Yield precursor in primary creep of colloidal gels
预测胶体凝胶在恒定应力下的时间依赖性屈服，使得能够控制其机械稳定性和运输。使用旋转流变仪，我们表明，剪切速率的胶体凝胶在早期阶段的变形称为初级蠕变可以预测最终屈服。无论凝胶应变软化或应变硬化，在故障前的剪切速率表现出一个特征的幂律下降作为时间的函数，不同于线性粘弹性响应。我们将这种早期行为建模为一系列不相关的局部塑性事件，这些事件是热激活的，这说明了屈服时间对所施加应力的指数依赖性。这种宏观剪切速率屈服的前兆提供了一种方便的工具，可以在实际屈服之前很好地识别凝胶的命运。
2021-12-08 cond-mat.soft
Huge broadening of the crystal-fluid interface for sedimenting colloids
对于沉积胶体硬球，晶体-流体界面的传播和加宽的研究布朗动力学计算机模拟的初始均匀的样品。观察到两种不同类型的界面加宽：第一种发生在生长过程中，与界面速度相关，第二种是伴随着晶体-流体界面分裂成晶体-非晶和非晶-液体界面。后者的宽度强烈的峰值作为一个函数的引力驱动强度与一个巨大的振幅相对于其平衡对应。
2011-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Rheo-acoustic gels: Tuning mechanical and flow properties of colloidal gels with ultrasonic vibrations
胶体凝胶，其中纳米级颗粒聚集成弹性但脆弱的网络，是结合特定光学，电学和机械性能的材料的核心。由于外部刺激，实时定制胶体凝胶的粘弹性特征目前似乎是“智能”软材料设计中的一个主要挑战。在这里，我们介绍“流变声学”凝胶，一类材料，是敏感的超声波振动。通过使用流变学和结构表征的组合，我们的证据和量化的三个广泛不同的胶体凝胶提交超声波振动（亚微米振幅和频率20-500 kHz）的强烈软化。这种软化归因于凝胶网络内的微米级裂纹，一旦关闭振动，根据声强度，这些裂纹可能会或可能不会完全愈合。超声振动进一步显示出显着降低凝胶屈服应力和加速剪切诱导流化。超声波辅助流化动力学似乎是由一个有效的温度，取决于声强度。我们的工作开辟了一条道路，通过超声振动的弹性和流动性能的全面控制，以及未来的理论和数值模拟这样的流变声学凝胶。
2020-02-12 cond-mat.soft
The role of quench rate in colloidal gels
迄今为止，胶体颗粒之间的相互作用通常由悬浮液组合物固定。最近的实验发展现在能够控制相互作用\emph{in-situ}。在这里，我们使用布朗动力学模拟研究控制相互作用对凝胶化的影响，通过“淬火”系统从平衡流体到凝胶。我们发现，相反的正常情况下的瞬时淬火，凝胶的局部结构是高度无序的，控制淬火结果在凝胶具有较高程度的局部秩序。在足够慢的淬火下，发现局部结晶，当使用单分散系统时，其被强烈增强。局部有序度越高，均方位移越小，表明凝胶稳定性增强。
2012-03-03 cond-mat.soft
Linking particle dynamics to local connectivity in colloidal gels
胶体凝胶是异质网络固体的典型例子，其复杂的性质由热活化动力学控制。在这封信中，我们通过实验建立了单个粒子的间歇动力学与它们的局部连通性之间的联系。我们解释我们的实验与模型，描述单粒子动力学的基础上高度合作的热脱粘。该模型，在定量协议与实验，提供了一个微观图片的结构起源的动态异质性胶体凝胶和揭示了新的光结构和复杂的力学之间的联系，这些异质固体。
2016-12-02 cond-mat.soft
Static and dynamic heterogeneities in irreversible gels and colloidal gelation
我们比较了不可逆凝胶，胶体凝胶，玻璃和自旋玻璃的慢动力学通过分析所谓的非线性动力学磁化率的行为，一个数量通常被引入到定量表征的动力学不均匀性。在玻璃中，这个量通常随着时间的推移而增长，达到最大值，然后在很长时间内减小，这是由于动态不均匀性的瞬态性质和不存在发散的静态相关长度。我们最近表明，在不可逆的凝胶的动态磁化率，而不是时间的增加函数，在自旋玻璃的情况下，并趋于渐近的平均集群大小。在分子动力学模拟的基础上，我们发现在胶态凝胶中，当团簇不是永久性的，在很低的温度和体积分数下，即当键的寿命远大于结构弛豫时间时，非线性磁化率具有与不可逆凝胶相似的行为，然后，在更高的体积分数下，通过朝向玻璃形成液体的行为的交叉。
2006-12-20 cond-mat.soft
Stiffening attractive suspensions with solid inclusions or granularity effect in loaded colloidal gels
软物质材料的弹性性质可以通过固体夹杂物的存在而大大改变，固体夹杂物的微观性质，例如它们的尺寸和相互作用，可以具有显著的影响。为了阐明这些影响，我们使用广泛的流变学计算机模拟研究不同尺寸的固体夹杂物的胶体凝胶。我们表明，弹性性能的变化在一个高度不平凡的方式作为凝胶骨架和夹杂物之间的相互作用的后果。特别是，我们表明，关键方面是存在的凝胶骨架和其机械改变起源于夹杂物。为了证实我们的观察结果及其普遍性，我们对与胶体凝胶具有强烈相似性的乳液进行了实验，并证实了模拟中观察到的趋势。
2021-10-30 cond-mat.soft
Nonlinear mechanics of colloidal gels: creep, fatigue and shear-induced yielding
胶体凝胶是由悬浮在液体中的具有吸引力的颗粒聚集而成的，其尺寸范围从10 nm到几微米。这样的凝胶在日常生活应用中是普遍存在的，从食品到油漆或建筑材料，特别是由于它们容易“产生”，即，在弱的外部载荷作用下从固体变成液体。因此，了解和控制胶体凝胶的机械响应是至关重要的。然而，根据系统的细节，所得到的凝胶网络呈现不同的微观结构组织，这可能导致广泛不同的机械响应。这提出了重要的挑战，在充分表征屈服和揭示机制的非线性响应的胶体凝胶。在本文中，我们区分两类胶体凝胶分别显示可逆屈服，其中的凝胶网络的改革后，负荷释放，和不可逆屈服，其中的网络被完全破坏，通过骨折和相分离。这种广泛的，经验的区别是通过流变学和局部实验在介观尺度，网络特征尺寸和样品尺寸之间的中间。我们进一步讨论了如何从蠕变和疲劳实验中获得的观测值可以建模，以预测屈服和突出开放的问题和未来的研究方向在该领域。
2020-11-13 cond-mat.soft
Flow-Switched Bistability in a Colloidal Gel with Non-Brownian Grains
本研究通过混合胶体凝胶与非布朗颗粒，发现流动切换双稳态：适度剪切致液化，快速剪切形成屈服应力凝胶，并绘制了状态图，展示了该行为的普适性。
2022-03-12 cond-mat.soft
Colloidal Gels Tuned by Oscillatory Shear
我们研究微观结构和机械的变化，发生在振荡剪切流动和改造后停止流动的中间体积分数的胶体凝胶使用流变学和布朗动力学（BD）模拟。使用模型耗尽胶体-聚合物混合物，其包括添加非吸附性线性聚合物链的硬球胶体悬浮液。结果表明，三个不同的制度取决于振荡剪切的应变振幅。大的剪切应变幅度完全破坏结构，这导致流动停止后形成更均匀和更强的凝胶。中间的应变幅度致密的集群，并导致高度不均匀和弱凝胶。将凝胶剪切到甚至更低的应变幅度产生更少的异质性更强的固体。这三个制度的剪切连接到微观剪切引起的结构不均匀性。与定常剪切流的比较表明，后者不产生结构的不均匀性大的振荡剪切。因此，振荡剪切是一种更有效的方式来调整胶体凝胶的机械性能。此外，在大的应变振幅下预剪切的胶体凝胶表现出明显的非线性响应，其特征主要是由一个单一的屈服过程，而在那些在较低的速率下预剪切的两个步骤的屈服过程是促进由于高度异质结构的创建。
2017-07-10 cond-mat.soft
The yielding dynamics of a colloidal gel
当施加高于屈服应力的剪切应力时，有吸引力的胶体凝胶显示固体到流体的转变。这种剪切诱导的转变几乎涉及胶体凝胶的任何应用。这对于控制材料性能也至关重要。尽管如此，尽管它的普遍存在，屈服过渡是远远没有理解，主要是因为流变测量在整个样品的空间平均。在这里，仪器的蠕变和振荡剪切实验与高频超声开辟了新的途径来观察当地的动态不透明的有吸引力的胶体凝胶。过渡从细胞壁和非均相流化的整个样品的特征时间，其变化与施加的应力表明存在的能量障碍与凝胶化过程。这些结果为进一步理解屈服转变的计算机模拟和理论计算提供了新的实验依据。该技术的多功能性也应该允许广泛的细观研究的断裂机制，从晶体到玻璃质材料的软固体。
2009-11-06 cond-mat.soft
Equilibrium route to colloidal gellation: mixtures of hard sphere-like colloids
为了研究耗尽驱动胶体混合物中动力学停滞和相分离之间的相互作用，计算了大尺寸比硬球混合物的双结点线和非遍历线.类似于硬核加短程有效吸引的情况，在这种混合物中可以发生物理凝胶化而不与流体相分离竞争。这种行为，由于在耗尽电位的振荡应涉及所有简单的混合物与非理想的耗尽剂，证明其动力学性质的进一步研究。
2008-11-17 cond-mat.soft
Decoupling Structure and Elasticity in Colloidal Gels Under Isotropic Compression
PMMH ESPCI, Paris, France（PMMH 巴黎高等物理化工学院）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Université Montpellier, CNRS, Montpellier, France（蒙彼利埃大学）；Institut Universitaire de France, Paris, France（法国高等研究院）
研究发现胶体分形凝胶在等向压缩下，其机械响应仅取决于瞬时体积分数，而微观结构保留初始状态的记忆，挑战了传统的一对一关系。
2026-01-08 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
Rheology and Dynamic Arrest in Colloidal Depletion Gels Mediated by Surface Brush Density
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Northeastern University（东北大学）
本研究以表面刷密度为控制参数调控胶体耗竭凝胶流变学，发现低刷密度可加速凝胶化、提升力学性能并改变网络结构与动力学，为相关流变调控提供实验可行的参数。
2026-08-19 cond-mat.soft
Structuring Colloidal Gels via Micro-Bubble Oscillations
局部（重新）结构化胶体凝胶$\unicode{x2013}$微米级颗粒形成一个连接的网络与逮捕的动力学$\unicode{x2013}$，使系统的微机械和流变性能的精确调谐。最近的一项实验研究[B]。圣米歇尔湾Petekidis和V.Garbin，软物质$\boldsymbol{18}$，2092（2022）]表明，通过声学调制嵌入的微泡可以发生快速重构。在这里，我们进行布朗动力学模拟，以了解嵌入胶体凝胶的结构上的振荡微泡的机械效果。我们的模拟揭示了一个六角形紧密包装的重组范围内，是可比的振幅的振荡。然而，我们无法再现实验中观察到的凝胶结构$\unicode{x2013}$的数十个振幅$\unicode{x2013}$的出乎意料的长程修饰。这表明在今后的工作中应考虑包括长期效应，如流体流动。
2022-11-04 cond-mat.soft
Microscopic Origin of the Hofmeister Effect in Gelation Kinetics of Colloidal Silica
二氧化硅纳米粒子的凝胶化动力学是物理化学中的一个中心过程，但它还没有完全理解。甘氨酰时间测量增加超过4个数量级，简单地改变从CsCl到LiCl的一价盐物种。这种惊人的效果在当前的范式中没有微观解释。该趋势与Hofmeister系列一致，指出标准胶体（DLVO）相互作用势中不包括短程溶剂化效应。通过实施一个简单的形式，在一个模型，涉及到胶凝时间尺度的胶体相互作用力的短程排斥，我们能够解释在固定的盐浓度的胶凝时间的许多数量级的差异。该模型使我们能够估计的大小的非DLVO水化力，其中占主导地位的水合离子直径的长度尺度上的粒子间相互作用。这开启了通过仅仅调整背景电解质种类来精细调整纳米颗粒的凝胶化时间尺度的可能性
2015-08-27 cond-mat.soft
Irreversible hardening of a colloidal gel under shear: the smart response of natural rubber latex gels
天然橡胶是通过加工天然橡胶胶乳获得的，天然橡胶胶乳是一种液体胶体悬浮液，在从树中渗出后迅速凝胶化。我们制备这样的凝胶酸化，在很大范围内的颗粒体积分数，并研究其流变性能。我们发现，天然橡胶胶乳凝胶表现出独特的不可逆应变硬化行为：当受到足够大的应变，弹性模量增加不可逆。硬化在很大的变形范围内进行，使得材料保持接近或略高于所施加的剪切应力的弹性模量。凝胶内的局部位移进行了研究，通过超声成像耦合到振荡流变仪，连同在硬化过程中的材料的振荡响应的傅立叶分解。我们的观察表明，硬化与不可逆的局部重排的分形结构，均匀地发生在整个样品。
2019-01-10 cond-mat.soft
Gel transitions in colloidal suspensions
将理想模式耦合理论（MCT）应用于通过Yukawa形式的短程吸引相互作用相互作用的胶体系统。在低温下，MCT预测了局部动力学和遍历性破坏转变的减缓。非遍历性转变与胶体凝胶转变有许多共同的特征，被认为是胶体体系凝胶化的来源。以前的相图计算补充了额外的数据较短的范围内的吸引力的相互作用，显示的路径的非遍历性过渡线，然后不受阻碍的气液临界曲线在低温下。特别注意的是给予关键的非遍历性参数，最近的实验测量的动机。一个渐近模型的开发，有效的稀释系统的领域相互作用，通过强短程吸引力，并显示捕捉到所有方面的低温MCT非遍历性转变。
1999-09-17 cond-mat.soft
Reconfiguration, Interrupted Aging and Enhanced Dynamics of a Colloidal Gel using Photo-Switchable Active Doping
本文研究光激活Janus粒子掺杂的准二维胶体凝胶，发现光激活可引发大尺度重组和持续短尺度位移，且活性关闭后凝胶保留结构记忆并具有比激活前更大的运动性，实现了凝胶的持久动力学增强。
2023-02-16 cond-mat.soft
Structural criterion for the onset of rigidity in a colloidal gel
针对胶体凝胶刚性起始条件难确定的问题，结合模拟、振荡流变学和渗流分析，发现价态可控粒子的刚性起始与三键及以上粒子渗流同步，且晚于连通性渗流，揭示了键合与非键合作用共同决定刚性的机制。
2023-07-25 cond-mat.soft
Colloidal systems with competing interactions: from an arrested repulsive cluster phase to a gel
我们报告了一个广泛的数值研究带电胶体系统的竞争短程耗尽吸引力和远程静电排斥。通过分析团簇的性质，我们确定了两个不同的区域的相图：一个国家组成的稳定的有限大小的集群，其相对相互作用是由长程排斥，和一个deletating网络。发现这两种状态在低温下动态停滞，提供了这些系统中存在两种不同非遍历状态的证据：团簇的维格纳玻璃和凝胶。
2009-03-17 cond-mat.soft
Tuning local microstructure of colloidal gels by ultrasound-activated deformable inclusions
胶态凝胶具有对先前剪切事件的记忆，包括稳定的和振荡的。这种嵌入微结构中的记忆会影响凝胶的机械响应，因此可以在精心准备的情况下精确调节材料特性。在这里，我们演示了如何动态的可变形的夹杂物，即气泡，可用于局部调整的胶体凝胶的微观结构。我们研究了两种不同的气泡动力学现象，适用于局部应变周围的材料：溶解由于传质，与$10^{-3}$ S $^{-1}$的特征应变速率;和体积振荡由超声驱动，与$10^4$ S $^{-1}$的特征频率。我们用共聚焦显微镜和粒子跟踪法对Hele-Shaw几何模型中气泡周围的胶体凝胶的微观结构进行了实验研究。在气泡溶解实验中，我们观察到在气泡表面附近形成溶剂袋，但微观结构发生了微小变化。在超声诱导的气泡振荡的实验中，我们观察到一个惊人的重新排列的凝胶颗粒成一个微结构，增加了当地的秩序。高速明场显微镜揭示了高频气泡振荡和稳定的微流流动的发生;两者都有望有助于微观结构中局部秩序的出现。这些意见开辟了道路，局部调整的胶体凝胶的基础上可变形的夹杂物控制的外部压力场。
2021-12-15 cond-mat.soft
How rigidity percolation and bending stiffness shape colloidal gel elasticity
本文研究了胶体凝胶弹性的涌现机制，发现凝胶化由刚性渗流转变主导，并在统一框架下准确预测了不同条件下凝胶的弹性模量和振动性质。
2025-04-28 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
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
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
Gel and glass transition in fragile colloidal clays
在$C_\text{w}= (1.5÷3.0)$ %范围内的不同浓度下对Laponite \textsuperscript{\textregistered}的胶体悬浮液进行动态光散射（DLS）测量。通过跟踪凝胶和玻璃化转变过程中不同浓度下自相关函数的时间演变，监测老化引起的动力学减缓。利用与接近其玻璃化转变的过冷液体的类比，绘制了结构弛豫时间的Angell图。最后，对Laponite \textsuperscript{\textregistered}悬浮液在不同浓度、不同溶剂、两种盐浓度和添加聚合物下的脆性进行了报道和讨论。
2019-12-04 cond-mat.soft
Emergence of Multiscale Dynamics in Colloidal Gels
为了深入了解低颗粒体积分数$ϕ$的胶体凝胶演化动力学，我们利用微分动态显微镜研究颗粒聚集，几何渗流，以及随后的过渡到非遍历动力学。我们报告意外丰富的多尺度动力学的出现后，发病的非遍历性，分离成三个不同的制度的波矢量$q$。在高$q$结构域中，凝胶表现出与$ϕ$无关的分形簇的内部振动.中间- $q$域由簇的长度尺度上的密度波动主导，如由弛豫时间$τ$的$q$独立性所证明的。在低- $q$域中，$τ$作为$q^{-3}$的缩放表明网络看起来是均匀的.这三个制度之间的过渡引入了两个特征长度尺度，不同于集群的大小。
2020-02-25 cond-mat.soft
The Role of Solid Friction in the Sedimentation of Strongly Attractive Colloidal Gels
我们从实验和理论上研究了由强聚集的胶体颗粒制成的凝胶的沉降，重点是当机械平衡渐近达到时的长时间行为。发现渐近凝胶高度随初始高度线性变化，这一发现与最近对类似凝胶的研究形成鲜明对比[Manley \textit{et al.} 2005 \textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{94} 218302]。我们表明，渐近压实的结果之间的平衡重力拉，网络弹性，和固体之间的摩擦凝胶和容器壁。基于这些成分，我们提出了一个简单的模型来解释高度损失对初始高度和体积分数的依赖性。作为我们的分析结果，我们表明，凝胶和容器壁之间的静摩擦系数强烈依赖于体积分数：体积分数越高，固体摩擦越弱。这种非直观的行为可以用简单的缩放参数来解释。
2006-10-05 cond-mat.soft
Local structure and dynamics in colloidal fluids and gels
软物质系统中的凝胶是物质的一种重要的非遍历状态。我们研究了一种胶体-聚合物混合物，它通过增加聚合物浓度而淬灭，从流体到凝胶。使用共聚焦显微镜，我们研究静态结构和动态的三维（3D）。动态逮捕的凝胶和遍历流体组成的孤立的颗粒之间，我们发现一个中间的“簇流体”的状态，其中的“债券”之间的胶体粒子有一个有限的寿命。局部动力学让人想起流体，而局部结构几乎与凝胶相同。在单粒子水平上同时进行实时局部结构分析和3D粒子跟踪产生了以下有趣的信息。团簇中的颗粒以高度相关的方式移动，但同时表现出显着的动力学不均匀性，反映了自由表面附近的流动性增强。更深的猝灭最终导致凝胶状态，其中“键”寿命超过实验的寿命，尽管局部结构与“团簇流体”几乎相同。
2009-04-17 cond-mat.soft
Glasslike Arrest in Spinodal Decomposition as a Route to Colloidal Gelation
胶体-聚合物混合物可以经历失稳分解成富胶体和贫胶体区域。当相互连接的富含胶体的区域凝固时，就会产生甘精胰岛素。我们表明，这发生在这些地区进行玻璃化转变，导致动态逮捕的调幅分解。凝胶的特征长度尺度随着淬灭深度的增加而减小，并且非遍历性参数表现出对散射矢量的显著依赖性。模式耦合理论给出了一个很好的描述的动态，如果我们使用完整的静态结构作为输入。
2005-12-05 cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统，从一个纯粹的低粘度液体，主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学，我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内（1 Hz- 100 kHz）。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的，而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异，这两个系统表现出类似的流变行为，随着老化的时间演变，表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$，其定义机械转变点。我们发现，通过使用$t_{0}$缩放老化时间，可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词：老化，胶体玻璃，被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Strand plasticity governs fatigue in colloidal gels
固体的重复加载导致微观结构损伤，最终导致灾难性的材料失效。虽然对几乎所有材料的稳定性构成重大威胁，但疲劳的微观起源，特别是软固体，仍然难以捉摸。在这里，我们探讨疲劳的胶体凝胶作为原型不均匀的软固体相结合的实验和计算机模拟。我们的研究结果揭示了机械载荷如何导致不可逆的股线拉伸，这将松弛建立到网络中，在小应变下软化固体，并在较大变形下引起应变硬化。因此，我们发现，微观塑性管辖疲劳在更大的尺度。这就产生了一个新的图片疲劳在软热固体，并要求新的理论描述的软凝胶力学，其中考虑到局部塑性。
2017-09-11 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneities close to a colloidal gel
利用计算机模拟研究了接近凝胶化的胶体流体的动力学非均匀性。观察到一些快速粒子和其余的慢速粒子之间的明显区别，从而得到由具有不同迁移率的两个群体组成的凝胶的图像。分析这两组粒子的静态和动态，它表明，缓慢的粒子形成一个网络的粘颗粒，而快速的能够移动很长的距离。关联函数表明，快粒子的环境比慢粒子的环境松弛得快得多，但在短时间内，快粒子之间的键由于其结构的灵活性而寿命更长。没有观察到弦状运动的快速粒子，但它们占据的结构形成的慢的表面上的优先网站。
2004-12-14 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
Dynamics of Internal Stresses and Scaling of Strain Recovery in an Aging Colloidal Gel
我们监测的内部应力在分形胶体凝胶停止流动的松弛，并发现一个弱的幂律衰减，$σ_i \sim t^{-α}$超过50年的时间，其中$α\approx 0.07$。该系统表现出弹性模量$G' \sim t^β$与$β\approx α$的物理老化。在等待时间$t_w$之后施加零应力导致应变恢复，因为系统在没有约束的情况下松弛。值得注意的是，不同$t_w$下的回收率可以被移动以构建主曲线，其中数据通过$1/σ_i(t_w)$垂直缩放并水平绘制为$(t-t_w)/t_w^μ$，其中$μ\approx 1.25$指示超老化响应。
2009-06-15 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
Hydrodynamic Lubrication in Colloidal Gels
本研究通过多种流体动力学模拟发现，润滑相互作用显著影响低体积分数胶体凝胶的结构并加速老化，表明多体远场润滑建模对准确捕捉凝胶演化至关重要。
2023-06-20 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
Size matters more than packing in bimodal colloidal gel compositions
Northeastern University（东北大学）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
研究双峰胶体凝胶，发现中等尺寸差异下粒子尺寸对其结构尺度和力学响应的控制作用强于局部堆积。
2026-08-18 cond-mat.soft
Power law viscoelasticity of a fractal colloidal gel
幂律流变学在复杂材料中广泛存在，其特征在于存在非常宽范围的微观结构长度和时间尺度。虽然存在能够再现所观察到的流变学特征的唯象模型，但一般来说，与这种机械行为的微观起源的良好联系仍然缺失。作为一个模型系统，这项工作的重点是分形胶体凝胶。我们彻底表征了样品的线性幂律流变性及其年龄依赖性。我们表明，在所有的样品年龄和各种流变测试的凝胶线性粘弹性是非常准确地描述了分数麦克斯韦（FM）模型，其特征在于由幂律行为。由于一个独特的设置，耦合小角度的静态和动态光散射的流变测量，我们证明了在线性制度中观察到的幂律流变学起源于可逆的非仿射重排，并讨论了FM模型和凝胶的微观结构之间的可能关系。
2018-10-05 cond-mat.soft
Effect of a non-volatile cosolvent on crack pattern induced by desiccation of a colloidal gel
胶体凝胶的固结导致巨大的应力，该应力通常在形成不期望的裂纹时释放。凝胶网络在干燥过程中破裂的能力取决于孔隙液体中压力梯度的存在和重要性;此外，它还取决于凝胶松弛所产生的干燥应力的方式。在本文中，一个二元混合溶剂饱和的凝胶网络上的裂纹图案形成的效果进行了研究。事实上，掺入少量的非挥发性共溶剂，即甘油，抑制干燥诱导的裂纹;此外，向胶体分散体中添加大于10%的浓度导致在室温条件下无裂纹的涂层。质量随时间的变化表明，蒸发速率和裂解时间不受甘油的影响，在添加甘油含量的范围内研究。此外，机械性能的测量表明，弹性模量与甘油含量降低。裂缝数量随甘油含量的减少与孔隙液体中压力梯度的平坦化有关。该机制被证明是由于两个过程的组合：由压力梯度驱动的流动和扩散机制，根据Scherer的工作（1989）。
2012-06-27 cond-mat.soft
Colloidal gelation with variable attraction energy
本文提出了一个近似方案，在具有可变吸引能的胶体系统中，考虑热破裂的聚集和凝胶化的主动力学方程。以团簇分维$d_{f}$作为唯象参数，预测了丰富的物理行为。粘度，凝胶化时间和集群的大小预测在封闭的形式解析作为时间，初始体积分数和吸引能的函数相结合的可逆集群动力学与近似的流体动力学模型。分形维数$d_{f}$调节团簇尺寸、滞后时间和凝胶化时间以及粘度的时间演化。在胶体状态图的不稳定区域，缔合速率大于解离速率，凝胶化转变是强烈的非平衡和时间依赖性的。只有在接近所有物质的初始缔合和解离速率相当的条件（这是满足细致平衡的条件）时，$d_{f}=3$才可能发生聚集。在此极限下，恢复了均匀成核，随后是Lifshitz-Slyozov粗化。在这个有限的区域的状态图的宏观凝胶化过程很可能是由大的自发波动与spinodal分解。
2013-04-04 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
Equilibrium concentration profiles and sedimentation kinetics of colloidal gels under gravitational stress
我们利用光散射、旋光和视频成像相结合的方法研究了胶体凝胶的沉降。渐近浓度曲线$φ(z,t\rightarrow \infty)$表现出显着的缩放特性：在不同的初始体积分数和颗粒相互作用制备的凝胶配置文件可以叠加到一个单一的主曲线，通过使用合适的减少变量。我们从理论上表明，这种行为源于幂律依赖的压缩弹性模量\textit{vs} $φ$，我们直接测试实验。沉降动力学包括初始潜伏期阶段，随后是凝胶高度$h$以恒定速度降低的快速塌陷，以及最终压实阶段，其特征在于$h$朝向平台的拉伸指数松弛。与以前的作品的类比和差异进行了简要讨论。
2012-02-29 cond-mat.soft
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
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
A unifying model for chemical and colloidal gels
我们研究了胶凝系统的慢动力学的最小统计力学模型的立方晶格上的MonteCarlo模拟。通过适当地改变一些模型参数，我们能够描述一个交叉的化学凝胶化行为的动力学更典型的胶体系统。结果表明，一个新的连接连接经典的凝胶化，最初描述的弗洛里，最近的结果胶体系统。
2003-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active doping controls the mode of failure in dense colloidal gels
本文通过模拟表明，在深度退火多分散胶体凝胶中嵌入主动粒子，其游泳力可在临界值处引发脆性—延性失效模式转变，并改变孔隙、吸引力分布与动力学非均匀性。
2024-11-25 cond-mat.soft
Gelation dynamics of charged colloidal rods: critical behaviour and time-connectivity superposition principle
ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂高等师范学院，法国国家科学研究中心，物理实验室）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
研究揭示了高电荷棒状胶体的凝胶化机制，通过分析机械恢复动力学和临界行为，发现时间连通性叠加原理和非普遍动态指数。
2026-09-15 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
Dynamics in Colloidal Liquids near a Crossing of Glass- and Gel-Transition Lines
在模式耦合理论的理想玻璃化转变，均方位移和关联函数的密度波动的胶体液体的颗粒相互作用与一个方阱势的状态附近的交叉线的过渡到凝胶与线的过渡到玻璃。它演示了如何动态是由逮捕的机制，由于硬核排斥和由于吸引诱导键的形成，以及由附近的高阶玻璃化转变奇点的相互作用统治。玻璃化转变奇异点附近的慢动力学的普遍松弛定律的应用解释了计算的均方位移的时间依赖性的定性特征，这与Zaccarelli等人在分子动力学模拟研究中获得的结果是一致的。等人[Phys.Rev.E66，041402（2002）]。关联函数发现的光子相关光谱在胶束系统的Mallamace等。[Phys. Rev. Lett. 84，5431 2000）]可以定性地解释为从凝胶到玻璃动力学的交叉。
2003-08-21 cond-mat.soft
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
