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
Investigation of the dynamical slowing down process in soft glassy colloidal suspensions: comparisons with supercooled liquids
从动态光散射（DLS）实验中获得的强度自相关函数估计的主要和次要的松弛时间尺度的老化胶态悬浮液的Laponite。这些松弛过程的动态减慢相比，在脆弱的过冷液体的观察，通过建立一个一对一的映射之间的等待时间，因为过滤的Laponite悬浮液和逆的温度的过冷液体，是迅速淬火对它的玻璃化转变温度。新的时间尺度，如Vogel时间和Kauzmann时间，被提取来描述Laponite悬浮液中的动力学停滞现象。结果是强烈地让人联想到那些从接近其玻璃化转变的过冷液体中提取的，它表明，每个Laponite浓度计算的Vogel时间近似等于Kauzmann时间，并且存在一个强耦合的主和次级松弛过程之间的老化Laponite悬浮液。此外，这里给出的实验数据清楚地表明了Laponite悬浮液在样品浓度范围内的老化动力学的自相似性质。
2013-12-04 cond-mat.soft
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
A novel particle tracking method with individual particle size measurement and its application to ordering in glassy hard sphere colloids
粒子跟踪是共聚焦显微镜观察胶体悬浮液、乳状液和颗粒物质的关键。传统的跟踪方法已经不能提供关于单个颗粒的尺寸的准确信息。在这里，我们提出了一种新的方法来本地化的任意相对大小的球形颗粒从2D或3D（共焦）图像无论是在稀释或拥挤的环境。此外，这种方法使我们能够可靠地估计每个颗粒的大小。我们用这种方法来分析局部键取向有序的过冷多分散胶体悬浮液以及由基板诱导的非均匀结晶。对于前者，我们揭示了非平凡的耦合晶体状键的取向顺序和本地二十面体的顺序与颗粒尺寸的空间分布：晶体状的顺序往往形成在非常小的颗粒被耗尽的区域和较小的尺寸的中心颗粒稳定二十面体的顺序。对于后者，另一方面，我们发现，非常小的颗粒从晶体中排出，并积累在晶体的生长前沿。我们强调，传统的追踪方法无法获得此类信息。
2013-01-30 cond-mat.soft
Lamellar order, microphase structures and glassy phase in a field theoretic model for charged colloids
在本文中，我们提出了一个详细的分析研究的相图和结构特性的场论模型的短程吸引力和竞争的远程屏蔽排斥。我们对以前在M. Tarzia和A. Coniglio，Phys. Rev. Lett. 96，075702（2006）中所述。该模型包含了高分子溶液中带电胶体间有效相互作用势的基本特征。我们采用自洽的Hartree近似和副本的方法，我们表明，不同的参数的排斥势和温度产生相共存，层状和玻璃相。我们的研究结果表明，在带电胶体中观察到的簇相可能是潜在的平衡层状相的签名，隐藏在实验时间尺度上，并强调微相结构的形成可能在胶体凝胶化过程中发挥突出的作用。
2007-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Increasing the density melts ultrasoft colloidal glasses
我们使用理论和模拟来研究超软胶体中非晶玻璃态的存在。我们结合超网链近似和模式耦合理论，研究了软排斥球与赫兹势相互作用的动态相图，重点是低温和大密度。在恒定温度下，我们发现在压缩时进入无定形玻璃态，如在胶体硬球中，但是当密度进一步增加时，玻璃意外地熔化。我们把这种重入流体玻璃化转变的颗粒的柔软性，并将这种行为与以前报道的软系统中的异常相关联，从而强调其普遍性。预测的流体-玻璃-流体序列得到了数值证实。
2010-09-23 cond-mat.soft
A random walk description of the heterogeneous glassy dynamics of attracting colloids
我们研究的吸引力的胶体粒子的异质动力学接近凝胶转变，使用共聚焦显微镜实验结合理论统计分析。我们专注于单粒子动力学，并表明范霍夫分布函数的自身部分并不是菲克过程所期望的高斯分布，而是反映了在任何给定时间具有广泛不同迁移率的胶体的存在。我们的共聚焦显微镜测量可以很好地描述一个简单的分析模型的基础上，一个传统的连续时间随机游走图片，已经发现在其他几个玻璃质材料。特别是，该理论成功地解释了范霍夫分布中宽尾的存在，这种分布在大距离处表现出指数衰减，而不是高斯衰减。
2008-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Signatures of Dynamical Heterogeneity in the Structure of Glassy Free-energy Minima
从数值最小化的模型自由能泛函系统的硬球，我们表明，在玻璃自由能最小值的时间平均密度场的局部峰值的宽度表现出很大的空间变化，类似于“本地Debye-Waller因子”的模拟动力学异质性。分子动力学模拟从一个粒子的配置产生的密度分布在玻璃自由能最小值显示类似的空间异质性的本地化程度，这意味着动态异质性和玻璃自由能最小值的结构之间的直接连接。
2007-11-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A microscopic model for colloidal gels with directional effective interactions: Network induced glassy dynamics
利用分子动力学研究了低体积分数胶体凝胶微观模型的结构和动力学。定向相互作用的存在导致在不发生相分离的温度下形成持久的互连网络。我们发现，大规模的空间相关性强烈依赖于体积分数和持久网络的形成的特点。我们观察到一个预峰值的静态结构因子，并将其与网络结构。凝胶化时的缓慢动力学的特征在于网络结构（链）的移动部分的快速集体运动与产生拉伸指数松弛的大规模重排共存。我们表明，一旦网络是足够持久的，它会导致缓慢的，合作的过程中，网络节点。我们认为，这种特殊的玻璃态动力学是低体积分数的胶体凝胶物理的一个标志。
2010-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and dynamics of colloidal depletion gels: coincidence of transitions and heterogeneity
通过短程吸引相互作用形成的胶体耗尽凝胶的结构异质性的转变与它们的动力学逮捕。该系统是一个密度和折射率匹配的悬浮液的体积分数为0.20聚（甲基丙烯酸甲酯）胶体与非吸附的消耗剂聚苯乙烯添加在消耗剂胶体的尺寸比为0.043。随着短程吸引相互作用强度的增加，团簇的结构变得越来越不均匀，其特征在于数量密度波动，并动态固定，其特征在于单粒子均方位移。悬浮液中游离胶体的数量也逐渐下降。当穿过一个不动的团簇到凝胶的转变时，结构的不均匀性突然降低。同时，平均单粒子动力学饱和的本地化长度的顺序的短程吸引力的潜力范围。不动的集群和凝胶制度表现出动力学的不均匀性。单粒子位移的非高斯分布揭示了两个不同长度尺度上的动力学轨迹的增强种群。类似的依赖关系的数量密度波动，自由粒子数和动态长度尺度的顺序的范围内的短程吸引力表明一个集体的结构起源的动态异质性胶体凝胶。
2006-06-06 cond-mat.soft
Glassy dynamics of crystallite formation: The role of covalent bonds
我们使用广泛的分子动力学模拟研究了模型聚合物中具有竞争结晶和玻璃化转变的塌缩行为的非平衡特征。通过与没有共价键但具有相同的非键相互作用的“胶体”系统的比较，我们发现三个主要结果：（i）当温度T与结晶温度T_{cryst}成比例时，处于平衡微晶相的切球聚合物和胶体具有几乎相同的静态性质;（ii）低于T_{cryst}的非平衡弛豫的定性特征，通过局部结构性质的演变来测量（如接触的数量）向平衡微晶，是相同的聚合物和胶体;和（iii）在远离平衡和接近平衡的系统中，聚合物和胶体微晶中重排的显著定量差异，可以用链连接来理解。这些结果有重要的意义，了解缓慢的松弛过程中崩溃的聚合物，部分折叠，错误折叠，和内在无序的蛋白质。
2011-11-02 cond-mat.soft
Different scenarios of dynamic coupling in glassy colloidal mixtures
胶体混合物是研究复杂环境中输运的通用模型系统。它们允许控制参数的系统变化，即尺寸比、总体积分数和组成。我们使用分子动力学模拟和微分动力学显微镜实验研究了这些参数对稠密悬浮液动力学的影响。我们调查的运动的小颗粒通过矩阵的大颗粒以及运动的大颗粒。一个特别的重点是对耦合的集体动力学的小粒子和大粒子和不同的机制，导致这种耦合。对于大的尺寸比，约1：5，和小颗粒的比例增加，两种物质的动力学变得越来越耦合，并反映大颗粒的结构。这是由于大颗粒对小颗粒运动的主导作用，这是由小颗粒的拥挤程度增加所介导的。此外，对于中等大小的比例，约1：3，和足够高的分数的小颗粒，混合笼形成，因此动力学也强烈耦合。同样，随着小颗粒的分数降低，耦合变得更弱。然而，在这种情况下，小颗粒的集体中间散射函数显示出与宽范围的弛豫时间相对应的对数衰减。
2018-06-26 cond-mat.soft
The Physics of the Colloidal Glass Transition
随着胶态悬浮液浓度的增加，体系的粘度急剧增加。在结构上，该系统类似于液体，但悬浮液内的运动足够慢，可以认为它基本上是冻结的。这种动力学停滞是胶体玻璃化转变。几十年来，胶体一直是理解分子系统玻璃化转变的一个有价值的模型系统。所涉及的空间和时间尺度允许这些系统进行研究的各种各样的实验技术。这篇评论的重点是胶体玻璃化转变的理解的现状。简要介绍了研究胶体玻璃化转变的重要实验技术。我们描述了在玻璃态附近和在玻璃态下的胶体系统的特征，包括粘度和弛豫时间的巨大增加，动力学异质性和老化等。我们还比较和对比胶体的玻璃化转变，在分子液体。其他玻璃系统进行了简要讨论，以及最近开发的合成技术，将保持这些系统丰富有趣的物理在未来几年。
2011-12-20 cond-mat.soft
Aging after shear rejuvenation in a soft glassy colloidal suspension: evidence for two different regimes
采用动态光散射（DLS）研究了玻璃态带电粘土悬浮液剪切再生后的老化动力学。观察到两种不同的老化制度：一种是在样品胶凝之前恢复活力的情况下获得的，另一种是在胶凝样品恢复活力之后获得的。在第一个政权中，剪切的应用完全恢复活力的样品，作为系统动力学剪切停止后不久遵循相同的正常老化的老化演化特征。在第二种状态下，剪切再生后老化进行得非常快，不能使用经典的DLS。提出了一种测量系综平均强度关联函数的新方法，并验证了该方法与经典DLS方法的一致性。快速老化动力学的再生胶凝样品表现出幂律依赖的慢弛豫时间的等待时间。
2006-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Interfacial Entropic Interactions Tunes Fragility and Dynamic Heterogeneity of Glassy Athermal Polymer Nanocomposite films
在纳米颗粒和基体聚合物之间的界面处的焓相互作用已知影响所得聚合物纳米复合材料（PNC）的各种性质。对于无热PNCs，由嵌入在化学上相同的聚合物中的接枝纳米颗粒组成，在确定纳米复合材料的性质中界面层（IL）相互作用的作用和程度不是很清楚。在这里，我们展示了界面层动态的脆弱性和动态异质性（DH）的非热和玻璃PNCs的影响。通过改变接枝与基质聚合物的尺寸比f来改变IL性质，这又改变基质链渗透到接枝层中的程度。发现PNCs的脆性随熵相容性的增加而单调增加，其特征在于穿透深度的增加。相反，在大多数聚合物和玻璃形成者的观察，我们观察到的依赖IL动态的脆弱性和DH之间的反相关性，量化的实验估计Kohlrausch-Watts-Williams参数和从模拟获得的非高斯参数。
2018-08-22 cond-mat.soft
Divergent four-point dynamic density correlation function of a glassy colloidal suspension: a diagrammatic approach
我们使用最近导出的相互作用布朗粒子动力学的图解公式[G。Szamel，J.Chem.Phys.127，084515（2007）]来研究四点动态密度关联函数。我们重新总结了一类图，分为两个不连通的组件切割一个单一的传播。所得到的四点关联函数的公式可以用与Biroli等人[Phys.Rev.Lett. 97，195701（2006）]和标准两点关联函数。四点函数具有与Berthier及其合作者提出的结构非常相似的结构[Science 310，1797（2005），J. Chem. Phys. 126，184503（2007）]。它表现出一个小的波矢发散的模式耦合过渡。
2008-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical facilitation governs glassy dynamics in suspensions of colloidal ellipsoids
当代凝聚态物理的最大挑战之一是确定从液体形成玻璃的起源基本上是热力学的还是动力学的。虽然热力学范式已经主导了几十年的理论研究，动力学促进（DF）理论的纯动力学的角度已经取得了显着的最近一段时间。特别是，最近的实验和模拟强调了使用由球形粒子组成的简单模型系统促进的重要性。然而，绝大多数液体具有颗粒形状和相互作用的各向异性，因此必须检查复杂的玻璃形成剂的促进作用。在这里，我们将DF理论应用到具有取向自由度以及各向异性吸引相互作用的系统。通过分析胶体椭球体上的实验数据，我们表明，促进在平移以及取向弛豫中起着关键作用。此外，我们表明，引入吸引力的相互作用导致空间解耦的平移和旋转的便利化，随后导致动力学异质性的解耦。最引人注目的是，DF理论可以预测存在的折返玻璃化转变的基础上的统计本地化的动态事件，称为激发，其持续时间大大小于结构弛豫时间。我们的研究结果铺平了道路，系统地测试DF的方法在复杂的玻璃形成者，也建立了促进在过冷液体的结构松弛的意义。
2014-08-02 cond-mat.soft
Mode Coupling and Dynamical Heterogeneity in Colloidal Gelation: A Simulation Study
我们目前的模拟结果解决有吸引力的相互作用接近凝胶化的胶体系统的动力学。我们的相互作用也有一个软的，长距离的排斥障碍，抑制液-气型相分离在长波长。这里提出的新结果提供了进一步的权重，从我们以前的模拟工作中出现的一个有趣的图片相同的系统。而模式耦合理论（MCT）提供了良好的定量结果的衰减器，更仔细的检查的动力学揭示了一个双峰人口的快速和慢速粒子具有很长的交换时间尺度。这种群体分裂代表了一种特殊形式的动态异质性（DH）。虽然DH通常与玻璃中的激活跳跃和/或促进的动力学相关联，但是这里观察到的DH形式在性质上可能更集体并且与静态（即，结构）异质性。
2004-09-29 cond-mat.soft
Investigation of $q$-dependent dynamical heterogeneity in a colloidal gel by x-ray photon correlation spectroscopy
我们使用时间分辨X-光子相关光谱研究由中等吸引力的炭黑颗粒制成的胶体凝胶的缓慢动力学。我们发现，缓慢的动态是时间上的异质性和量化的波动，通过测量的方差$χ$的瞬时强度关联函数。动力学波动的幅度对散射矢量$q$具有非单调依赖性，这与最近对强吸引力胶体凝胶的实验形成鲜明对比[Duri和Cipelletti，\textit{Europhys. Lett.} \textbf{76}，972（2006）]。我们提出了一个简单的缩放参数的$q$依赖性的波动在玻璃系统，合理化这些发现。
2007-11-16 cond-mat.soft
Experimental observation of the intricate free-energy landscape for a soft glassy system
在玻璃体系的自由能景观图中，这些系统的缓慢动力学特性被认为是由于存在具有许多局部极小值的复杂自由能景观。我们在这里表明，对于一个胶体玻璃质材料的多个路径可以通过自由能景观，甚至可以导致不同的“最终”非遍历状态的后期阶段的老化。我们提供了明确的实验证据的凝胶和玻璃态的区别在系统中，并表明，对于一系列的胶体浓度，过渡到非遍历性可以发生在任何一个方向（凝胶或玻璃），并可能伴随着“犹豫”之间的两个方向。这表明，胶体凝胶和玻璃只是在相同的自由能景观中的全局自由能最小值，并且导致这些最小值的路径确实可以是复杂的。
2006-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The glass transition of soft colloids
我们探讨了软胶体的玻璃化动力学微凝胶和带电粒子相互作用的空间和屏蔽库仑相互作用，分别。在过冷制度，结构弛豫时间$τ_α$的两个系统的急剧增长的体积分数，让人想起的胶体硬球的行为。计算机模拟证实了$τ_α$在接近玻璃化转变时的生长与颗粒的柔软度无关。相比之下，当系统失去平衡时，在非常大的填充分数下，柔软度变得相关。在这种非平衡状态下，$τ_α$对填充分数的依赖性非常弱，并且时间关联函数表现出与应力驱动松弛一致的压缩指数衰减。过渡到这种新的制度与发病的异常减少的局部秩序与密度增加的超软系统的典型。我们建议，这些奇特的动力学的结果从组合的非平衡老化动力学预期在玻璃态和胶体相互作用的趋势，通过软电位refred在高包装分数。
2017-12-07 cond-mat.soft
Dynamic particle tracking reveals the aging temperature of a colloidal glass
理解眼镜被认为是统计物理学中最基本的问题之一。一种理论方法来解开他们的普遍性质是考虑平衡概念的有效性，如温度和热化在这些非平衡系统。在这里，我们调查的自相关和响应函数来监测胶体玻璃的老化。在平衡状态下，所有的观测量都是稳定的，而在非平衡玻璃态下，它们对系统的年龄有明确的依赖性。我们发现，输运系数的规模与老化时间的幂律，签名的缓慢放松。然而，我们的分析表明，玻璃态系统已热化在一个恒定的温度独立的年龄和大于浴，反映了笼动力学的结构重排。此外，还发现了一个普适的标度律来描述观测量的全局和局部涨落。
2006-08-04 cond-mat.soft
Enhanced Elasticity and Soft Glassy Rheology of a Smectic in a Random Porous Environment
本文报道了液晶辛基氰基联苯（8 CB）在气溶胶凝胶中的频率依赖剪切模量（$G^*(ω)=G'(ω)+iG''(ω)$）的研究。随着近晶序的开始，$G'$随着温度的降低近似线性地增长，达到超过纯8CB的值三个数量级以上的值。在低温下的模量具有幂律分量，$G^*(ω) \sim ω^α$，其指数$α$随着凝胶密度的增加而接近零。$G'$的振幅及其随温度和凝胶密度的变化表明，低温响应是由近晶中的密集的缺陷群所主导的。相比之下，当8CB是各向同性或均质时，模量由胶体凝胶的弹性行为控制。
2005-02-18 cond-mat.soft
Scaling of fluctuations in a colloidal glass
我们报告的实验测量的胶体玻璃中的粒子动力学，以了解与合作运动的粒子在玻璃制度的动力学不均匀性。研究了老化胶体玻璃中相关函数和响应函数的局域和全局涨落。观测值显示普遍的标度行为修改后的幂律，高原占主导地位的异质性较低的短时间政权和幂律尾巴占主导地位的高度异质性的长时间政权。
2006-11-01 cond-mat.soft
Glassy Ratchets for Collectively Interacting Particles
我们表明，棘轮效应可以发生在相互作用的粒子，其中没有淬火基板的玻璃介质。我们认为模拟无序的二进制组装胶体中，只有一个物种响应驱动器。我们采用不对称交流驱动，将产生一个孤立的过阻尼粒子没有净直流漂移。当存在相互作用的粒子时，非对称交流驱动器产生棘轮效应。一个简单的模型捕捉了许多模拟结果，包括作为密度和温度函数的通量反转。
2003-08-05 cond-mat.soft
Different glassy characteristics are related to either caging or dynamical heterogeneity
本研究通过解析论证与多维度系统模拟，揭示玻璃态特征源于颗粒禁禁闭与动力学异质性两种机制，为玻璃态动力学数据分析及理论构建提供了严格约束。
2023-11-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Length scale dependence of dynamical heterogeneity in a colloidal fractal gel
我们使用时间分辨动态光散射来研究胶体凝胶的缓慢动力学。平均强度自相关函数的最终衰减由$g\_2(q,τ)-1 \sim \exp[-(τ/τ\_\mathrm{f})^p]$很好地描述，其中随着$q$的增加，$τ\_\mathrm{f} \sim q^{-1}$和$p$从1.5减小到1。我们表明，动态是由于一个连续的弹道过程中，提出在以前的作品，而是罕见的，间歇性重排。我们通过瞬时自相关函数的方差$χ(τ,q)$来量化由不连续性引起的动态波动，该方差类似于在玻璃形成者中研究的动态磁化率$χ\_4$。发现$χ$的振幅随$q$线性增长。我们提出了一个简单的-但一般-间歇性动力学模型，占$q$依赖的平均关联函数和$χ$。
2006-10-20 cond-mat.soft
Pattern formation and glassy phase in the $ϕ^4$ theory with screened electrostatic repulsion
我们研究了具有短程吸引力和竞争的长程屏蔽排斥力的系统的结构性质。该模型包含了聚合物溶液中带电胶体之间有效相互作用势的基本特征，并为这些体系的平衡相图提供了新的见解。在自洽的Hartree近似，并通过使用一个副本的方法，我们表明，不同的参数的排斥势和温度产生相共存，层状和玻璃相。我们的研究结果强烈表明，在带电胶体中观察到的簇相可能是潜在的平衡层状相的签名，隐藏在实验时间尺度上。
2006-02-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Decoupling of single-particle and collective dynamics in arrested phase-separating glassy mixtures
University of Vienna（维也纳大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）
研究了硬颗粒-星形聚合物混合物在冻结相分离范围内的结构和动力学，揭示了硬颗粒在软玻璃体基质中的扩散行为及非指数松弛和非高斯位移分布，展示了冻结相分离与玻璃性相互作用导致的复杂多尺度现象。
2026-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unveiling Crystalline Order from Glassy Behavior of Charged Rods at Very Low Salt Concentrations
本文结合 SAXS、光学实验与模拟，发现极低盐浓度下带电棒状胶体会从向列相直接转变为曾被误认为玻璃态的近晶-B晶体相。
2025-02-26 cond-mat.soft
Measurement of Effective Temperatures in an Aging Colloidal Glass
我们研究的热波动的光学限制探针粒子，悬浮在一个老化的胶体悬浮液，悬浮从一个粘性液体转变成一个弹性玻璃。微米大小的珠子形成谐振子。在两种不同的激光功率下，通过监测示踪剂的等时波动，我们确定了振荡器的温度，$T_{\text{o}}$。在各态历经的液体中，振荡器的温度和它的环境是相等的，而与此相反，在非平衡玻璃相，我们发现，$T_{\text{o}}$大大超过浴温度。
2006-12-16 cond-mat.soft
Length-scales of Dynamic Heterogeneity in a Driven Binary Colloid
本文通过布朗动力学模拟研究电场驱动二元胶体条带形成过程中的特征长度尺度，提出等时密度关联函数并发现慢粒子在快粒子背景中发生微相分离，为理解非平衡态图案提供了可实验测量的方法。
2020-05-19 cond-mat.soft
Spontaneous Demixing of Binary Colloidal Flocks
本研究通过自驱动胶体粒子实验与连续体理论，揭示了圆形约束下二元极性液体因速度异质性与非互易排斥作用发生自发分离与自分类，确立了多组分活性系统自组织的一般原理。
2023-11-24 cond-mat.soft
Active fluidization in dense glassy systems
致密的软玻璃在足够低的温度下表现出强烈的集体笼化行为。使用分子动力学模拟的模型玻璃形成，我们表明，纳入活动或自推进，f0，可以诱导破笼和流化，导致玻璃相消失超过临界f0。随着f0的增加，扩散系数从强温度依赖性转变为弱温度依赖性。此外，我们表明，活动诱导的交叉从一个脆弱的到一个强大的玻璃和聚集的活性颗粒的趋势。我们的研究结果是直接相关的集体动力学密集的活性胶体玻璃和最近的实验标记的粒子在活细胞中的扩散。
2016-07-29 cond-mat.soft
Induced glassy behavior in the melt of glycerol and aerosil dispersions
一个高分辨率的量热光谱研究已经进行了纯甘油和胶体分散体的气溶胶在甘油中覆盖了广泛的温度范围从300 K到380 K，深在液相中的甘油。具有0.05、0.10和0.20质量分数的aerosil的胶体甘油+aerosil样品在远高于纯甘油的$T_g$的温度下显示出玻璃状的活化动力学。玻璃状行为的开始似乎是由于硅胶对甘油液体施加的结构挫折。气溶胶凝胶增加了混合物的净粘度，将样品有效地置于较低的温度下，从而诱导玻璃态。考虑到这种行为在相对低的气溶胶密度（与甘油分子的尺寸相比大的平均空隙长度）下开始，这种诱导的玻璃态行为可能是由于甘油分子的聚集模式。对受抑玻璃形成系统的研究可能是阐明玻璃物理学的一条独特途径。
2005-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Effective temperatures from the fluctuation-dissipation measurements in soft glassy materials
我们研究了涨落耗散定理（FDT）的有效性和有效温度概念在一些非平衡软玻璃材料中的适用性。采用被动和主动相结合的微流变测量位移波动和嵌入在材料中的探针粒子的机械响应函数，我们直接测试了FDT的有效性。我们的研究结果表明，在几十年的频率（1-10 $^4$ Hz）的硬球胶体玻璃和胶体玻璃和Laponite凝胶的FDT没有违反。我们进一步扩展了我们的测量带宽到较低的频率（低至0.1 Hz），使用视频显微镜测量位移波动，同样没有发现任何偏离FDT。
2008-04-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Energy barriers and cooperative motion at the surface of freestanding glassy polystyrene films
我们用分子动力学模拟研究了无规\glsdesc{ps}薄膜的近表面弛豫。在以前的粗粒度模拟，骨架段和苯环的弛豫时间链接到它们的体弛豫时间通过幂律耦合关系。耦合指数随距离表面的变化与深度相关的激活势垒是一致的。我们还量化了减少在界面处的动态异质性，可以解释在玻璃态动力学的合作模型的框架。
2020-09-06 cond-mat.soft
Deeper penetration of surface effects on particle mobility than on hopping rate in glassy polymer films
玻璃状聚合物膜中的自由表面已知诱导具有增强动力学的表面移动层。利用珠-弹簧模型的分子动力学模拟，我们研究了在低温下平衡的聚合物薄膜的各种层分辨结构和动力学性质。热致粒子跳跃率的表面增强被发现突然终止只有约5个粒子直径的自由表面。相比之下，在更长的时间尺度上测量的颗粒净运动的增强渗透至少2个颗粒直径更深。不同的渗透深度表明存在一个特殊的子层，称为内表面层，其中表面增强的流动性不是由更频繁的粒子跳跃，而是由减少的动态异质性与减少跳跃反相关性。自由表面的约束效应提供了一种独特的机制，可以在保持跳跃速率恒定的同时改变动态不均匀性和跳跃相关性。我们的研究结果突出了玻璃状减速的基本运动之间的相关性的重要性，并建议动态促进介导的相关性，而不是基本运动的速率通过扰动。
2018-09-29 cond-mat.soft
Phonon Spectra, Nearest Neighbors, and Mechanical Stability of Disordered Colloidal Clusters with Attractive Interactions
我们研究了具有吸引力相互作用的无序胶体颗粒团簇的振动性质的形态和大小的影响。从每个集群中的粒子之间的位移相关性的测量，我们提取相应的“影子”玻璃状集群的振动特性，具有相同的几何配置和相互作用的“源”集群，但没有阻尼。的振动模式的光谱特征强烈依赖于最近邻的平均数，$\bar{NN}$，但只有弱的粒子在每个玻璃状集群的数量。特别地，对于$\bar{NN}$ $<2$，中值声子频率$ω_{med}$基本恒定，然后对于$\bar{NN}$ $>2$，中值声子频率随$\bar{NN}$线性增长。这种行为与关于局部均衡结构的同时观测相平行，局部均衡结构在具有$\bar{NN}$ $<2$的簇中不存在，然后对于$\bar{NN}$ $>2$在数量上线性增长。因此，簇振动性质似乎与簇的机械稳定性密切相关（即，局部均衡区域的分数），并且$ω_{med}$与$\bar{NN}$的缩放使人想起在堵塞过渡处具有排斥相互作用的球体的填充行为。随机弹簧网络的模拟证实了观测结果，并表明声子谱和最近邻数之间的连接是通用的无序网络。
2011-03-17 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneities in an attraction driven colloidal glass
研究了吸引胶体玻璃非遍历态的动力学不均匀性随等待时间的变化。而接近玻璃化的流体状态显示出较强的DH，在这里研究的玻璃态的平方位移的分布仅呈现出在短的等待时间内对于较低的吸引力强度具有增加的流动性的颗粒的尾部。这些粒子位于由所有粒子组成的扩散团的表面，让人联想到流体中最快的粒子。淬火更深入到有吸引力的玻璃是动态更均匀的，与排斥玻璃（即伦纳-琼斯玻璃）。
2006-01-16 cond-mat.soft
Orientationally Glassy Crystals of Janus Spheres
胶体Janus球在水中（一个半球吸引，另一个半球排斥）组装成二维六方晶体，其取向顺序由各向异性相互作用控制。我们利用解耦的平移和旋转顺序来量化的取向动力学。通过成像实验和蒙特卡罗模拟，我们证明了在个别Janus球的方向的相关性表现出玻璃样的动态，可以通过离子强度控制。因此，这些胶体构建块提供了一个特别合适的模型玻璃系统，用于阐明由定向相互作用产生的非平凡动力学，而不是通过考虑平移顺序来捕获。
2014-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-Coupling Theory of Colloids with Short-range Attractions
在过冷液体模式耦合理论的框架下，我们研究了胶体体系在玻璃化转变过程中出现的新现象。当粒子间势包含吸引部分时，除了通常的排斥硬核外，还出现两条相交的液体-玻璃化转变线，其中一条延伸到低密度，而另一条在高密度时表现出重入行为。在玻璃态区域，两种不同类型的玻璃之间出现了一种新型的转变。复杂的现象可以用高阶玻璃化转变奇异性来描述。各种玻璃相的特征在于它们的粘弹性。由引力驱动的玻璃已经与颗粒凝胶相关联，另一种玻璃是众所周知的排斥性胶体玻璃。这些对应关系，与玻璃态行为的新预测相关联，意味着这种现象可能会在胶体系统中出现，例如，强烈的耗尽或其他短程吸引力。
2001-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Characteristics of the secondary relaxation process in soft colloidal suspensions
在玻璃形成剂中出现了一种普遍的二次弛豫过程，称为Johari-Goldstein（JG）$β$-弛豫过程。它涉及分子的所有部分，并且在玻璃态系统中特别重要，因为它与$α$-弛豫过程有非常密切的关系。然而，在胶体玻璃中不存在J-G $β$-弛豫模式引起了关于其普遍性的问题。本文利用动态光散射（DLS）实验研究了Laponite悬浮液中的微观弛豫过程。$α$和$β$-松弛时间尺度估计从DLS测量Laponite悬浮液具有不同的浓度，盐浓度和温度的自相关函数。我们的实验结果表明，$β$-松弛过程中的Laponite悬浮液涉及的组成Laponite颗粒的所有部分。各态历经的破坏时间也被认为是与$β$-松弛过程的所有Laponite浓度，盐浓度和温度的特征时间。初级弛豫过程的宽度与次级弛豫时间相关。二次弛豫时间对Laponite的浓度也非常敏感。我们测量原始弛豫时间尺度的$α$-弛豫时间和拉伸指数（$β$）通过应用耦合模型的高度相关的系统。原始弛豫时间的数量级非常接近二次弛豫时间。这些观察结果表明Laponite的软胶体悬浮液存在J-G $β$-弛豫模式。
2015-08-24 cond-mat.soft
Effect of bond lifetime on the dynamics of a short-range attractive colloidal system
我们进行分子动力学模拟的短程吸引力的胶体粒子模拟的窄（硬球直径的3%）的单位深度的方阱势。我们比较系统的动力学相同的热力学，但不同的键寿命，通过添加到方势阱的边缘的吸引力很薄的障碍。对于永久键合，随着填充分数$τ$接近与渗透相关的阈值，弛豫时间$τ$发散，而对于短暂键合，$τ$的$τ$依赖性在玻璃态系统中更为典型。在中间键寿命下，$τ$的$ϕ$依赖性在低$ϕ$下由渗滤驱动，但随后在较高$ϕ$下过渡到玻璃态行为。我们还研究了渗流动力学的波矢依赖性。
2004-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging in a Colloidal Glass in Creep Flow: Time-Stress Superposition
本文研究了锂皂石水悬浮液在蠕变过程中的老化行为。我们观察到，粘弹性行为是时间依赖性的，是强烈的变形场的影响，效果是已知的，由于老化和复兴。我们表明，无论强度的变形场（剪切应力）和年龄，当施加的时间尺度与系统的主要松弛模式进行归一化，得到普遍的老化行为，证明时间应力叠加，在各种软材料的现象，可能是通用的。
2008-03-03 cond-mat.soft
Elasticity of colloidal gels: structural heterogeneity, foppy modes, and rigidity
模型胶体凝胶的流变学测量结果表明，剪切模量的胶体体积分数的变化大的变化不反映简单的结构参数，如配位数，它几乎保持不变。我们解决了这个明显的矛盾进行正常模式分析实验测得的键网络的凝胶。我们发现，凝胶的结构异质性，这导致软盘模式和非仿射-仿射交叉频率的增加，演变为体积分数的函数，是关键的理解频率依赖性的弹性。在没有任何自由参数的情况下，我们实现了与测量的机械响应的良好的定性一致。此外，我们实现普遍崩溃的剪切模量通过现象学弹簧阻尼器模型，占流体粘度，颗粒耗散之间的相互作用，并从仿射和非仿射网络变形的贡献。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Invariance of Structure in an Aging Colloidal Glass
我们研究了浓胶体悬浮液，一个模型系统，它具有玻璃化转变。玻璃态的非平衡性质最明显地突出了老化--系统的性质对玻璃化后经过的时间的依赖。快速激光扫描共聚焦显微镜使我们能够对胶体玻璃进行成像，并在三维空间中跟踪颗粒。我们分析了静态结构的四面体包装。我们发现，虽然老化的悬浮液明显影响其动态，没有与四面体的几何量随年龄的变化。
2005-11-11 cond-mat.soft
Glassy dynamics in asymmetric binary mixtures of hard-spheres
二元硬球混合物是具有竞争时间和长度尺度的多体系统的最简单表示之一。该模型与从根本上理解材料的结构和动力学性质有关，例如金属熔体，胶体，聚合物和生物基复合材料。它还使我们能够研究不同的尺度如何影响多组分玻璃形成液体的物理行为;这个问题仍然有待统一的描述。在这方面的贡献，我们报告不同的动态逮捕过渡高度不对称的二元胶体混合物，即，一个单一的玻璃大颗粒，其中的小物种仍然遍历，和双玻璃同时逮捕两个组件。当混合物接近任何玻璃化转变时，两个物种的集体动力学的弛豫变得耦合。在单玻璃域中，由于大球体的结构而发生空间调制，这是在双玻璃域中未观察到的特征。相反，小颗粒和大颗粒的\emph{self}动力学的弛豫在两个转变的边界处变得解耦;大的物种总是显示动力学逮捕，而小的物种仅在双层玻璃中出现逮捕。因此，为了获得不同的玻璃态的全貌，需要考虑到这两个物种的动力学。
2018-07-25 cond-mat.soft
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
Correlations of Structure and Dynamics in an Aging Colloidal Glass
我们研究了浓胶体悬浮液，一个模型系统，它具有玻璃化转变。处于玻璃态的样品显示老化，因为胶体颗粒的运动随着样品从初始状态老化而减慢。我们研究的静态结构和减慢动力学之间的关系，使用共聚焦显微镜跟踪的三维运动的粒子。通过考虑由相邻颗粒的四联体形成的四面体来量化该结构。我们发现，虽然样品在老化过程中明显减慢，但通过四面体量测量的静态特性没有变化。然而，观察到四面体形状和流动性之间的弱相关性，这表明该结构有利于负责样品老化的运动。
2005-12-29 cond-mat.soft
Direct observation of percolation in the yielding transition of colloidal glasses
当应变超过线性状态时，软胶体玻璃以类似于常规非晶态固体的变形的方式屈服于稳态塑性流动。由于相对于构成非晶态固体的原子而言胶体颗粒的尺寸大得多，胶体玻璃允许获得对屈服转变的性质的微观洞察，如我们在此结合实验、原子模拟和介观建模所示。我们的研究结果一致表明，不断增长的集群的非仿射变形屈服。与逾渗理论相一致，生成团簇是分形的，其分形维数为df ~2，且相关长度在接近临界屈服应变时发散。这些结果表明，高度非仿射粒子的逾渗是无序玻璃体系中屈服转变的标志。
2017-02-10 cond-mat.soft
Slow dynamics in gelation phenomena: From chemical gels to colloidal glasses
我们在这里讨论的结果的3D蒙特卡罗模拟的最小晶格模型的凝胶系统。我们专注于动力学，调查通过时间的自相关函数的密度波动和粒子的均方位移。我们从化学凝胶化的情况下，即与永久键，我们的特征的临界动力学所确定的形成的聚合物凝胶中的实际观察到的，作为一个集群。通过适时地引入有限的键寿命$τ_b$的动态显示相关的变化，并最终开始的玻璃态。这已被解释在交叉动力学更典型的胶体系统和一个新的连接之间的经典凝胶化和最近的结果胶体系统的建议。通过系统地比较结果的情况下，永久债券有限的债券寿命，交叉和玻璃状制度可以理解的有效集群。
2004-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow dynamics in glassy soft matter
测量、表征和模拟玻璃状软物质的缓慢动力学是一个巨大的挑战，其影响范围从工业应用到现代统计物理学中的基本问题，如玻璃化转变和对失衡系统的描述。尽管我们对这些现象的理解还远未完全，但最近的模拟和新颖的理论方法和实验方法为软玻璃材料的动力学提供了新的线索。在本文中，我们回顾了过去几年的工作，重点是实验在四个不同的，但相关的领域：存在两种不同的玻璃状态（吸引力和排斥力），系统的动力学非常远离平衡，外部扰动对玻璃材料的影响，和动力学的异质性。
2005-02-01 cond-mat.soft
Structure and dynamics of model colloidal clusters with short-range attractions
我们研究的结构和动力学的小孤立的$N$粒子团簇通过短程Morse势相互作用。“理想preprared合奏”通过精确枚举研究的粘性硬球填料作为参考状态，使我们能够确定关键的几何性质，并定量表征如何非平衡合奏制备的热淬火在不同的速率$\dot{T}$不同于他们的平衡对应。平衡动力学的研究表明非平凡的温度依赖性：非指数松弛表明玻璃态动力学和不同的稳定性与不同结构的简并集群。我们的研究结果应该是有用的扩展最近的实验研究的小胶体团簇，检查在固定的$T$和各种非平衡现象的平衡弛豫动力学。
2015-01-28 cond-mat.soft
