Flow boundary conditions for chain-end adsorbing polymer blends
使用苯酚封端的聚碳酸酯共混物作为一个例子，我们表明，流体动力学边界条件的吸附聚合物熔体的流动是非常敏感的外延层的结构。在剪切作用下，聚合物熔体的吸附部分（链端）沿表面电势的等势线移动，而吸附的添加剂作为表面缺陷。响应于吸附的添加剂的数量的增加，表面层变得更薄并且固化。这导致从滑移到熔体流动的无滑移边界条件的逐渐过渡，滑移长度对吸附端的表面浓度具有非单调依赖性。
2005-07-18 cond-mat.soft
Macromolecular theory of solvation and structure in mixtures of colloids and polymers
胶体球和非吸附性聚合物链的混合物的结构和热力学性质的研究在一个新的通用的两组分大分子液体状态的方法适用于所有的尺寸不对称比。稀释极限，当一个组件是在无限稀释，但其他集中，提出和比较场论和模型，取代聚合物线圈与球体。而推导出的分析结果比较好，定性和定量，与平均场标度律在可用的情况下，从"有效球“的方法的重要差异被发现为大的聚合物尺寸或半稀释浓度。
2001-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polydispersity Effects in Colloid-Polymer Mixtures
我们研究相分离和瞬态凝胶化的混合物组成的多分散胶体和非吸附聚合物，其中的聚合物的平均尺寸的胶体的比例约为0.063。与先前报道的具有较低胶体多分散性的混合物不同，聚合物的加入不会扩大流体-固体共存区域。相反，我们发现了一个区域的流体-固体共存，具有近似恒定的宽度，但一个意想不到的凹入形状。我们检测到的亚稳态的气液双节点，这引起了两步结晶动力学，可以合理化的分馏效果的存在下。最后，我们发现，分离成多个共存的固相在高胶体体积分数预测平衡统计力学动力学抑制系统达到动态逮捕之前。
2011-06-22 cond-mat.soft
Structure and thermodynamics of colloid-polymer mixtures: a macromolecular approach
在一个双组分，Ornstein-Zernicke为基础的液体状态的方法研究了添加非吸附性聚合物的浓缩胶体悬浮液的结构的变化。考虑了聚合物的构象自由度，并在链段水平上强制排除体积。聚合物相关孔，耗尽层，和过量的化学势描述与聚合物物理理论的有效领域的模型治疗的大分子。已知的耗尽吸引效应在低颗粒密度下恢复，而在较高密度下出现新型多体效应，并在大型聚合物中占据主导地位。
2000-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformational Transitions of Non-Grafted Polymers Near an Adsorbing Substrate
我们已经进行了多正则链增长模拟的聚合物与吸附表面的相互作用。聚合物，这是没有明确地锚定在表面上，经历了一个层次的相变之间的构象结合和非结合的基板。我们讨论的温度溶解度平面的相图，并突出过渡“路径”通过自由能景观。
2005-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of contact-line pinning on the adsorption of nonspherical colloids at liquid interfaces
接触线钉扎效应在宏观系统中是众所周知的，但在胶体悬浮液中的微观尺度上才刚刚开始探索。我们使用数字全息捕捉快速三维动态的微米大小的椭球突破油水界面。我们发现，粒子的角度随高度近似线性变化，在从模拟的基础上最小化的界面能的结果。使用一个简单的模型的接触线的运动，我们表明，所观察到的平移和旋转自由度之间的耦合可能是由于接触线钉扎。我们的结论是，胶体颗粒吸附到液体界面的动力学不确定由最小化的界面能和粘性耗散单独的接触线钉扎决定的时间尺度和途径的平衡。
2017-08-10 cond-mat.soft
Coarse-grained depletion potentials for anisotropic colloids: application to lock-and-key systems
当胶体与诸如非吸附聚合物的消耗剂混合时，人们观察到胶体颗粒之间的吸引有效相互作用。如果这些粒子是各向异性的，这些有效的相互作用的分析是具有挑战性的。我们提出了一种推断近似（粗粒度）有效的相互作用势等各向异性粒子之间的方法。使用的例子缩进（锁和钥匙）胶体，我们展示了如何数值解可以用来整合出（硬球）耗尽剂，导致耗尽电位，准确地表征有效的相互作用。该方法的准确性是基于匹配的贡献的第二维里系数的胶体。我们的方法的最简单的版本产生一个分段常数有效的潜力，我们还展示了如何将此计划可以推广到其他功能的形式，在适当的情况下。
2016-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Composition inversion in mixtures of binary colloids and polymer
理解混合物的相行为仍然是一个挑战，即使是对于可能被认为是“简单”的系统。在这里，我们考虑一个非常简单的混合物的两个胶体和一个非吸附性的聚合物物种，它可以被简化，甚至进一步的大小不对称的二元混合物，其中有效的胶体-胶体相互作用取决于聚合物的浓度。我们表明，这个基本系统具有令人惊讶的丰富的相行为。特别是，我们询问这样的系统是否仅具有液-汽相分离（如在单组分胶体-聚合物混合物中），或者另外是否可以发生两个胶体相的液-液分层。粒子分辨实验显示出类似分层的行为，但当与定制的蒙特卡罗模拟相结合时，这被证明是虚幻的，我们发现只有一个单一的液体-蒸汽过渡发生。随着聚合物浓度的增加，小颗粒向液相的逐渐迁移引起组成反转-液相中大颗粒浓度的最大值。临界附近的密度波动被发现是由较大的胶体为主。
2018-01-23 cond-mat.soft
Equation of State of Colloidal Membranes
在非吸附性聚合物的存在下，单分散的棒状胶体组装成一个棒状长度的厚的液体状单层，称为胶体膜。胶体膜内的棒的密度由包封聚合物悬浮液施加的渗透压与胶体棒之间的排斥力之间的平衡决定。我们开发了一种微流控装置，用于连续观察隔离膜，同时动态控制聚合物悬浮液的渗透压。使用这种技术，我们测量了膜棒密度在一个范围内的渗透压比更宽的是什么是平衡样品中可访问的。随着密度的增加，我们观察到一个一级相变，其中的平面膜顺序从二维流体转化为二维固体。在低渗透压的限制下，我们测量了单个杆从膜上蒸发的速率。所开发的微流控技术可广泛适用于各种软材料的原位研究，以及它们的性质如何取决于溶剂的组成。
2019-05-30 cond-mat.soft
Interaction between like-charged polyelectrolyte-colloid complexes in electrolyte solutions: a Monte Carlo simulation study in the Debye-Hückel approximation
我们通过蒙特卡罗模拟研究了不同电荷的聚电解质-胶体复合物在电解质溶液中的有效相互作用。当短而灵活的双链吸附到分散在电解质溶液中的带相反电荷的胶体球上时，形成这些复合物。在我们的模拟中，与静电能相比，相邻单体之间的弯曲能很小，并且链一旦被吸附，就不与溶液交换，尽管它们在颗粒表面上重新排列以容纳进一步吸附的链或由于与相邻复合物的静电相互作用。相当出乎意料的是，当两个相互作用的粒子彼此接近时，表面电荷分布的重新排列总是产生反平行的偶极双峰，在等电点处反转它们的取向。这些发现清楚地排除了偶极-偶极相互作用对所观察到的复合物之间的吸引力相互作用的贡献，指出这种悬浮液不能被认为是偶极流体。在改变电解质的离子强度时，我们发现，为了观察由于电荷在其表面上的不均匀分布而引起的类似带电复合物之间的吸引力（“补丁吸引”），需要与胶体颗粒的尺寸相比短的屏蔽长度。另一方面，通过改变电荷/粒子的电荷比，在短的间隔，带电荷的聚电解质装饰（PD）粒子之间的相互作用，从纯粹的排斥性发展到强烈的吸引力。因此，复合物之间的有效相互作用的特征在于势垒，其高度取决于净电荷和其表面电荷分布的不均匀性。
2010-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
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
Polymer Detachment Kinetics from Adsorbing Surface: Theory, Simulation and Similarity to Infiltration into Porous Medium
采用拉伸（Pincus）斑点的概念，并通过Monte-Carlo（MC）和分子动力学（MD）模拟，从理论上研究了大分子从粘合剂表面的力辅助脱附动力学。我们表明，脱离的单体随时间的变化是由一个微分方程，这是相当于非线性多孔介质方程（PME），广泛采用的水文地质系统的运输建模。根据吸附的拉力和强度，可以区分三种动力学状态：（i）“喇叭”（弱吸附和小拉力），（ii）“茎-喇叭”（弱吸附和中等力），和（iii）“茎”（强吸附和大力）。有趣的是，在所有状态下，解吸的珠粒$M(t)$的数量和表面上方的第一单体（其经历拉力）$R(t)$的高度遵循通用的时间平方根定律。因此，分离的总时间$<τ_d>$与聚合物长度$N$成比例为$<τ_d> \propto N^2$。我们的主要理论结论进行了测试，发现与广泛的MC-和MD-模拟的数据一致。
2012-03-07 cond-mat.soft
Entropic forces stabilize diverse emergent structures in colloidal membranes
由非吸附性聚合物介导的耗尽相互作用促进排斥性胶体颗粒凝聚和组装成各种高阶结构和材料。具有特别丰富的涌现行为的一个例子是从丝状$\it{fd}$病毒和葡聚糖的悬浮液形成二维胶体膜，丝状$\it{fd}$病毒充当具有有效排斥相互作用的杆，葡聚糖充当凝聚的消耗诱导剂。胶体膜即使在组成病毒混合物缺乏宏观手性时也表现出手性扭曲，在改变组成棒的手性时从圆形形状改变为引人注目的海星形状，并且经由病毒通过$180^\circ$扭曲的域壁部分地聚结。我们制定了一个熵动机的理论，可以定量地解释这些实验结构和测量，无论是以前发表的和新执行的，在广泛的实验条件。我们的研究结果阐明了熵是如何单独驱动这些不同结构的形成和行为的，熵通过病毒表现为弗兰克弹性能，通过消耗剂表现为有效的表面张力。我们的推广原则提出了类似的影响，在分子膜的存在，并可以利用可重构胶体结构的设计。
2015-07-02 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
Equilibrium cluster formation and gelation
我们研究了弱电荷胶体颗粒和小的非吸附性聚合物悬浮液中平衡团簇的形成和生长。有效势的特征是短程吸引和长程排斥。使用三维粒子显微镜研究了团簇的尺寸、形状和局部结构。我们观察到一个快速增长的平均集群大小和平均数的最近邻居接近凝胶边界。
2005-06-22 cond-mat.soft
The Effect of Polyelectrolyte Adsorption on Inter-Colloidal Forces
从理论上研究了半稀溶液中带电表面间聚电解质的行为。连续平均场方法用于计算数值浓度分布之间的两个电极保持在一个恒定的电位。广义接触定理将表面间力与浓度分布联系起来。数值结果表明，通过吸附聚电解质对表面电荷的过度补偿，可以导致等电荷表面之间的有效吸引。简单的标度参数使我们能够定性地表征表面间相互作用作为带电单体的分数p和盐浓度c_b的函数。在低盐制度中，我们发现在短距离，其中的聚合物被耗尽的表面间的间隙，强吸引力的两个吸附层重叠时，在短距离的强烈排斥。这种吸引力的大小与p^{1/2}成比例，其主导长度与a/p^{1/2}成比例，其中a是单体的大小。在较大距离处，两个吸附表面经由弱静电排斥相互作用。对于高盐浓度下的强聚电解质，聚合物对短距离吸引力的贡献与p/c_b^{1/2}成比例，长度与kappa*a^2/p成比例，其中kappa^{-1}是Debye-Huckel屏蔽长度。对于弱聚电解质在高盐浓度的相互作用是排斥的所有表面分离和衰减长度等于kappa^{-1}指数衰减。不可逆吸附的影响进行了讨论，以及它表明，在这种情况下，可以得到的表面间的吸引力。
1998-03-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Mixtures of Charged Colloid and Neutral Polymer: Influence of Electrostatic Interactions on Demixing and Interfacial Tension
用自由体积理论研究了带电胶体和中性非吸附性聚合物二元混合物的平衡相行为。首先将带电硬球大离子和理想粗粒有效球聚合物的模型混合物映射到具有非加性直径的二元硬球混合物上，然后映射到有效Asakura-Oosawa模型上[S. Asakura和F. Oosawa，J.Chem.Phys.22，1255（1954）]。有效模型是由一个单一的无量纲参数定义的-聚合物直径的有效胶体直径的比率。对于高盐浓度比，自由能的自由体积近似用于计算流体相图，其描述分层成富胶体（液体）和贫胶体（蒸气）相。增加静电相互作用的范围使分层双结点向更高的聚合物浓度移动，从而稳定混合物。增强的稳定性是由于聚合物耗尽引起的静电排斥大离子之间的吸引力减弱。与密度泛函理论预测的比较表明，在液-气界面张力的相应增加。预测的相稳定性趋势与观察到的食品胶体中蛋白质-多糖混合物的行为一致。
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The locality of surface interactions on colloidal probes
在短距离的物体之间的卡西米尔和电磁相互作用强烈地受到最近接近点附近的局部几何形状的影响。在本文中，我们证明了常见的统计分析粗糙度的假设可能不成立的实验中使用微球作为相互作用的对象。广泛使用的胶体颗粒类型4310A和4320A的表面拓扑结构的广泛的实验和数值分析的基础上，我们表明，在当地的表面曲率的实际变化可能会引起较大的不确定性的实验数据与理论的比较。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Long-range-interactions induced ordered structures in deposition processes
我们提出了一个新的顺序吸附模型，其中吸附颗粒经历偶极相互作用。我们表明，在这些长程相互作用的存在下，在吸附层中的高度有序的结构可能会在低温下诱导。这种新的现象学表现为对关联函数和干扰极限的显着变化，相对于非相互作用粒子的情况。我们的研究可能是相关的理解磁性胶体颗粒在磁场的存在下的吸附。
1998-05-05 cond-mat.soft
Influence of an adsorbing polymer in the aging dynamics of Laponite clay suspensions
粘土-聚合物水分散体系由于其工业应用和独特的物理性质，近年来引起了人们极大的兴趣。已知裸锂皂石颗粒的水溶液在数小时至数月的时间内自发地从遍历状态老化至非遍历状态，这取决于锂皂石浓度。当将聚合物物质如聚环氧乙烷（PEO）添加到溶液中时，其在粘土颗粒表面上弱吸附，从而改变Laponite颗粒之间的有效相互作用势。一个动态光散射研究，在固定的聚合物分子量（Mw=200.000克/摩尔）的聚合物浓度变化，已进行，以了解聚合物的老化动力学的系统上的效果。所得结果表明，粘土颗粒之间的逮捕现象受阻，如果PEO的加入，因此老化动力学减缓与PEO浓度的增加。这一过程可能是由于粘土表面逐渐被聚合物覆盖，聚合物随着PEO浓度的增加而生长，并可能导致空间稳定。
2008-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Wall-Fluid and Liquid-Gas Interfaces of Model Colloid-Polymer Mixtures by Simulation and Theory
我们进行了一个模型悬浮液的硬球胶体直径$σ_c$和非吸附的理想聚合物线圈直径$σ_p$的界面性质的研究。对于与平面硬壁接触的混合物，我们从模拟中获得的壁-流体界面自由能，$γ_{wf}$，尺寸比$q=σ_p/σ_c=0.6$和1，使用热力学积分，并研究（过量）的胶体，$Γ_c$，和聚合物，$Γ_p$，在硬壁的吸附。自由液-气界面的界面张力$γ_{lg}$在模拟中通过三种不同途径获得：i）根据毛细波理论的预测，从研究界面宽度的系统尺寸依赖性，ii）从巨正则系综中共存时胶体密度的概率分布，以及iii）对于胶体液体完全润湿壁的状态点，从将$γ_{lg}$与壁-液体和壁-气体界面张力之差$γ_{wl}-γ_{wg}$关联的Young方程。此外，我们计算$γ_{wf}, Γ_c$，和$Γ_p$使用密度泛函理论和基于自由体积理论的标度粒子理论。模拟结果与密度泛函理论的结果吻合较好，而标度粒子理论的结果定量地偏离，但再现了一些基本特征。从三种不同的路线得到的$γ_{lg}$的模拟结果都是很好的协议。密度泛函理论预测的$γ_{lg}$具有良好的精度为高聚合物储层充填分数，但产生的模拟结果接近临界点的偏差。
2005-05-30 cond-mat.soft
Protein-Polymer Mixtures in the Colloid Limit: Aggregation, Sedimentation and Crystallization
虽然蛋白质被视为具有球对称相互作用的粒子，但实际情况要复杂得多。迈向更高复杂性的一个简单步骤是将蛋白质视为非球形颗粒，这就是我们在这里追求的方法。我们研究了增强型绿色荧光蛋白（eGFP）在加入非吸附性聚合物聚乙二醇（PEG）后的相行为。从小角度X射线散射，我们推断eGFP经历二聚化，并且我们将二聚体视为具有纵横比$L/D-1 = 1.05$的球形圆柱体。尽管复杂的性质的蛋白质，我们发现，相行为是类似的硬spherocylinders与理想的聚合物expletant，表现出聚集，并在一个小区域的相图，结晶。通过比较我们对聚集开始的测量与对硬胶体和理想聚合物的预测[S. V. Savenko和M. Dijkstra，J. Chem. Phys 124，234902（2006）和F. lo Verso等人，E73，061407（2006）]中，我们发现了良好的一致性，这表明eGFP蛋白与硬球柱和理想聚合物一致。
2021-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effects of polymer polydispersity on the phase behaviour of colloid-polymer mixtures
我们研究了单分散硬球胶体和多分散非吸附聚合物的混合物在其$θ$ -点的平衡行为，使用Asakura-Oosawa模型内处理的自由体积近似。我们的重点是实验相关的情况下，整个系统的聚合物链长度的分布是固定的。相图计算使用矩自由能方法，我们表明，平均聚合物的大小$ξ_{\rm c}$在气-液相分离第一次发生随着聚合物的多分散性$δ$。相应地，在固定的平均聚合物尺寸下，多分散性有利于气-液共存，但延迟了流体-固体分离的开始。另一方面，我们发现具有不同的$δ$，但相同的{ \em质量平均}聚合物链长的系统具有几乎多分散性无关的相图。我们的结论与以前的计算相比，半巨正则的情况下，其中施加的聚合物化学势，这预测流体-固体共存的气-液在某些地区的相图。我们的研究结果表明，这有点违反直觉的结果出现，因为在系统中的实际聚合物的尺寸分布被转移到较小的尺寸相对于聚合物储层分布。
2005-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Particle selection through topographic surface patterns in nematic colloids
我们建议使用的地形调制的表面选择和本地化的粒子在胶体中。通过考虑凸和凹变形的限制表面之一，我们表明，胶体平面排斥可能会增强或切换为吸引力。特别是，我们发现，当胶体颗粒具有相同的锚定条件的图案化的表面，它们被强烈吸引到凹窝，而如果它们表现出不同的锚定条件，它们被钉在凸突起的顶部。虽然主要由弹性相互作用的第一种机制是让人想起耗尽诱导的吸引力或键锁机制，而第二种是特定的液晶胶体。这些远程的，高度可调的，表面胶体相互作用的模板辅助组装的大型胶体晶体的发展，具有良好定义的对称性，所需的应用程序作出贡献。
2014-06-03 cond-mat.soft
Elastic Properties of Liquid Surfaces Coated with Colloidal Particles
提出了胶体粒子包覆液体表面弹性的物理机制。研究表明，颗粒之间的毛细作用可以忽略不计。当胶体层垂直于其表面变形时，该情况被处理。弹性作为界面效应而产生。表面的有效杨氏模量取决于界面张力、平衡接触角、胶体颗粒的半径及其表面密度。对于纳米尺度的颗粒，线张力变得至关重要，并对有效杨氏模量产生影响。
2015-03-10 cond-mat.soft
Bistable colloidal orientation in polar liquid near a charged wall
我们研究了带电平面附近极性溶剂（水）中不带电的球状胶体的平移和旋转。我们解决了非线性泊松-玻尔兹曼方程以外的胶体在两个维度的所有倾斜角$θ$相对于表面法线。胶体的大小被假定为与德拜长度相当，因此场梯度是必不可少的。麦克斯韦应力张量，包括离子的理想气体压力，在胶体的表面上积分，以给出胶体上的总力和扭矩。从力矩中我们计算出有效角势$U_{\rm eff}(θ)$。在大的胶体-表面距离或小的表面电位下，胶体倾向于在垂直于表面的方向（平行于场，$θ=0$）上排列的经典行为被恢复。我们发现了一个令人惊讶的过渡，从而在小间距或大电位的胶体排列平行于表面（$θ=90^\circ$）。此外，这种胶体取向在纵横比的有限值下被放大。这种转变可能对胶体悬浮液的流动或作为一种工具来切换这种悬浮液在表面附近的分层具有重要的影响。
2019-10-15 cond-mat.soft
Measurement theory of a density profile of colloid particles on a flat surface: Conversion of force acting on a colloidal probe into pressure on its surface element
最近，我们提出了一种方法，将两个大的胶体之间的力转化为表面元素上的压力（FPSE转换）在一个系统的胶体溶液。用它计算了大胶体周围小胶体的密度分布。以类似的方式，在这封信中，我们提出了一个转换理论的胶体探针原子力显微镜（胶体探针AFM），它转换的力作用在胶体探针到一个平面上的小胶体的密度分布。我们认为，如果测量条件合适，变换理论应用于液体原子力显微镜，获得液体结构是可能的。本文对我们导出的变换理论作了简要的说明。
2016-08-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Charge regulation of colloidal particles in aqueous solutions
研究了胶体粒子在电解质水溶液中的电荷调节。为了稳定胶体悬浮液，防止沉淀，胶体颗粒在其表面上合成有酸性或碱性基团。这些表面基团与水接触时发生质子转移反应，产生胶体表面电荷。电荷由溶液内部和胶体表面的水合氢离子之间的局部化学平衡条件决定。我们使用的Baxter粘性球模型明确计算的平衡解离常数，并构建一个理论，它是能够定量预测的有效电荷的胶体颗粒与酸性或碱性表面基团。理论预测的模型被发现是在良好的协议与蒙特卡罗模拟的结果。该理论进一步扩展到处理胶体颗粒的酸性和碱性表面基团的混合物。
2020-08-31 cond-mat.soft
An improved transform theory for estimation of number density distribution of colloidal particles on a surface: A method for colloidal-probe atomic force microscopy
在简短的信中，我们解释了胶体探针原子力显微镜（CP-AFM）的改进变换理论。CP-AFM可以测量胶体探针与胶体分散体中的壁表面之间的力曲线。变换理论可以从CP-AFM测得的力曲线估计壁面上胶体粒子的归一化数密度分布。相变理论是研究胶体颗粒在壁面上分层的重要理论，它关系到胶体晶体和玻璃的基础研究。
2017-12-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Colloidal Surfaces with Boundaries, Apex Boojums and Nested Elastic Self-Assembly of Nematic Colloids
胶体颗粒的自组装有望成为一种强大的复合材料制造技术，但仍然受到对随后结构的有限控制的挑战。我们开发了一种新的纳米胶体，它是具有边界的数学表面的物理类似物，与分子排列场相互作用，而不会在平坦时引起缺陷。然而，由薄的纳米箔制成，它们可以被成形以促使形成自补偿缺陷，该缺陷驱动由微球介导的预编程弹性相互作用。为了证明这一点，我们将纳米箔包裹在金字塔的所有三角形侧面上，除了它的正方形底部。随后的金字塔锥诱导点缺陷与分数刺猬电荷的相反的迹象，自发地对准相对于远场导演，以形成弹性偶极子和嵌套组件与可调间距。八面体形状的纳米箔相互作用就像弹性四极子。我们的发现可能会推动低对称性胶体相的实现。
2016-11-29 cond-mat.soft
Measurement theory of a density profile of small colloids around a large colloid: Conversion of force between two-large spheres into pressure on the surface element
我们提出了一个转换理论，用于计算一个大胶体周围的小胶体的密度分布，从两个大胶体之间的力曲线。其主要思想（计算过程）是将两大胶体之间的力曲线转化为大胶体表面元上的压力。这种转换不同于著名的Derjaguin近似。在转换中执行数值矩阵计算以更精确地计算它。然后，利用Amano提出的表面力仪变换理论，将表面元上的压力变换为大胶体周围小胶体的密度分布。在这封信中，转换的过程进行了说明，并显示了一个原型的转换结果。
2015-11-09 cond-mat.soft physics.chem-ph
Self-assembly of catalytically active colloidal molecules: Tailoring activity through surface chemistry
本文研究了催化活性胶体的非均相稀悬浮液作为离子体系的非平衡模拟物，它具有作用-反应对称性破缺的显著特征。发现对称涂覆的胶体结合起来形成自组装分子，这些分子可以是惰性的或具有净平移速度和自旋形式的自发活动，这取决于它们的对称性和它们的成分。活性的类型可以通过改变控制表面反应和泳动漂移的表面化学和环境变量来调整。
2014-01-15 cond-mat.soft
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
Coupling between bulk- and surface chemistry in suspensions of charged colloids
在原始模型中计算了实际无盐带电胶体球悬浮液的液相中的离子组成和离子对关联。我们得到的所有离子种类的数密度悬浮液中，包括低分子量的微离子，和胶体macroions与酸性表面基团，从一个自洽的解决方案耦合的物理化学的非线性代数方程组和非平均场液体积分方程。在这里，我们研究悬浮液的胶体球与磺酸盐或硅烷醇表面基团，悬浮在软化水是饱和的二氧化碳标准大气下。我们的理论方案所需的唯一输入是酸解离常数pKa和所有参与离子的有效球直径。我们的方法允许从头计算胶体裸和有效电荷，在高数值效率。
2014-03-12 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 forces in colloidal suspensions on chemically patterned surfaces
我们研究了胶体颗粒在化学图案化基底存在下浸入水和2，6-二甲基吡啶的二元液体混合物中的行为。接近混合物的临界点，颗粒受到临界Casimir相互作用，力分量垂直和平行于表面。由于这些相互作用的强度和符号可以通过表面性质和混合物温度的变化来调整，临界卡西米尔力允许形成高度有序的单层，但也扩展了胶体作为模型系统的使用。
2008-10-10 cond-mat.soft
Surface induced structures in nematic liquid crystal colloids
我们从理论上预测存在一类胶体结构的液晶（NLC）细胞，这是诱导的表面图案的细胞（如细胞与紫外线照射的聚酰亚胺表面使用微米大小的掩模）的板。这些体结构产生于约束表面处的指向矢畸变的非零边界条件。特别是，我们证明了四极球形粒子（如球boojums或土星环导演配置）形成一个正方形晶格内的平面NLC细胞，它有棋盘图案的两个板。
2014-05-30 cond-mat.soft
Nematic Colloidal Swarms Assembled and Transported on Photosensitive Surfaces
我们展示了一种新的方法来组装和运输成群的胶体颗粒相结合的液晶使能电泳和光敏表面图案化。胶体粒子通过施加交流电场而在液晶中被推进。粒子群被组装成旋转的研磨机集群，或者作为一个整体沿着预定义的路径移动，光印在化学功能化的基底上。该技术代表了基于流体的芯片实验室技术的替代方法，该技术引导微米级固体或液体夹杂物的大集合的运动。
2016-04-14 cond-mat.soft
Glasses in hard spheres with short-range attraction
我们报告了一个详细的实验研究的结构和动力学的玻璃态在硬球与短程吸引。该系统是一个悬浮液的近硬球胶体颗粒和非吸附性线性聚合物，诱导耗尽之间的吸引力的颗粒。结晶的观察揭示了一个重入的玻璃化转变。静态光散射表明，在增加吸引力的静态结构因子的连续变化。动态光散射的结果，其中包括11个数量级的时间，是一致的存在两种不同的玻璃，那些占主导地位的粒子间的排斥和笼，和那些占主导地位的吸引力。接近于模式耦合理论预测的这种系统的“A3点”的样品显示出非常慢的对数动力学。
2003-08-13 cond-mat.soft
Elastomeric Nematic Colloids, Colloidal Crystals and Microstructures with Complex Topology
通过调节颗粒形状、拓扑结构、手性和表面电荷，可以控制胶体和胶体晶体的物理行为。然而，通过改变颗粒形状和随后对外部刺激的响应来改变这种软物质系统的物理行为的能力仍然是难以捉摸的。我们利用双光子光聚合技术制备了一类弹性体胶体环形颗粒和各种微结构。纳米打印颗粒和周围介质内的向列有序导致加热时的各向异性响应和致动。通过热控制，弹性体微结构能够从一属表面拓扑改变为零属表面拓扑。使用这些颗粒作为积木，我们研究了弹性胶体晶体浸泡在一个液晶流体，表现出晶体对称变换。我们的发现可能会导致胶体晶体对各种各样的外部刺激做出反应，包括电场和光。预先设计的弹性胶体的响应，包括胶体表面拓扑结构和晶格对称性的变化，是感兴趣的基础研究和应用。
2021-01-10 cond-mat.soft
Surface Charge Relaxation Controls the Lifetime of Out-of-Equilibrium Colloidal Crystals
本文结合Poisson-Boltzmann元胞理论与Brownian dynamics模拟，揭示表面电荷调节和电荷重整化导致的密度依赖Yukawa相互作用可显著延长非平衡胶体晶体寿命，为实验中长寿命同号电荷晶体提供了解释。
2025-11-07 cond-mat.soft
Interactions between colloids induced by a soft cross-linked polymer substrate
使用视频显微镜成像，我们证明了存在一个短程的平衡吸引力之间扩散的交联聚合物凝胶的软表面上的重二氧化硅胶体。可以通过改变凝胶刚度或通过用聚合物层涂覆胶体来调节胶体间电势。在足够软的基板上，由聚合物基质引起的相互作用导致大规模的胶体聚集。我们将面内相互作用与胶体表面吸引相关联。
2011-06-20 cond-mat.soft
Active colloidal propulsion over a crystalline surface
我们从实验和理论两方面研究了二维晶体表面上化学自推进Janus胶体移动的动力学。表面是一个六角形的紧密堆积的单层胶体颗粒的大小相同的移动。自推进胶体的动力学反映了由于周期性表面而导致的受阻扩散与由于主动运动而导致的增强扩散之间的竞争。哪种贡献占主导地位取决于推进强度，而推进强度可以通过改变化学燃料的浓度来系统地调整。从实验中得到的均方位移表现出增强扩散在长滞后时间。我们的实验数据是一致的朗之万模型有效的二维平移运动的一个活跃的布朗粒子在一个周期性的潜力，结合重力和晶体表面的限制效果与自由旋转扩散的胶体。近似的分析预测的均方位移描述的交叉从自由布朗运动在短时间内积极扩散在长时间。结果是在半定量协议与数值结果的一个精致的Langevin模型，对待平移和旋转自由度在同一立足点。
2017-07-18 cond-mat.soft
Modulating hydrodynamic flow by modifying the active patch of a colloid
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）；Nvidia Graphics Pvt. Ltd（英伟达图形私人有限公司）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
本文提出了一种模拟模型，研究布朗运动胶体周围流体流动场，通过改变活性区域大小生成不同流场，从而将被动布朗胶体转化为主动布朗粒子，同时开发了混合边界条件以模拟表面活性驱动的流体流动。
2026-05-18 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
Designing corrugated surfaces to guide colloidal self-assembly
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；PSL University（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris-Cité（巴黎 Cité 大学）
本研究通过双光子聚合设计胶体的各向异性波纹表面，调控耗竭诱导的选择性相互作用，实现多种胶体聚集体的可控制备，为功能软材料制备提供通用框架。
2026-09-04 cond-mat.soft
Bypassing slip velocity: rotational and translational velocities of autophoretic colloids in terms of surface flux
具有薄相互作用层的自泳胶体的推进速度的标准方法使用应用于滑移速度的互易关系。但表面通量（化学、电、热等），这是驱动滑移的场的来源，通常更容易接近。我们展示了如何，在低雷诺数和遵守拉普拉斯方程在外部区域的字段的条件下，滑移速度可以绕过速度计算。在某种意义上，实际滑移速度和与磁通密度成比例的法向场对于这种计算是等效的。使用已知的结果旋转或平移的惰性粒子在静止的流体中引起的表面牵引，我们推导出简单而明确的积分公式的任意球形和细长体自泳胶体的平移和旋转速度。
2016-06-20 cond-mat.soft
Kinetically limited valence of colloidal particles with surface mobile DNA linkers
我们的特点与表面移动的DNA连接动力学限制价条件下的胶体粒子的自组装。为此，我们提出了一个计算机模拟模型，定量捕捉这些系统的主要动态过程之间的相互作用，并允许在实验中达到的长时间尺度的模拟。该模型通过与现有实验结果的直接比较进行验证，显示出整体良好的一致性，包括测量的平均有效价及其概率分布作为粒子表面上的DNA接头的密度的函数。最后，模拟结果被用来证明粒子密度和特征DNA杂交时间对有效价的相反影响。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Site-Specific Colloidal Crystal Nucleation by Template-enhanced Particle Transport
在薄膜生长过程中，单体表面迁移率是决定成核密度和岛形貌的最重要的参数。特别是在模板辅助的表面生长期间，低表面迁移率可以阻止单体到达目标位点，并且这导致成核控制的部分至完全丧失。虽然在原子系统中，可以容易地获得广泛的表面迁移率，但对于胶体，由于其大尺寸，该窗口相当窄，因此在扩展模板辅助生长技术以引导其自组装方面施加了严格的限制。在这里，我们通过设计具有空间变化的特征尺寸的模板来规避这种基本限制，在这种情况下，莫尔图案在短程耗尽吸引力的存在下呈现扩散胶体的表面能梯度。模板服务于双重目的，第一，通过增强它们的表面平均自由程和第二，指示生长微晶的大小和对称性，将颗粒引导到目标位置。使用光学显微镜，我们直接遵循这些表面上的胶体岛在单颗粒水平的成核和生长动力学。我们以高保真度展示了原子和分子理论、数值和实验研究中尚未达到的成核控制。我们的研究结果为制造由复杂胶体和纳米颗粒组成的非平凡表面结构铺平了道路。
2016-05-11 cond-mat.soft
Generic theory of colloidal transport
讨论了胶体粒子相对于由溶剂和溶质组成的双组分流体的运动。颗粒运动可以由以下因素引起：（i）由于诸如重力的外部场导致的颗粒上的净体力;（ii）由于表面耗散现象导致的颗粒表面上的滑移速度。流体动力流场的扰动在情况（i）和（ii）中表现出特征差异，其反映了对应于净力、力偶极或力四极的存在的不同的动量通量模式。在没有外部场的情况下，浓度梯度或压力梯度不会在胶体颗粒上产生净力。然而，这种梯度可以引起颗粒和流体之间的相对运动。我们提出了一个通用的描述表面耗散现象的基础上的线性响应的表面通量驱动的共轭表面力。在这个框架中，我们讨论了不同的运输方案，包括通过表面滑移，这是由粒子表面上的活动过程引起的自推进。我们澄清了在这种情况下力量平衡的性质。
2008-12-16 cond-mat.soft
Surface-triggered cascade reactions between DNA linkers direct self-assembly of colloidal crystals of controllable thickness
用反应性DNA接头官能化胶体是编程自组装的通用方式。DNA选择性提供了对胶体-胶体相互作用的直接控制，从而允许结构的工程化，例如复杂的晶体或凝胶。然而，局部和有限结构的自组装仍然是一个具有许多潜在应用的开放问题。在这项工作中，我们提出了一个系统，其中功能化的表面引发的连接器之间的级联反应，导致自组装的晶体具有可控的层数。具体而言，我们认为胶体颗粒功能化的两个家庭的互补DNA连接器与移动锚定点，如在实验中发现的使用乳液或脂质双层。在本体中，由互补接头对形成的颗粒内连接防止颗粒间桥的形成，从而防止胶体-胶体聚集。然而，胶体与表面强烈相互作用，因为后者可以使颗粒内的连接不稳定。当与表面直接接触时，胶体被激活，这意味着它们具有更多准备反应的未配对DNA接头。然后，活化的胶体可以通过形成颗粒间的连接从本体中捕获和活化其他胶体。使用模拟和理论，通过现有的实验验证，我们澄清了热力学的激活和绑定过程，并解释如何粒子-粒子的相互作用，在吸附相，减弱作为从表面的距离的函数。后一种观察结果表明，自组装有限聚集体具有可控的厚度和平坦的固-气界面的可能性。我们的设计提出了一个新的途径来制造异质和有限的结构。
2018-12-19 cond-mat.soft physics.bio-ph
Colloids in liquid crystals: a lattice Boltzmann study
我们提出了一种混合格子玻尔兹曼算法来模拟液晶基质中胶体粒子的流体动力学。为了验证我们的算法，我们研究了静态和微观流变学的胶体在一个方向盘，切向锚定的导演场在颗粒表面，我们确认的理论和实验表明，拖曳力在一个方向盘是显着的各向异性。然后，我们应用我们的方法来考虑的情况下，一个胶体内的一个锚，并与正常的锚定在表面。我们表明，通过调整颗粒尺寸和间距之间的比例，它是可以控制周围的颗粒的缺陷配置，并稳定新的8字形或高度扭曲的回路接近胶体表面。
2011-02-10 cond-mat.soft
Solvent coarsening around colloids driven by temperature gradients
使用介观数值模拟和分析理论，我们调查周围的胶体粒子出现后，温度淬火的胶体表面的溶剂结构的粗化。在粗化机制的定性差异被发现，这取决于形成溶剂的二元液体混合物的组成和胶体的吸附偏好。对于吸附中性胶体，作为时间的函数，靠近其表面的相交替。这种行为设置在溶剂的弛豫时间的规模上，并且对于具有强吸附偏好的胶体是不存在的。在其两个半球之间具有小温差的Janus胶体揭示了不对称结构的形成和其周围的表面富集，即使溶剂在其单相区域内并且如果胶体的温度高于溶剂的临界分层温度$T_c$。我们的现象学模型原来捕捉最近的实验结果，根据激光照射的Janus胶体和由于随之而来的温度梯度之间的两个半球，周围的二元液体混合物开发的浓度梯度。
2017-12-21 cond-mat.soft
Surface tension of bulky colloids, capillarity under gravity and the microscopic origin of the Kardar-Parisi-Zhang equation
针对胶体界面表面张力实验与模拟长期不一致的问题，研究发现表面涨落测量包含重力相关贡献，并据此修正平衡毛细方程、揭示 KPZ 类生长模型的微观起源。
2023-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
