Correlated rigidity percolation and colloidal gels
刚性逾渗（RP）发生时，机械稳定性出现在无序网络中的约束或组件添加。在这里，我们讨论RP与结构相关性，在经典理论中忽略的影响，虽然相关的许多液体到无定形固体的转变，如胶体凝胶化，这是由于有吸引力的相互作用和聚集。使用晶格模型，我们表明，结构的相关性移动RP到较低的体积分数。通过分子动力学模拟，我们表明，在胶体凝胶化的吸引力增加结构相关性，从而降低RP过渡，同意与实验。因此，胶体凝胶化可以理解为RP转变，但发生在体积分数远低于经典RP预测的值，由于有吸引力的相互作用，诱导结构相关性。
2018-07-23 cond-mat.soft
From Double Colloidal Networks to Core-Shell and Mixed Composites through Sequential Gelation
Northeastern University（东北大学）
研究通过模拟双组分胶体系统的顺序凝胶过程，展示通过时间控制和物种间相互作用可构建不同网络结构，包括双网络、混合及核心-壳层复合材料。
2026-03-30 cond-mat.soft physics.app-ph
Effects of strongly selective additives on volume phase transition in gels
基于三组分Flory-Reynner理论，研究了凝胶在混合溶剂中的体积相变。当少数溶剂组分对聚合物网络的选择性强时，凝胶倾向于随着添加剂浓度的增加而收缩，无论其是好的还是差的。这一现象的产生是由于凝胶内外添加剂浓度的差异造成的。我们还发现，通过加入强选择性溶质，可以控制转变点处的凝胶体积间隙。例如，通过溶解强不良添加剂，可以消除不连续的体积相变。此外，我们观察到另一个体积相变发生远离原来的转变点。这些行为可以很好地解释了一个简化的理论忽略了非线性的添加剂浓度。
2012-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-Induced Structural Convergence but Formation-History-Dependent Yielding in Sequentially Gelled Binary Colloidal Networks
Northeastern University（东北大学）
通过粒子模拟研究顺序凝胶化二元胶体网络，发现稳态剪切驱动不同初始形态趋同，但屈服行为仍依赖于凝胶化延迟时间和种间吸引力强度，表明存在持久的流变记忆。
2026-06-04 cond-mat.soft
First order isotropic - smectic-A transition in liquid crystal-aerosil gels
使用高分辨率同步辐射X-射线衍射研究了由二氧化硅纳米颗粒（aerosils）的凝胶扰动时，各向同性到近晶-A过渡的短程有序。凝胶已创建\textit{in situ}在癸基氰基联苯（10 CB），它具有强烈的一阶各向同性近晶-A的转变。通过对近晶结构因子的温度和凝胶密度依赖性的详细分析来确定这些影响。在以前的研究中，在各种各样的热致液晶中，气溶胶凝胶似乎随机地钉扎了近晶密度调制的相位。对于各向同性到近晶-A的转变，相同的凝胶扰动产生不同的结果。近晶相关长度随随机场方差的增加而减小得更慢，这与随机钉扎场在从均匀相直接过渡到具有一维平移阶的相时的效果具有良好的定量一致性。因此，我们比较了随机场对\textit{freezing}过渡的影响，并没有干预取向有序相。
2003-11-27 cond-mat.soft
Instabilities and Oscillations in Isotropic Active Gels
我们提出了一个通用配方的连续弹性的各向同性交联活性凝胶。凝胶由一个两组分模型组成的弹性网络耦合到渗透流体。活性由活性交联剂诱导，所述活性交联剂经历ATP活化循环并将力传递到网络。的开/关动力学的活性交联剂通过速率方程描述为未绑定和绑定电机。对于大的活动电机产生收缩不稳定的网络。在较小的活动值下，开/关电机动力学在网络上提供有效的惯性阻力，其对抗弹性回复力，导致自发振荡。我们的工作提供了一个连续的配方，统一了早期的肌肉肌节中的振荡微观模型和一个通用的框架，用于描述各向同性活性固体的大尺度特性。
2010-10-04 cond-mat.soft
Topological Data Analysis for Particulate Gels
本文结合分子模拟与拓扑数据分析，利用欧拉示性数和主成分分析表征软凝胶多尺度结构，研究制备条件与振荡剪切下结构变形及其与力学现象的关系。
2024-04-03 cond-mat.soft
Gelation as condensation frustrated by hydrodynamics and mechanical isostaticity
胶体凝胶具有独特的机械和运输性能，这源于其双连续性，其中胶体网络与粘性溶剂交织在一起，并且在食品、化妆品、建筑材料和医疗应用（例如软骨替代品）中发现了许多应用。到目前为止，我们对胶体凝胶化过程的理解仅限于长时间的动力学效应，其中凝胶化被视为被玻璃化转变中断的相分离过程。然而，这幅图忽略了两个重要的影响：流体动力相互作用的影响，以及机械稳定性的出现。与共聚焦显微镜实验，在这里，我们成功地遵循凝胶化的整个过程与单颗粒分辨率，产生时间分辨的措施，从一开始的聚集过程的内应力和粘弹性。首先，我们证明了液体组分的不可压缩性质限制了相分离的初始阶段，有助于形成一个可压缩的网络。然后，我们表明，这个网络是不机械稳定的，并经历由自生内应力驱动的重排。最后，我们表明，机械亚稳性仅在局部均衡环境渗流后才达到，证明均衡性是凝胶稳定性和承载能力的必要条件，而不是玻璃化转变。我们的工作揭示了除了传统的纯粹的平衡热力学图片的凝胶动量守恒的关键作用。
2018-04-12 cond-mat.soft
Inhomogeneous steady shear dynamics of a three-body colloidal gel former
本研究利用自适应布朗动力学模拟探究了三体胶体凝胶在非均匀剪切力下的稳态流动，发现其非平衡响应由粘性和结构性超绝热力驱动，并证明幂泛函理论能准确重现粘性力分布。
2023-01-16 cond-mat.soft
Phase separation and near-critical fluctuations in two-component lipid membranes: Monte Carlo simulations on experimentally relevant scales
通过基于格子的蒙特卡罗模拟，我们使用DMPC/DSPC脂质混合物作为模型系统，在微米量级的实验相关空间尺度和秒级的时间间隔上研究了双组分脂膜的性质。我们的大规模模拟，使我们能够获得重要的结果，以前没有报道在模拟研究的脂膜。我们发现，在一定范围内的脂质组合物，从流体相到流体-凝胶相共存的相变通过近临界波动进行，而对于其他脂质组合物，这种相变具有准突变的字符。在近临界波动的存在下，观察到脂质分子的瞬态亚扩散。这些功能的系统是稳定的，在我们的模拟中使用的脂质相互作用参数的扰动。线张力表征脂质域中的流体-凝胶共存区域被发现是在pN范围内。当接近临界点时，线张力、流体-凝胶空间涨落的反相关长度以及相应的膜的反序参量磁化率消失。所有这些结果与最近的实验结果模型脂膜。我们的域粗化动力学的分析后，突然淬火的膜的流体-凝胶共存区域揭示了脂质的横向扩散在流体-凝胶相分离过程中起着重要的作用。
2011-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mathematical Characterization of Thermo-reversible Phase Transitions of Agarose Gels
利用紫外可见光谱技术研究了高、低熔点琼脂糖凝胶的热相变温度。在加热（凝胶-溶胶）和冷却（溶胶-凝胶）过程中监测来自具有不同琼脂糖浓度的凝胶样品的透射光强度。观察到转变温度Tm（定义为从UV-vis技术获得的S形转变路径的一阶导数的最大值的位置）随着琼脂糖类型和浓度略微增加。在此，我们表示琼脂-水系统的相变，作为可逆的物理凝胶的代表，在一个修改的易感-感染-易感的流行病模型，其解决方案是众所周知的5点S形曲线。凝胶点是很难确定实验和各种计算技术用于其表征。在前人工作的基础上，根据S型转变曲线的水平位移，确定了溶胶-凝胶和凝胶-溶胶转变的凝胶点T0。对于凝胶-溶胶转变（加热），T0大于Tm，即时间较晚，并且T0和Tm之间的差异随着琼脂糖含量的增加而减小。对于溶胶-凝胶转变（冷却），T0再次大于Tm，但对于所有琼脂糖含量，T0在时间上更早，并且随着琼脂糖含量的增加，T0在时间上向前移动并更接近Tm。
2017-03-31 cond-mat.soft
Two-step aging dynamics in enzymatic milk gels
本研究通过时间分辨力学光谱揭示酶诱导牛奶凝胶老化分两步：先快速粗化后停滞，再经接触驱动机制老化，对乳制品及软胶体研究有重要意义。
2024-03-15 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
Micro-mechanical insights into the stress transmission in strongly aggregating colloidal gel
本研究通过数值模拟揭示了强聚集胶体凝胶中应力传递的微观机制，发现压缩与拉伸法向力渗流网络及其普适分布，并提出与内部状态参数关联的本构关系，模型预测与模拟高度一致。
2022-11-18 cond-mat.soft
High-speed photoelastic tomography for axisymmetric stress fields in a soft material: temporal evolution of all stress components
提出结合高速偏振相机的光弹性层析成像方法，重建软材料静态与动态 Hertz 接触中的全部轴对称应力分量，并通过理论解和冲击力标度律验证其准确性。
2023-11-15 cond-mat.soft physics.optics
Nonequilibrium molecular dynamics of complex fluids near the gel point
我们进行了非平衡分子动力学模拟剪切流动条件下的交联粒子系统。随着交联$p$分数的增加，体系接近凝胶点，在该凝胶点剪切粘度$η$和第一和第二法向应力系数$Ψ_1$和$Ψ_2$发散。所有三个量似乎都以幂律形式发散：$η\sim ε^{-s}$、$Ψ_{1,2}\simε^{-λ}$，其中$ε=p_c-p$、$s\approx 0.7$和$λ\approx 3.15$在三维中，而$s\approx 2.0$和$λ\approx 6.0$在二维中。
2005-06-06 cond-mat.soft
Time dependence in large amplitude oscillatory shear: a rheo-ultrasonic study of fatigue dynamics in a colloidal gel
我们报告的屈服应力材料，即有吸引力的炭黑颗粒制成的胶体凝胶，提交大振幅振荡剪切应力（LAOStress）的响应。在远低于其表观屈服应力的恒定应力幅下，凝胶显示疲劳并逐渐从弹性固体转变为粘性流体。应变响应、傅立叶光谱和李萨如图的时间分辨分析允许定义与凝胶的屈服和流化相关的两个不同的时间尺度$τ_w<τ_f$。流变学与超声成像的耦合进一步导致LAO应力响应的局部图像，其中凝胶首先在$τ_w$的壁处失效，然后经历涉及固体-流体共存的缓慢非均相流化，直到整个样品在$τ_f$为流体。在梯度和涡度方向上观察到空间不均匀性，并建议由周围的流化悬浮液侵蚀成宏观域的最初solidlike凝胶的碎片。
2014-01-14 cond-mat.soft
Filled Colloidal Gel Rheology: Strengthening, Stiffening, and Tunability
本研究通过实验与模拟揭示了固体填充物对胶体凝胶流变特性的影响机制，发现填充单调增强屈服应力但弹性模量先增后降，并提出“填充物移除方案”实现对凝胶强度与脆性的单独调控。
2024-04-28 cond-mat.soft
Crystallization-Arrested Viscoelastic Phase Separation in Semiconducting Polymer Gels
通过流变学表征和温度可变成像方法的组合，在半导体聚合物的稀溶液中实现互连的，具有分级孔隙度的结晶网络的一种新的凝胶化途径被报道。在快速冷却时，区域规整的聚（3-己基噻吩）（RR-P3 HT）在邻二氯苯中的溶液形成热可逆凝胶。温度可变的共聚焦显微镜显示冷却诱导的结构重排进展，通过粘弹性相分离。由于链内结晶，在RR-P3 HT基质内形成微米级富溶剂“孔”期间，相分离过程过早停止。RR P3 HT凝胶的基于低温的扫描电子显微镜显示存在表现出纳米尺寸的孔的纤维间网络。值得注意的是，当将第三组分，小分子苯基C61丁酸甲酯（PCBM）或非结晶区域无规（Rra）-P3 HT加入到溶液中时，这些网络形成相等的凝胶强度。其中活性层从相分离的溶液沉积的有机太阳能电池显示出比参比电池高45%的效率。
2018-11-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Sudden collapse of a colloidal gel
由弱吸引力胶体颗粒形成的亚稳凝胶在其自身重量作用下表现出独特的两阶段时间依赖性沉降行为。最初，一个空间跨越网络形成的特征时间，我们定义为滞后时间$\taud$，抵制压缩。这种类似固体的行为只持续有限的时间。年龄$\tw$大于$\taud$的凝胶屈服并突然塌陷。我们使用共聚焦显微镜，流变学和延时视频成像的组合，调查突然崩溃的过程和它的微观起源在一个折射率匹配的乳液聚合物系统。我们发现，高度$h$的凝胶在早期阶段的崩溃是很好地描述了令人惊讶的简单的表达式，$h(\ts) = \h0 - A \ts^{3/2}$，与$\h0$的初始高度和$\ts = \tw-\taud$的时间计算从瞬间的凝胶第一次产量。我们提出，这种意想不到的结果出现，因为胶体网络逐步建立内部应力的结果，局部重排事件，最终导致崩溃的热平衡重新建立。
2012-01-24 cond-mat.soft
Cell Model Approaches for Predicting the Swelling and Mechanical Properties of Polyelectrolyte Gels
我们提出了两个连续的平均场近似描述的机械性能和溶胀平衡的盐溶液接触的凝胶。第一平均场近似减少了多链问题的凝胶相应的单链问题。第二平均场步骤整合出柔性链和离子的自由度。它取代了粒子为基础的描述与适当的电荷分布和一个有效的弹性项的电荷。这些简化导致在计算上非常有效的泊松-玻尔兹曼细胞凝胶描述。尽管它们的简单性，单链细胞凝胶模型表现出良好的和PB模型非常好的协议与明确的分子动力学模拟的参考周期性单分散网络模型的不同链长，聚合物电荷分数，和外部水库盐浓度。我们的模型的Katchalsky模型的比较表明，我们的方法是优越的强电荷链，也可以更准确地预测体积模量。我们进一步讨论了链长多分散性的影响，调查溶剂介电常数的变化，并证明了我们的方法的鲁棒性参数变化来自几个建模假设。
2019-11-06 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
Multiple yielding processes in a colloidal gel under large amplitude oscillatory stress
疲劳是指由反复施加的载荷引起的材料特性的变化。它已被广泛研究，例如，在建筑材料方面，所做的工作要多得多，但在软材料方面做的工作要少得多。在这里，我们表征的疲劳动力学的胶体凝胶。疲劳是由大振幅振荡应力（LAOStress）引起的，通过高频超声成像测量凝胶的局部位移。我们表明，疲劳最终导致破裂和流化。我们的证据与这些动力学的四个连续的步骤：（i）凝胶首先保持固体，（ii）它然后对着墙壁滑动，（iii）大部分的样品变得不均匀，并显示固体-流体共存，和（iv）它最终完全流化。可以相对于应力振荡幅度$σ_0$均匀地缩放每个步骤的持续时间。这些数据是兼容的指数和幂律缩放与$σ_0$，这暗示了两种可能的解释，在延迟屈服的激活过程或Basquin定律。令人惊讶的是，我们发现，当我们改变振荡频率和/或凝胶浓度的模型参数表现非单调。
2015-08-24 cond-mat.soft
One-dimensional cluster growth and branching gels in colloidal systems with short-range depletion attraction and screened electrostatic repulsion
我们报告了一个简单的模型，带电胶体颗粒悬浮液与小的非吸附性聚合物广泛的数值模拟。所选择的有效的单组分相互作用势是由一个短程吸引的Yukawa排斥尾补充部分。我们专注于屏蔽长度与颗粒半径相当的情况。在这些条件下，在低温下，颗粒局部聚集成准一维聚集体，其通过支化机制形成宏观膨胀凝胶结构。我们讨论了凝胶的形成，并将其与较长的屏蔽长度的情况下，以前的研究表明，逮捕是由一个汤川玻璃的球形集群的方法驱动。我们比较了我们的结果与最近的实验工作带电胶体悬浮液[A。I. Campbell { \it等} cond-mat/0412108，物理修订版Lett.出版中]。
2005-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Determining equilibrium osmolarity in Poly(ethylene glycol) / Chondrotin sulfate gels mimicking articular cartilage
我们提出了一个实验指导的，多相，多物种的凝胶模型，使定量预测的电化学特性的关节软骨。混合物理论由两种不同类型的聚合物组成：聚乙二醇（PEG）、硫酸软骨素（ChS）、水（作为溶剂）和几种不同的离子：H $^+$、Na $^+$、Cl $^-$。聚合物链具有使用Doi橡胶弹性理论建模的共价交联。聚合物的体积分数和净渗透压（在整个凝胶的溶质浓度的差异）的数值研究表明，离子浴浓度，pH值，聚合物质量的溶剂和每个单体的平均电荷之间的相互作用;管理的平衡溶胀/去溶胀状态的凝胶。我们的结论是，由于每个单体的平均电荷较高（或较高百分比的充电的ChS组分的聚合物），在浴中的低溶质浓度，高pH值或低交联分数的辅助溶胀。然而，溶胀-去溶胀转变可以是连续的或不连续的，这取决于各种竞争力的相对影响。
2013-08-20 cond-mat.soft q-bio.TO
Effects of linker flexibility on phase behavior and structure of linked colloidal gels
胶体双凝胶可以使用双官能“连接剂”分子来组装，以介导纳米晶体之间的键合。凝胶化的条件和凝胶的结构在宏观上由连接剂浓度控制，在微观上由连接剂的分子特性控制。在这里，我们证明使用一个玩具模型的胶体连接器的混合物，连接器的灵活性起着关键作用，在确定相行为和结构的混合物。我们固定连接器的长度，并系统地改变其弯曲刚度，以跨越柔性，半柔性和刚性制度。在固定的连接体浓度，灵活的连接体和刚性连接体的混合物相分离，在低胶体体积分数与一阶热力学微扰理论的预测一致，但半灵活的连接体的混合物不。我们关联和属性，这种定性不同的行为，以不希望的“环”连接基序，预测是更普遍的接头与端到端的距离相称的胶体上的化学键合位点的位置。连接体的灵活性也会影响连接的胶体之间的间距，建议策略来设计凝胶所需的相行为，结构，并通过扩展，结构依赖性的性能。
2020-11-25 cond-mat.soft
Theory of Sol-Gel Transition in Thermoreversible Gels with due Regard for Fundamental Role of Mesoscopic Cyclization Effects. I. Thermodynamic and Structural Characteristics of Gel Phase
溶胶-凝胶转变（SGT），热可逆键合颗粒（凝胶分数）的无限簇（IC）出现对一组有限簇（溶胶分数）的背景下，首先定量考虑与适当考虑大而复杂的（介观）周期不可避免地存在于IC。为此，我们提出了一种新的方法的基础上的概念的单体身份打破和密度泛函描述。我们严格推导，通过适当选择的凝胶级分的基本结构单元，所有的陈述通常应该只是弗洛里（Stockmayer）假设。IC结构的进一步分析揭示了一些新的IC结构单元（那些参与介观循环）中忽略了Flory和Stockmayer的方法，并描述了一个新的序参量特性的凝胶相。结果发现，SGT从几何现象转变为真正的一阶相变，随后总是相分离成溶胶相和凝胶相。自由能，总转化率，凝胶分数和悬挂单体的体积分数以及其他结构量的计算作为一个减少的单体密度的函数，并分析所有现有的模型。弗洛里的方法被认为是优于Stockmayer-Tanaka的一个，并令人满意地描述了一些密集的弱凝胶性能，但失败（甚至定性）在相当广泛的附近的SGT。
2001-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging of colloidal gels in microgravity
本研究利用国际空间站的微重力环境观察胶体凝胶老化，发现粒子动力学减缓、凝胶束变粗及小粒子并入结构，且结构变化与粒子运动的幂律衰减相关，揭示了无重力坍塌下的凝胶老化机制。
2025-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Computer Simulation of Gel Formation in Colloidal Systems of Sticky Rods
本研究开发了用于模拟黏性圆柱体胶体凝胶形成的计算框架，通过拓扑数据分析方法分析了凝胶结构，并与实验数据进行比较，展示了方法的潜力。
2025-11-21 cond-mat.soft physics.comp-ph
Two Modes of Cluster Dynamics Govern the Viscoelasticity of Colloidal Gels
在低颗粒体积分数下，由强吸引颗粒形成的胶体凝胶由均匀尺寸的团簇的空间跨越网络组成。我们研究的热波动的集群使用微分动力学显微镜分解成两种模式的动力学，并通过流变学将它们与宏观粘弹性。第一种模式，在早期占主导地位，代表了局部的，个别集群的弹性波动。第二种模式，在晚些时候宣布，反映了集体，粘弹性动力学促进集群的连接。通过以不同比例混合两种不同吸引力强度的颗粒，我们控制集体模式开始占主导地位的过渡时间，从而调整二元凝胶的线性粘弹性模量的频率依赖性。
2021-03-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mechanical response of a thick poroelastic gel in contactless colloidal-probe rheology
当刚性物体接近粘性流体中的软材料时，在润滑接触区域中产生流体动力应力，并使软材料变形。弹性形变又改变了流动，因此产生了软润滑耦合。此外，软弹性体和凝胶通常是多孔的。这些材料可以填充有溶剂或未交联的聚合物链，并且可能对周围的流体是可渗透的，这进一步使描述复杂化。在这里，我们推导出一个半无限的和可渗透的多孔弹性基板的点力响应。然后，我们使用这个基本的解决方案，以解决特定的多孔弹性润滑耦合与非接触式胶体探针方法。特别是，我们推导出保守和耗散组件的力与振荡的垂直运动的一个球体接近多孔弹性基板。我们的研究结果可能是相关的动态表面力装置和非接触式胶体探针原子力显微镜实验软，活的和/或脆弱的材料，如溶胀的水凝胶和生物膜。
2022-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
The nature of the glass and gel transitions in sticky spheres
玻璃和凝胶是物质的两种动态停滞的无序状态。尽管它们很重要，但它们的相似性和差异性仍然难以捉摸，特别是在高密度下。我们确定的动力学和结构的签名，区分凝胶和玻璃化转变的胶体模型系统的硬和“粘”球。通过越过气-液相分离线诱导GH 3，由此产生的富胶体相的快速致密化导致动力学和局部结构的急剧变化。因此，我们发现，凝胶化是一级的，可以发生在比以前认为的高得多的密度：远离低密度网络，凝胶有一个明确的“热力学”的定义，但导致一个非平衡态与快速淬火玻璃的独特的局部结构特征。相反，接近玻璃化转变时，动力学持续减慢，并伴随着局部五重对称结构的出现。我们的研究结果提供了一个一般的热力学，动力学和结构的基础上，以区分凝胶化玻璃化。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversible Formation of Thermoresponsive Binary Particle Gels with Tunable Structural and Mechanical Properties
我们研究了悬浮的温敏微凝胶的集体行为，该微凝胶在加热时排出溶剂并随后减小尺寸。使用不同的温敏微凝胶的二元混合物，我们展示了如何明显不同的凝胶结构的形式，这取决于所使用的加热曲线。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）成像显示，缓慢加热斜坡产生核-壳网络通过顺序凝胶化，而快速加热斜坡产生随机二元网络通过均质凝胶化。在这里，二次粒子被示出聚集在一个单层的方式上的第一凝胶，这可以通过布朗动力学模拟使用的模型的基础上的温度依赖性的相互作用势结合空间排斥和范德华吸引力定性地再现。通过振荡流变学，它表明，二次微凝胶沉积增强了先前形成的单一物种凝胶的结构完整性，和最终的结构表现出更高的弹性模量和损耗模量比其组成相同的同质凝胶对应。此外，我们表明，在二次微凝胶沉积之前的支架中的老化过程控制了bigel的最终结构特性，这允许对这些特性进行详细的控制。因此，我们的研究结果表明，温度分布可以用来精细地控制这些高度可调材料的结构和机械性能。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic Description of Thermodynamics of Lipid Membrane at Liquid-Gel Phase Transition
脂质膜的微观模型的构建，提供了一阶液体-凝胶相变的物理机制的分析易处理的描述。我们证明了液-胶相变是三种主要相互作用的协同效应：脂间范德华吸引力，空间排斥力和疏水张力。该模型明确表明，温度依赖性的脂质间的空间排斥开关系统从液体到凝胶相时，温度降低。这种转换表现在随着温度降低，脂质的侧向可压缩性增加，使得具有较小面积的相在转变温度以下更优选。该模型给出了定性正确的图片突变的转变温度下的面积每脂质，膜厚度和体积每烃基的脂质链。计算的相变温度对脂链长度的依赖性与实验数据定量一致。脂质分子之间的空间排斥被证明是唯一的驱动程序的相变，范德华吸引力和疏水张力是弱的温度依赖性。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Hydrodynamic Stability Criterion for Colloidal Gelation under Gravity
本文通过布朗动力学与格子玻尔兹曼模拟，研究重力对胶体凝胶形成过程的影响，提出基于新生团簇加速沉降的稳定性判据，并分析了临界体积分数以上凝胶网络力学主导的沉降行为及最终沉积物状态。
2023-03-24 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Osmotic Pressure and Swelling Behavior of Ionic Microcapsules
该研究针对离子微胶囊的平衡溶胀行为，结合理论推导与模拟计算渗透压分量，揭示低浓度下浓度驱动去溶胀的反离子重分布机制，为智能响应胶体颗粒设计提供指导。
2023-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal gelation, percolation and structural arrest
利用分子动力学方法，研究了一个基于吸引力和排斥力竞争的胶体悬浮模型系统。在低温下，弛豫时间$τ$首先作为体积分数$ϕ$的函数以幂律增加，然后，由于键合结构的有限寿命，其偏离该临界行为。我们发现，在低温和低体积分数的胶体凝胶化是至关重要的跨越长寿命集群的形成有关。除了同意在不同的胶体系统中的实验结果，我们的研究结果揭示了新的长寿命键的形成和拥挤的胶体结构逮捕的颗粒所发挥的不同作用。
2005-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Overcooked agar solutions: impact on the structural and mechanical properties of agar gels
热可逆水凝胶通常通过冷却至环境温度来制备，首先使聚合物水溶液沸腾。聚合物溶液在这种高温下的温育时间通常保持在最小值，以使其对随后的凝胶化的影响最小化。在这里，我们研究了在$T=80^{\circ}$ C（远高于胶凝温度）下长期加热1.5% w/w琼脂溶液的效果。多糖溶液的孵育时间$\mathcal{T}$从几小时到五天不等。我们表明，琼脂溶液的年龄作为水解和多糖的分子内氧化的结果。因此，溶液的粘度和pH值在孵育期间持续下降。此外，将在不同孵育时间取出的样品冷却以形成凝胶，系统地测定其结构和机械性能。冷冻显微镜和X-射线衍射实验表明，琼脂凝胶形成的解决方案，增加孵育时间，显示一个粗糙的微观结构组成的微米级的箔，导致从缩合的多糖和对比与纤维状微观结构的凝胶制备从新鲜的琼脂溶液。随着结构变化，聚合物溶液在$T=80^{\circ}$ C下的孵育时间延长导致剪切弹性模量显著降低的较弱琼脂凝胶。此外，广泛的宏观压痕实验耦合到直接可视化表明，增加琼脂溶液的孵育时间长达几天，降低了凝胶的屈服应变，而破裂的情况下，不断从脆性转向韧性。我们的研究表明，琼脂溶液在高温下的孵育时间可以用来调整琼脂基凝胶的机械性能。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
