，其中由于相互作用的关联效应乘以配分函数，用于参考硬球系统中的粒子聚集。多体效应被纳入到聚类过程中，在他们的工作中，在没有散装介质。然后在二阶微扰方法内近似建模本体溶剂效应。然而，他们的方法是不够的，在高密度和大的关联强度。基于这样的想法，即在一个定义的协调体积周围的溶质的溶剂的集群有关的在该定义的协调体积的占有统计，我们开发了一种方法，将完整的信息硬球集群在散装溶剂在感兴趣的密度。从增强的采样模拟，但我们也开发了一个简洁的参数形式来模拟这些概率的准化学理论的解决方案。我们表明，将完整的参考信息的结果在一个方法，可以预测的键合状态和热力学的胶体溶质的系统条件范围很广。
2016-05-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Limiting the valence: advancements and new perspectives on patchy colloids, soft functionalized nanoparticles and biomolecules
有限的键价，通常伴随着明确的方向相互作用和选择性键合机制，现在被认为是创造具有定制特性的复杂结构的关键成分之一：尽管各向同性相互作用单元已经保证了对各种功能材料的访问，但各向异性相互作用可以提供额外的指令来引导特定架构的组装。有效相互作用的各向异性产生了丰富的自组装结构，无论是在适当合成的纳米和微米尺寸的构建块的领域和在自然界中，其中相互作用的各向同性通常是复杂现实的零阶描述。在这篇综述中，我们跨越了广泛的系统，其特点是有限的键价，从新一代的补丁胶体聚合物为基础的功能化纳米粒子，DNA为基础的系统和蛋白质，并描述了如何的相互作用模式的单个构建块可以设计定制的目标最终结构的属性。
2017-05-11 cond-mat.soft
Nonequilibrium growth of patchy-colloid networks on substrates
具有高度定向相互作用的斑块状胶体是控制自发自组织产生的局部排列的理想构件。在这里，我们建议使用它们，结合基板和非平衡条件，以获得结构，不同于那些平衡热力学相。具体来说，我们调查数值的不可逆粘附的三补丁胶体附近的吸引力基板，并分析所形成的分形网络的连接粒子。网络密度分布表现出三种不同的制度，具有不同的结构和缩放特性，我们详细描述。三个和两个补丁胶体的混合物的吸附也被认为是。一个最佳分数的两个补丁胶体被发现的薄膜的总密度最大化，在对比的平衡凝胶结构，其中的密度单调下降已被报道。
2013-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective potentials induced by self-assembly of patchy particles
有效的胶体-胶体相互作用可以通过添加复杂的共溶质来定制。在这里，我们调查的情况下，由自组装补丁粒子的共溶质。根据化合价，这些颗粒可以形成聚合物链或支链结构。我们数值计算的有效势$V_{eff}$之间的两个胶体浸没在悬浮液中的可逆斑片状粒子，探索了广泛的区域的共溶质相图和价的作用。除了众所周知的排斥体积和耗尽效应，我们发现，在适当的条件下，$V_{eff}$是完全有吸引力的，但显示出振荡的字符。在聚合共溶质的情况下，这是由于链通过局部有序的开始被胶体有效地限制。这个论点，然后推广到具有较高的化合价的粒子的情况下，条件是他们仍然能够保持一个完全键合的组织约束。由此产生的有效电位是相关的复杂的混合物在拥挤的环境中的行为的理解，但也可以利用调整胶体自组装在优选的目标距离，以建立所需的超结构。
2019-02-07 cond-mat.soft
Influence of Fluctuating Membranes on Self-Assembly of Patchy Colloids
一个粗粒度的计算模型被用来研究流体膜上的补丁粒子组装成生物相关的结构，由病毒核心和网格蛋白的动机的效果。对于核心，我们证明了一个非单调依赖的促进组装膜刚度。如果膜是显著可变形的，则核被芽包封，尽管这种效应对于非常柔性的膜被抑制。在变形较小的制度，我们没有观察到显着的增强核心，即使是强粘附表面。对于clarthrin样颗粒，我们再次观察到芽的形成，其形态取决于膜的灵活性。
2012-09-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Wertheim perturbation theory: thermodynamics and structure of patchy colloids
我们批判性地讨论了应用韦特海姆的理论类的复杂的缔合流体，今天可以在实验室中的工程补丁胶体和预测其特有的气-液相图。我们的系统研究，源于微扰版本的理论，使我们能够表明，即使在最简单的近似水平的集群间的相关性，该理论仍然能够提供一个一致的和稳定的图片的行为有趣的模型的自组装胶体悬浮液。我们扩展了最近在文献中介绍的补丁系统的几种情况下的分析。特别是，我们第一次详细讨论的一致性的结构描述的微扰方法的基础上，我们能够证明从热力学和结构的一个网站的情况下，从价之间的一致性关系。提出了一个简单的结构因子的解析表达式。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stabilizing quasicrystals composed of patchy colloids by narrowing the patch width
我们利用蒙特卡罗模拟研究了具有8个或10个对称排列的片状胶体颗粒的行为。粒子之间的相互作用遵循一种各向同性的对势，这种对势只有一个典型的长度。补丁导致额外的吸引力是各向异性的，并取决于两个相邻粒子的相对取向。我们研究了组装结构中的准晶特别感兴趣。我们发现，补丁宽度是非常重要的：只有在窄补丁宽度的情况下，我们能够观察到亚稳的八边形和十边形准晶，而十二边形准晶也可以发生广泛的补丁。这些结果是重要的，以获得准晶体的相互作用与优选的结合角的理解的作用。我们的研究结果表明，在尖锐的结合角的情况下，因为它们发生在金属合金中，八角形和十边形对称性可能会观察到更经常比在系统中与不太尖锐的结合角，因为它是在软物质系统的情况下，十二边形准晶占主导地位。
2019-06-03 cond-mat.soft
Structure and equation-of-state of a disordered system of shape anisotropic patchy particles
我们提出了一个新的二维椭圆模型（即，形状各向异性）片状胶体，其中颗粒的不可穿透的核心在其共同顶点上被Kern-Frenkel型补丁装饰。使用（一）有据可查的标准重叠的未修饰的椭圆和（二）提出新的标准，如果两个粒子的补丁区域相互作用，我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟在NPT合奏的证据。考虑椭圆形粒子的纵横比\{kappa} = 2，4，和6与两个补丁位于共同的顶点，并选择代表性的温度值，我们研究了半定量水平上出现的无序相的快照和径向分布函数和目前的状态方程的结果。
2019-02-21 cond-mat.soft
Percolation in binary and ternary mixtures of patchy colloids
本文从理论上和蒙特卡罗模拟两方面研究了片状胶体颗粒二元和三元混合物的渗流问题。每个粒子有三个相同的斑块，不同的物种有不同类型的斑块。理论上，我们假设树状集群和计算的键合概率使用Wertheim的一阶微扰理论协会。对于三元混合物，我们发现多达八个根本不同的双稳态。这些状态在物种和成对的物种方面有所不同。最强的凝胶是三凝胶或三连续凝胶，其中三种物质中的每一种都已溶解。最弱的凝胶是混合凝胶，其中所有的颗粒都已溶解，但没有一种物质本身溶解。混合熵与成键内能的竞争决定了各态的稳定性。理论和模拟结果非常吻合。唯一的显著差异是渗流阈值的温度，由于在理论描述中没有闭环，理论高估了该温度。
2016-06-17 cond-mat.soft
Empty liquid state and re-entrant phase behavior of the patchy colloids confined in the porous media
在随机多孔介质中，具有三个和四个等效块体的胶体模型在液相密度趋于零的可能性下发生重入式气液相分离。这种不寻常的行为是由强的流体-流体键合相互作用和弱的流体-基质吸引力之间的相互作用引起的。在高温下，相图的形状由流体粒子之间的吸引力相互作用决定;流体和障碍物之间的弱汤川吸引力仅略微增强流体-流体结合。在足够低的温度下，流体粒子的网络形成，相图的形状由汤川流体障碍吸引力定义。由于这种相互作用，在障碍物周围形成了一层相互结合的颗粒，并且网络变成了流体颗粒，网络中的流体颗粒由基质颗粒的空间布置限定。这些特征可能为制备具有预定不均匀颗粒分布的平衡凝胶开辟了新的可能性。
2021-12-14 cond-mat.soft
Theoretical and numerical study of the phase diagram of patchy colloids: ordered and disordered patch arrangements
我们报告的理论和数值评估的模型斑片状颗粒的相图。具体来说，我们研究硬球的表面是由一个小数目的相同的网站（“粘点”）通过一个短距离的方井吸引相互作用的装饰。我们从理论上评估，解决Wertheim理论，临界点的位置和气液共存线的几个值的f和比较吉布斯和大正则蒙特卡罗模拟的结果。我们研究了硬球表面上的有序和无序排列的网站，并确认补丁有很强的影响的相图：在温度-密度平面的气液共存区域显着减少，f降低。我们还从理论上计算了比热最大值的位置和渗流线。
2008-02-18 cond-mat.soft
Computing the phase diagram of binary mixtures: a patchy particle case study
利用蒙特卡罗模拟和Wertheim理论研究了二维双功能和三功能片状粒子混合物以及三维双功能和四功能片状粒子混合物的相行为.我们首先计算纯系统的临界点，然后我们研究如何降低温度时的临界参数的变化。我们扩展连续伞采样方法的混合物，使其能够提取信息的相行为的系统在一个固定的温度为整个范围内的密度和成分的利益。
2013-04-03 cond-mat.soft
Dynamics of patchy particles in and out of equilibrium
我们结合粒子模拟，平均场速率方程和Wertheim的理论来研究在不同的温度和密度下，片状粒子在平衡态和平衡态之外的动力学。我们考虑初始随机分布的非重叠的三补丁粒子，没有键，并分析了时间演化的断裂和键合率的单键。我们发现，渐近（平衡）动力学不同于初始（出平衡）。预计这些差异取决于初始条件、温度和密度。
2017-10-30 cond-mat.soft
Gelation of patchy gold nanoparticles decorated by liquid-crystalline ligands: computer simulation study
我们考虑用液晶配体修饰的片状金纳米粒子。讨论了两个、三个、四个和六个对称排列的配位体的情况，以及它们的赤道和均匀排列的情况。装饰纳米粒子的溶液被认为是在一个平面孔与固体壁和内部填充极性溶剂。由于强的液晶相互作用，配体在纳米颗粒之间形成物理交联，将溶液变成凝胶状结构。每次从纳米颗粒的新鲜平衡分散状态开始重复进行甘精胰岛素。的凝胶化动力学和网络特性的凝胶的范围内进行检查，取决于斑片装饰和溶液密度的类型。重点是给出了一个凝胶催化应用的适用性
2018-02-17 cond-mat.soft
Programming patchy particles to form three-dimensional dodecagonal quasicrystals
模型斑片状粒子已经被证明能够形成各种各样的结构，包括对称团簇，复杂的晶体，甚至二维准晶。在这里，我们研究我们是否可以设计形成三维准晶的片状颗粒，特别是针对由二维准晶层堆叠而成的具有十二角对称性的准晶。我们得到两个设计，能够形成这样的十二方准晶退火模拟。第一个是一个单组分系统的7补丁粒子，但与广泛的补丁，使他们能够采用7和8协调的环境。第二种是三元系统，包含7-和8-斑块颗粒的混合物，并且可能在实验中更容易实现，例如使用DNA折纸。第一个系统的一个有趣的特点是，所产生的准晶往往包含一个螺旋位错。
2021-03-09 cond-mat.soft
Inverse design of two-dimensional structure by self-assembly of patchy particles
本文提出基于相对熵的优化方法，利用球谐函数表示补丁粒子相互作用，并结合 Brownian Dynamics 模拟实现二维目标晶格与准晶体的自组装逆向设计。
2021-09-21 cond-mat.soft
Phase separation on the sphere: Patchy particles and self-assembly
受细胞表面非均匀畴结构观察的启发，我们考虑一个极小模型来描述球形颗粒表面相分离的动力学。弯曲的颗粒表面上的晶粒尺寸效应导致形成长寿命的亚稳态，其密度在颗粒表面上以斑块形式分布。我们研究了这些状态的时间演化和稳定性作为粒子尺寸和热力学参数的函数。最后，通过将我们的发现与斑片状粒子的研究相联系，我们考虑了多粒子系统中自组装的影响。
2016-07-12 cond-mat.soft
Predicting Patchy Particle Crystals: Variable Box Shape Simulations and Evolutionary Algorithms
我们考虑了几个补丁粒子模型，已在文献中提出的，我们研究他们的候选人的晶体结构中的一个系统的方式。我们比较了两种不同的算法预测晶体结构：（i）一种方法的基础上蒙特卡罗模拟在等压等温系综和（ii）的进化算法的思想的基础上的优化技术。我们表明，这两种方法是同样成功的，并提供一致的结果上的结晶相的片状颗粒系统。
2012-05-15 cond-mat.soft physics.comp-ph
Kinetic interfaces of patchy particles
研究了平流质量输运极限下片状颗粒在基质上的不可逆吸附。最近的数值计算结果表明，界面粗糙化强烈依赖于颗粒属性，如，补丁补丁的相关性，键的灵活性，和相互作用的强度，揭示新的吸收相变。在这里，我们重新审视这些结果，并详细讨论过渡。特别是，我们提出了新的证据表明，三临界点，观察系统中的粒子与灵活的补丁，是在三临界定向渗透普适性类。对具有不同键能的片状粒子聚集的关联长度随时间演化的标度分析证实了临界区是具有淬火无序普适类的Kardar-Parisi-Zhang。
2014-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The ion activated attractive patchy particles model and its application to the liquid-vapour phase transitions
本研究扩展了离子激活吸引型斑块粒子模型，引入结合位点间的排斥效应，并利用数值方法分析了模型参数对相图中液-汽共存区域的影响。
2024-09-27 cond-mat.soft
Simulating inverse patchy colloid models
针对现有模型难以同时描述定向吸引与排斥的问题，提出一种基于颗粒内不同类型位点相互作用的通用反向斑片胶体模型，在两种模拟平台实现并分析其性能与优化方向。
2025-01-15 cond-mat.soft
Chromatic patchy particles: effects of specific interactions on liquid structure
我们研究了片状颗粒液体的结构和热力学性质，特别关注“颜色”的作用，即单个补丁之间的特定相互作用。一个可能的实验实现这种“彩色”的相互作用是通过装饰与单链DNA接头的颗粒补丁。接头的互补性可以促进预定的贴片对之间的选择性键形成。利用分子动力学模拟，我们比较了“有色”和“无色”体系形成的聚集体的局部连通性、键取向顺序和其他结构性质。分析是做两个不同的补丁安排（四面体和立方）的球形颗粒。结果发现，“无色”片状颗粒的聚集（液体）相是更好地连接，密度和通常具有较强的局部秩序比相应的“有色”的。这反过来又使有色液体在化学上不太稳定。具体来说，我们预测，在一个典型的情况下，色相互作用应该增加相对于无序液体的结晶相的相对稳定性，从而扩大其区域的相图。
2015-01-29 cond-mat.soft
Entropic effects in the self-assembly of open lattices from patchy particles
开晶格的特征在于低体积分数的结构单元排列、低配位数和结构单元之间的开放空间。这些晶格的自组装由于其开放结构而面临机械不稳定性的挑战。我们从理论上研究了熵在由斑片粒子构成的开晶格自组装中的稳定作用。这些发现的初步报告和他们的比较实验最近提出[X.茅角，澳-地Chen，S. Granick，\textit{Nat. Mater.}，\textbf{12}，217（2013）]。我们发现，补丁粒子的旋转熵可以提供机械稳定性的开放晶格，而补丁粒子的振动熵可以降低开放晶格的自由能，从而使开放晶格与具有相同势能的密排晶格的选择。这些效应打开了大门，显着简化可能的未来设计的补丁颗粒的开放晶格自组装。
2013-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of three-dimensional open structures using patchy colloidal particles
开放结构可以显示出许多不寻常的性质，包括负泊松比，负热膨胀和全息弹性，并在工程中有许多有趣的应用。然而，在胶体尺度上自组装开放结构是一个巨大的挑战，其中短程相互作用和低配位数可能使它们机械不稳定。在本文中，我们讨论了使用三块Janus粒子的开放结构的自组装，它有两个大的吸引补丁，可以形成多个键，由一个带与纯硬球排斥分开。这样的表面图案化导致开放结构，其通过取向熵（有序无序效应）稳定，并且通过振动熵选择而不是紧密堆积的结构。对于不同的补丁大小的颗粒可以形成四面体或八面体结构的图案，然后组成开放的晶格，包括烧绿石，六方四叠和钙钛矿晶格。使用分析理论，我们研究这些可能的开放和紧密堆积结构的三块Janus粒子的相图和表征这些结构的机械性能。我们的理论导致合理的设计粒子的三维胶体结构的自组装是可能的，使用目前的实验技术。
2014-03-04 cond-mat.soft
Rotational and translational dynamics in dense fluids of patchy particles
我们探讨了方向性对片状粒子的玻璃态系统中的转动和平移弛豫的影响。使用分子动力学模拟，我们分析了两个不同的补丁几何形状，一个，增强本地二十面体结构和一个不强烈影响当地秩序的影响。我们发现，在几乎所有的调查情况下，旋转松弛发生在一个更快的时间尺度比平移松弛。通过比较一个简化的动态蒙特卡罗模型，我们说明，旋转扩散可以定性地解释为纯粹的本地运动在一个固定的环境中，这是不强烈耦合到所需的平移松弛的破笼动力学。尽管如此，二十面体补丁的位置有深刻的影响，系统的局部结构，导致在低温下的显着放缓，这是最强的中间“最佳”补丁的大小。
2020-02-05 cond-mat.soft
Self-Assembly of Patchy Colloidal Dumbbells
我们采用蒙特卡罗模拟研究了通过修正的Kern-Frenkel势相互作用的块状哑铃胶体的自组装，通过探测系统的浓度和哑铃形状。我们考虑哑铃组成的一个有吸引力的球的直径$σ_1$和一个排斥球的直径$σ_2$和中心到中心的距离$d$之间的领域。对于三种不同的尺寸比，我们研究了两个球之间不同间距$l = 2d/(σ_1+σ_2)$的自组装结构。特别是，我们专注于可以从均匀流体组装的结构，因为这些可能是在实验中感兴趣的。我们使用簇序参数来分类所形成的结构的形状。当球的大小几乎相等时，$q=σ_2/σ_1=1.035$，我们发现，在增加$l$，球形胶束转化为细长胶束，并最终囊泡和双层。对于尺寸比$q=1.25$，我们观察到一个连续可调的过渡，从球形到细长的胶束时，增加球分离。对于尺寸比$q=0.95$，我们发现双层和囊泡，加上多面体和液滴。我们的研究结果确定了关键参数，以创建有吸引力的哑铃在实验中的胶体囊泡。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced condensate fluidity in modified patchy particle models
针对现有斑图粒子模型模拟生物分子凝聚体时动力学缓慢、难以捕捉类流体特性的问题，研究人员提出引入柔性斑与核间弱各向同性吸引的改进模型，在保留平衡特征的同时加快动力学，支持更大更复杂系统的模拟。
2025-01-15 cond-mat.soft
Clustering effects on the diffusion of patchy colloids in disordered porous media
将Enskog理论推广到描述无序多孔介质中斑片状胶体流体的自扩散系数。该理论包括流体-流体和流体-基质对分布函数的接触值，其被修改以包括来自所谓的探针颗粒孔隙度$ϕ$的依赖性，以便正确地描述由基质捕获流体颗粒的效果。流体-流体和流体-矩阵对分布函数的修正接触值的建议表达式包括三项。也就是说，我们在以前的工作[Holovko M。F.、科瓦茨卡湾是的，康登斯物质物理学，2020，23，23605]，耗尽贡献与团簇-团簇和团簇-基质排斥以及团簇内部的分子内关联有关。结果表明，最后一项导致显着降低的自扩散系数在低流体密度。随着基质孔隙度的降低，这种影响变得越来越弱。对于中间流体密度，耗尽的贡献导致增加的自扩散系数相比，硬球流体。对于足够稠密的流体，由于硬球效应，自扩散系数强烈降低。团簇的大小和类型以及多孔介质的参数的影响进行了研究和详细讨论。
2021-10-09 cond-mat.soft
Controlling crystallization and its absence: Proteins, colloids and patchy models
控制颗粒的结晶行为（包括其不存在）的能力，无论它们是生物分子如球状蛋白质、无机胶体、纳米颗粒还是合金中的金属原子，都具有基础和技术重要性。从生物系统对蛋白质行为的精密控制中可以学到很多东西，其中蛋白质结晶和聚集通常被抑制，但在特定情况下，可以形成具有功能目的的复杂晶体组装体。我们还探讨了可以从计算建模中获得的见解，重点是粒子间相互作用，优选的局部顺序和由此产生的结晶动力学之间的微妙的相互作用。特别是，我们强调的“挫折”，其中有一个优选的本地顺序和全球晶体秩序之间的不相容性，使用原子玻璃形成和模型各向异性颗粒的例子所发挥的作用。
2007-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural crossovers of quasi-one-dimensional patchy hard superellipses
Institute for Applied Physics, University of Tübingen（蒂宾根大学应用物理研究所）；Physics Department, Centre for Natural Sciences, University of Pannonia（佩奇大学自然科学中心物理系）
研究由带两个补丁的硬超椭圆体构成的准一维缔合流体，用转移算子法表明补丁-补丁缔合与硬核相互作用竞争，驱动压缩时结构交叉，推广Wertheim理论可定量描述结构性质和相行为。
2026-07-07 cond-mat.soft
Effective Pair Interaction of Patchy Particles in Critical Fluids
本文研究了两个球形胶体在接近临界分层点时的临界Casimir相互作用。每种胶体的表面都倾向于一种混合物，但任意大小的圆形斑块除外，其中另一种是首选。对于这样的对象，我们计算，在Derjaguin近似下，描述临界Casimir势的标度函数，我们用它来推导作用在两种胶体上的力和力矩的所有分量的标度函数。结果与现有的实验数据进行了比较。此外，推导出势的标度函数与力和力矩的标度函数之间的一般关系。
2020-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A patchy-particle 3-dimensional octagonal quasicrystal
University of Oxford（牛津大学）；Keio University（庆应义塾大学）；Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC（西班牙国家研究委员会）
该研究设计了一种基于二维阿曼-贝内克尔铺砌的三维八边形准晶体模型，通过颗粒状粒子的自组装实现，并探讨了其在DNA折纸或蛋白质设计中的潜在应用。
2025-11-25 cond-mat.soft
Formation of dodecagonal quasicrystals in two-dimensional systems of patchy particles
用计算机模拟方法研究了具有5块和7块规则排列的二维斑片粒子的行为。对于较高的压力和较宽的斑块宽度，六边形晶体具有最低的焓，而在较低的压力和较窄的斑块，具有五个最近邻居的低密度晶体，以及基于正方形和三角形的（3^2，4，3，4）平铺的晶体的焓变低。有趣的是，在六方晶体变得稳定的参数空间附近的区域，从高温冷却时形成具有十二角对称性的准晶结构。这些准晶体可以被认为是正方形和三角形的镶嵌，并且可能是由与所有不同的可能的这种镶嵌相关联的大的构型熵所稳定的。潜在的实验实现这样的结构使用DNA多臂图案进行了讨论。
2011-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Assembly Formed by Spherical Patchy Particles with Long-Range Attraction
我们报告的自组装形成的球形斑块颗粒相互作用的长程吸引通过补丁区域中的二维系统。我们用蒙特卡罗模拟的方法研究了在恒温恒压条件下粒子数恒定的系统（NPT系统）中粒子通过Kern-Frenkel势相互作用的稳定结构。我们还进行了布朗动力学模拟，采用类似的相互作用势的克恩-弗伦克尔潜在的研究这些结构的形成。对于远程吸引力的潜力，我们描述了这些稳定的结构和它们的形成取决于补丁的覆盖范围。在高压下，当覆盖率较小时，三角形晶格形成，如以前的论文中所报道的。从我们的模拟中，我们发现当压力低时，形成短链状结构，其中粒子之间的距离很长，并且形成方形团簇，这些团簇不具有短程吸引力。当贴片区域的覆盖率较大时，由于颗粒之间的相互作用比小覆盖率时更强，因此形成方形簇。当覆盖率大于0.5时，贴片的方向垂直于颗粒所在的平面。
2019-09-04 cond-mat.soft
