Effect of Size Polydispersity on Melting of Charged Colloidal Systems
我们引入简单的汤川势公式来描述带电胶体体系中的尺寸多分散性效应和大离子屏蔽效应。采用基于分子动力学模拟的Lindemann判据对固液相边界进行了描述。与Robbins-Kremer-Grest模拟结果相比，在小的$λ$下，熔化线出现了偏差，这意味着大的宏观离子屏蔽长度。这种相边界的偏离与全多体相互作用下的非线性Poisson-Boltzmann方程的模拟结果定性一致。发现这种固液相行为的偏差对筛选参数敏感。
2006-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation path theory for mass-polydisperse colloidal systems
多分散性和引力场的存在都是基本上任何胶体实验所固有的。虽然一些理论工作集中在多分散性对胶体体系的体相行为的影响上，但关于引力场对多分散胶体悬浮液的影响知之甚少。我们在这里扩展沉降路径理论来研究质量多分散胶体系统的沉降-扩散-平衡：颗粒具有不同的浮力质量，但它们在其他方面是相同的。该模型有助于理解沉降实验中重力和多分散性之间的相互作用。由于该理论可以应用于任何母体分布的浮力质量，它也可以用来研究单分散胶体系统的沉降。我们发现，质量多分散性有很强的影响，在密度匹配附近的胶体系统的胶体粒子的裸密度等于溶剂密度。为了说明这一理论，我们研究了质量多分散硬球悬浮液的沉积-扩散-平衡结晶。
2022-11-24 cond-mat.soft physics.class-ph
Implications of the effective one-component analysis of pair correlations in colloidal fluids with polydispersity
具有连续多分散性的胶体悬浮液的部分对关联函数由于不充分的采样而可能具有挑战性地从光学显微镜或计算机模拟数据表征。因此，通常采用忽略粒子类型之间差异的结构的有效单组分描述。不幸的是，这种简化的描述是否保留或平均出对于理解流体的行为重要的信息取决于多分散性的程度，并且可能难以评估，特别是当对相关性的相应多组分描述不可用于比较时。在这里，我们提出了一个计算机模拟研究，探讨采用有效的单组分结构描述的多分散流体的影响。我们研究的方井模型模拟了具有短程聚合物介导吸引力的悬浮胶体实验行为的关键方面。为了表征该体系的部分对关联函数和热力学过剩熵，我们引入了一种适用于含有大量赝组分流体的Monte Carlo采样策略.从我们的模拟在高颗粒浓度的数据，以及精确的理论结果为稀释系统，显示如何从多组分和有效的单组分治疗出现的结构顺序和颗粒吸引力之间的定性不同的趋势，即使系统的特点是适度的多分散性。我们研究这些差异的后果过剩熵为基础的缩放剪切粘度，我们讨论如何使用多组分处理揭示了相应的动态缩放行为的吸引力的胶体和液态水，有效的单组分分析不捕获之间的相似性。
2011-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure of polydisperse inverse ferrofluids: Theory and computer simulation
通过理论分析和分子动力学模拟，我们研究了磁性微粒（或磁性空穴）悬浮在磁性流体（称为逆磁性流体）中形成的胶体晶体的结构，考虑了磁性微粒尺寸的多分散性的影响.这种多分散性在实际情况中经常存在。我们得到了一个解析表达式的相互作用能的单分散，双分散，和多分散的反向铁磁流体。体心四面体（bct）晶格与其他晶格相比具有最低的能量，因此可以作为体系的基态。此外，微粒尺寸分布（即尺寸的多分散性）的影响在各种结构构型的形成中起着重要作用。因此，似乎可以通过选择合适的尺寸多分散性来制备胶体晶体。
2008-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Neglecting polydispersity degrades propensity measurements in supercooled liquids
我们进行分子动力学模拟的双分散Kob-Andersen（KA）玻璃形成，修改添加额外的多分散性。原来的KA系统是已知的，表现出动力学的异质性。先前的工作定义了倾向，粒子的平均运动在模拟中平均，重建所有粒子的初始位置，但速度随机化。倾向的存在表明结构和动态是相互联系的。在本文中，我们研究的系统，模仿的问题，将遇到在测量倾向的胶体玻璃形成，其中颗粒是多分散的（他们有轻微的尺寸变化）。我们模仿多分散性通过改变的bidisperse KA系统成一个四重奏组成的颗粒都略大于和略小于原始的bidisperse系统中的母颗粒。然后，我们引入错误的重建的初始位置，模仿错误的人可能会在一个胶体实验。这些错误降低了倾向性测量，在某些情况下几乎完全降低了倾向性测量;不再有任何有用意义上的等构型系综。我们的研究结果表明，一个多分散的样品是适合的倾向性测量提供一个避免重建错误。
2021-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Freezing line of polydisperse hard spheres via direct-coexistence simulations
本文通过半巨正则系综的直接共存模拟，绘制了多分散硬球的冻结线，发现晶体随多分散性增加而更具尺寸选择性，并研究了界面特性。
2025-10-08 cond-mat.soft
Application of a simple short-range attraction long-range repulsion colloidal model towards predicting the viscosity of protein solutions
一些硬球胶体模型因不能准确预测蛋白质等复杂生物分子的溶液粘度而受到批评。竞争短程吸引和长程排斥，也称为SALR相互作用，被认为会影响低至中等离子强度下蛋白质溶液的微观结构。然而，这种相互作用主要涉及引起相变、蛋白质凝胶化或可逆的团簇形成，并且它们对蛋白质溶液粘度变化的影响尚未完全了解。在这项工作中，我们展示了应用硬球胶体模型与SALR相互作用对预测稀至半稀蛋白质溶液的粘度。比较的球形白蛋白和Y形的治疗性单克隆抗体，不能解释以前的胶体模型。模型预测表明，它是吸引力和排斥力之间的耦合，引起所观察到的实验趋势，溶液粘度作为pH值，浓度和离子强度的函数。该模型的参数是从测量的第二维里系数和净表面电荷/zeta电位，没有额外的拟合的粘度。
2022-09-09 cond-mat.soft
On the absence of structure factors in concentrated colloidal suspensions and nanocomposites
本文通过逆向蒙特卡罗模拟研究了浓缩聚合物纳米复合材料中结构因子缺失（S(q)=1）的现象，发现高浓度下仅高多分散性可实现此状态，且吸引力相互作用与多分散性的结合使体系达到几乎“无结构”状态。
2023-10-23 cond-mat.soft
Phase equilibria and glass transition in colloidal systems with short-ranged attractive interactions. Application to protein crystallization
本文研究了一个复杂流体模型，该模型由通过硬核和短程吸引势（汤川势和方阱势）相互作用的粒子组成。使用混合的方法，包括一个自洽的和相当准确的近似的液体积分方程的情况下的汤川流体，微扰理论来评估的晶体自由能，和模式耦合理论的玻璃化转变，我们确定了系统的平衡相图和过冷流体和玻璃相之间的平衡线。对于这些潜在的，我们研究的相图为不同的值的潜在范围，排斥核的直径的相互作用的范围的比率是主要的控制参数。我们的论点是相关的各种系统，从密集的胶体系统与耗尽力，通过颗粒凝胶，纳米颗粒聚集，和球状蛋白质结晶。
2001-11-12 cond-mat.soft
Dynamic self-assembly of charged colloidal strings and walls in simple fluid flows
胶体粒子在流体流动中可以自组装成各种有序结构，在生物医学、材料合成和密码学等领域具有潜在的应用。这些动态过程也是探索非平衡条件下自组装一般原理的基本兴趣。在这里，我们报告了一个简单的微流体实验，带电胶体粒子自组装成流动对齐的一维字符串与规则的颗粒间距附近的固体边界。利用高速共聚焦显微镜，我们系统地研究了流速，静电和粒子多分散性对观察到的弦结构的影响。通过研究稳定的流动驱动的粒子对的详细动力学，我们定量表征粒子间的相互作用。在此基础上，我们构建了一个简单的模型来解释这一有趣的非平衡自组装过程。我们的研究表明，胶体弦产生于吸引力之间的流体动力学耦合和排斥粒子之间的静电相互作用的微妙平衡。最后，我们证明，与横向电场的协助下，一个类似的机制也导致了二维胶体壁的形成。
2017-01-29 cond-mat.soft
Effects of colloid polydispersity on the phase behaviour of colloid-polymer mixtures
我们研究理论上的平衡相行为的混合物的多分散的硬球胶体和单分散的聚合物，建模使用Asakura-Oosawa模型内的自由体积近似Lekkerkerker等人。我们计算完整的相图在平面上的胶体和聚合物的体积分数，使用矩自由能方法。纯多分散胶体中相分离的复杂特征与聚合物诱导的气液共存的外观相结合，以提供丰富多样的相图拓扑结构，因为聚合物-胶体尺寸比和胶体多分散性是变化的。定量地，我们发现，多分散性不利于流体-固体对气液分离，导致大幅降低的阈值以上，稳定的两相气液共存出现。涉及两种或更多种固体的相分离可以在低胶体浓度下已经发生，其中它们可以是动力学上可接近的。我们还分析了胶体粒度分级的强度。当固相从流体中分离时，如果在低胶体浓度和高聚合物浓度下发生相分离，则其多分散性最强烈地降低，与实验观察一致。对于气液共存的分馏，我们同样发现与实验，以及与微扰理论的近单分散系统的良好协议。
2004-10-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarse-graining strategy for modeling effective, highly diffusive fluids with reduced polydispersity: A dynamical study
我们提出了一种粗粒化策略，用于减少混合物中的粒子种类的数量，以实现具有更高扩散的更简单的系统，同时保留总粒子数和特征动态特征。作为应用系统，我们选择了由Kob和Andersen发现的双分散Lennard-Jones样混合物[Phys. Rev. Lett. 73，1376（1994）]，由于流体的多组分特征，其对A型-B型排列的对势的明显非常规选择，具有缓慢的动力学。我们进一步建立在这样形成的粗颗粒和温度无关的单分散系统的平衡结构与径向分布函数类似的混合物对应。该单组分体系还具有类似的动力学特征，如玻璃化转变温度和临界指数，同时服从牛顿力学。这种策略可能最终导致新的纳米粒子/胶体流体的制造，通过实验建模只有输出的有效对电位（S），而没有其他宏观量。
2020-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfaces of polydisperse fluids : surface tension and adsorption properties
我们考虑一个系统的球形胶体颗粒的大小多分散性和使用一个简单的范德华描述，以研究的多分散性和空间不均匀性的综合效果引起的平面界面之间的低密度流体相（富含小颗粒）和高密度流体相（富含大颗粒）。我们发现一个强大的小颗粒在界面处的吸附，后者被扩大相对于单分散的情况下。我们还发现，多分散体系的表面张力是由多分散性降低表面张力的倾向和提高临界点温度的倾向（即有利于相分离的倾向）之间的竞争引起的，前者在低温下占优势，后者在高温下占优势。
2001-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal stability of tannins: astringency, wine tasting and beyond
在红葡萄酒品尝的背景下，研究了单宁-单宁和单宁-蛋白质在水-乙醇溶剂混合物中的相互作用。虽然单宁自聚集与葡萄酒品尝的视觉方面（清澈度和相关的胶体现象）有关，但单宁对富含唾液脯氨酸的蛋白质的亲和力是与涩味相关的广泛感官特性的基础。分析了单宁-单宁在水-乙醇类酒溶剂中的相互作用，并构建了典型葡萄单宁的沉淀图。单宁和人类唾液中富含脯氨酸的蛋白质（PRP）之间的相互作用进行了研究的胶束化，已知用于描述单宁诱导的β-酪蛋白聚集的壳模型的框架。单宁辅助胶束化和压实的蛋白质观察SAXS定量描述和讨论的情况下收敛。
2008-10-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Interaction of surfactant and protein at the o/w interface and its effect on colloidal and biological properties of polymeric nanocarriers
本文综述复乳溶剂蒸发法中聚合物基表面活性剂的作用，阐明其加入方案如何影响负载生物分子的聚合物纳米颗粒的稳定性、尺寸、免疫识别及生物活性。
2024-01-18 cond-mat.soft physics.app-ph
Conformations and diffusion of flexibly linked colloidal chains
对于生物学相关的大分子，如内在无序的蛋白质，允许形状变化的内部自由度对化合物的运动和功能都有很大的影响。为了解释它们的行为，需要详细了解灵活性的影响。在这里，我们研究了一个模型系统的自由关节链的三到六个胶体球，使用模拟和实验。我们发现，尽管他们的长度短，他们的构象统计是很好地描述了二维Flory理论，而他们的平均平移和旋转扩散遵循Kirkwood-Riseman标度。它们的最大柔性不依赖于链的长度，而是由单个球体的近壁面内平移扩散系数决定。此外，我们发现形状依赖的影响，在短时间内的胶体四聚体链的扩散，以及不同的扩散模式之间的非零耦合。我们的研究结果可能对理解生物学和工业中大分子系统的扩散行为和最可能的构象具有影响，例如蛋白质，聚合物，单链DNA和其他链状分子。
2021-05-13 cond-mat.soft
Hard Spheres: Crystallization and Glass Formation
出于对胶体悬浮液的旧实验，我们报告分子动力学模拟的硬球，解决结晶和玻璃形成的组件。模拟涵盖了宽范围的多分散性（粒度分布的标准偏差除以其平均值）和颗粒浓度。对于s > 0.07，未观察到结晶。对于0.02 < s < 0.07，我们发现在给定浓度下增加多分散性减缓晶体成核。这里的主要效果是多分散性降低过饱和度，因为它倾向于稳定流体但使晶体不稳定。在给定的多分散性下（< 0.07）我们发现了三种成核机制：在共存区和稍高于共存区的浓度下的标准成核和生长;在中等浓度下的“旋节成核”，其中成核的自由能垒似乎可以忽略;并且，在最高浓度下，一种新的机制仍有待完全理解，其仅需要颗粒位置的小的重新排列。第二和第三制度之间的交叉发生在约58体积%的浓度下，其中胶体实验显示所形成的晶体的性质发生显著变化，并且颗粒动力学表明“理想的”玻璃化转变。
2009-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective patchiness from critical points of a coarse-grained protein model with explicit shape and charge anisotropy
本研究通过粗粒化BSA模型模拟，发现电荷各向异性影响临界温度，提出与KF模型比较确定有效斑块性，并警示$B_2^*$判据在形状各向异性模型中的适用性需谨慎。
2024-09-20 cond-mat.soft
Amino Acids Stabilizing Effect on Protein and Colloidal Dispersions
本研究发现氨基酸对多种蛋白质、核酸及非生物纳米颗粒分散体系具有普适稳定作用，提出弱相互作用小分子与斑状纳米胶体作用的理论框架，验证了三项预测并揭示小分子对胶体性质的根本影响。
2024-04-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Spinodal fractionation in a polydisperse square well fluid
使用动力学蒙特卡罗模拟，我们模拟气液调幅分解的大小多分散的方阱流体，代表一个"近单分散"的胶体分散体。我们发现，分馏（分层）相之间的颗粒大小开始断言后不久，相序。引人注目的是，大小分馏的方向可以通过两个粒子间的潜力，在单分散的情况下，是相同的，我们合理化这方面的微扰，多分散性平衡理论之间的一个看似微不足道的选择。此外，我们的定量结果表明，动力学蒙特卡罗模拟可以提供详细的洞察分馏在真实的胶体系统中的作用。
2012-07-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of proteins: Light scattering study of dilute and dense colloidal suspensions of eye lens homogenates
我们报告了一个动态光散射研究的牛晶状体匀浆蛋白悬浮液在条件（pH值和离子强度）类似的生理。在20 ℃和37 ℃两种温度下，在从非常稀的极限到接近生理晶状体浓度的密集状态的广泛浓度范围内收集光散射数据。与实验数据的比较，从完整的牛晶状体先进的分散体和透镜在相似的浓度之间的差异。在稀释制度中，两个散射实体被检测到，并确定与长期，自扩散模式的α-晶体蛋白及其聚集体，这自然存在于晶状体核。自扩散系数对温度不敏感，而集体扩散系数强烈依赖于温度，揭示了随着温度的降低，净排斥粒子间力的减少。虽然没有严格的理论方法对颗粒扩散性能的多组分，非理想的硬球，多分散系统，作为这里研究的悬浮液，在现有的理论方法的上下文中的长时间，自扩散系数的体积分数的依赖性进行了讨论。这项研究旨在提供一些了解完整晶状体的复杂光散射模式和负责晶状体透明度的组成蛋白质之间的相互作用。这将导致理解在病理条件下导致晶状体混浊（白内障）的特定蛋白质相互作用的基本机制。
2007-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Transport properties of polydisperse hard sphere fluid: Effect of distribution shape and mass scaling
模型多分散流体代表了许多真实的流体，如胶体悬浮液和聚合物溶液。在这项研究中，考虑一个集中的大小多分散硬球流体的大小来自两个不同的分布函数，即均匀和高斯，并探讨多分散性和质量缩放的输运性质的影响一般。一个简单的解析解的基础上玻尔兹曼输运方程（连同使用Chapman-Enskog（CE）方法的解决方案），使用它得到的各种传输系数。该方法的核心思想是，在多分散体系中，碰撞散射截面与随机变量\textit{z}成正比，该随机变量等于两个随机变量$σ_i$和$σ_j$（代表颗粒直径）之和，并且\textit{z}的分布可以写成两个分布$P(σ_i)$和$P(σ_j)$的卷积。得到的传输系数表示为多分散指数，$δ$的显式函数，并探讨其依赖于粒度分布的性质。据观察，在低的多分散性限制，传输系数被发现是不敏感的类型的尺寸分布函数考虑。用Chapman-Enskog方法和我们的简单分析方法得到的分析结果（扩散系数和热导率）与模拟结果吻合得很好。而对于剪切粘度，我们的分析方法与$δ\le 20\%$的结果一致，而与$δ\approx 40\%$的结果一致（在极限值$δ\rightarrow 0$内）。有趣的是，缩放质量的影响（即，质量与粒度成比例，因此是随机变量）不会产生显著的定性差异。
2022-11-22 cond-mat.soft
Induced phase transformation in ionizable colloidal nanoparticles
针对可电离胶体体系pH效应建模困难的问题，通过布朗模拟得到随pH变化的相图，发现pH升高使酸基颗粒从面心立方堆积转无序，揭示高平均电荷下电荷调控诱导胶体无定形固体的机制。
2023-10-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Effect of particle polydispersity on the irreversible adsorption of fine particles on patterned substrates
我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟的图案化基板的细胞内的多分散磁盘的不可逆吸附。该模型捕捉相关功能的不可逆吸附的球形胶体颗粒图案基板上。该图案由（相等的）正方形单元组成，其中吸附可以发生，以正方形晶格的顶点为中心。需要两个独立的无量纲参数来控制图案的几何形状，即，以平均粒径测量的单元尺寸和单元-单元距离。然而，为了描述相图，还需要两个额外的无量纲参数，最小和最大颗粒半径。我们发现，任何两个相邻的区域之间的相变相图只取决于最大和最小的颗粒尺寸，但不对半径的分布函数的形状。我们认为大小分散高达20%的平均半径使用物理动机截断高斯尺寸分布，并专注于制度，吸附颗粒不与那些以前吸附在相邻的细胞表征堵塞的状态结构。这项研究概括了以前的精确关系单分散颗粒占尺寸分散。由于图案的存在，覆盖显示出对小区大小的非单调依赖性。该图案还影响吸附颗粒的半径，其中观察到特别是在高多分散性下的较小半径的优先吸附。
2012-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
A scaling approximation for structure factors in the integral equation theory of polydisperse nonionic colloidal fluids
利用纯液体的积分方程，结合基于对关联函数对应态处理的新的“标度近似”，计算了由具有多分散性的不带电粒子组成的胶体流体的近似结构因子。硬球和Lennard-Jones相互作用被认为是。对于多分散硬球，缩放近似相比，利用小角度散射实验（去耦近似，局部单分散近似）和范德华单流体理论的理论。测试结果对预测的解析表达式，精确的打击乐Yevick近似。对于多分散的Lennard-Jones粒子，标度近似与“修改超网链”积分方程相结合，测试对分子动力学数据产生的本工作。尽管它的简单性，标度近似表现出令人满意的性能为两个潜在的，并代表了上述理论的相当大的改进。最后讨论了所提出的理论的缺点、它对实验散射数据分析的适用性以及它对不同势的可能扩展。
1999-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase behavior of polydisperse sticky hard spheres: analytical solutions and perturbation theory
讨论了多分散胶体悬浮液在粘附力作用下的相共存问题。多分散性和巴克斯特的粘性硬球（SHS）的潜力，描述硬球通过强大的和非常短的吸引力相互作用的综合效果，引起内的打击乐-Yevick（PY）近似，耦合二次方程，在一般情况下，不能解决无论是解析或数值。我们审查和比较两个最近的替代方案，我们试图绕过这个困难。在第一种方法中，截断直接关联函数的密度展开，我们考虑了比PY方法简单的近似。这些$C_{n}$近似可以被系统地改进。我们已经能够提供一个完整的分析描述的多分散SHS流体通过使用最简单的两个订单$C_{0}$和$C_{1}$，分别。这样的简化是以相图中较低的准确度为代价的，但是具有提供与相平衡中的多分散性的开始（例如分馏）相关联的各种新现象的分析描述的优点。第二种方法是基于多分散PY解决方案周围的单分散对应的微扰扩展。这种方法提供了一个合理的近似真实的相行为，在成本只考虑弱的多分散性。虽然最后seattlement上的健全的后一种方法将需要多分散巴克斯特模型的数值模拟，我们认为，这种方法预计将保持正确考虑到多分散性的影响，至少定性。
2006-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscoelasticity and shear flow of concentrated, non-crystallizing colloidal suspensions: Comparison with Mode-Coupling Theory
我们提出了一个全面的流变学研究的热敏颗粒分散在水中的悬浮液。这些颗粒的体积分数可以通过系统的温度以连续的方式调节。由于颗粒的有限多分散性（标准偏差：17%），结晶被抑制并且没有流体-晶体转变介入。因此，在线性粘弹性状态下的模量$G'$和$G"$以及流动曲线（剪切应力$σ(\dotγ)$作为剪切速率$\dotγ$的函数）可以在流体区域中直到玻璃化转变附近测量。此外，可以在8个数量级的剪切速率范围内获得流动曲线，而可以测量跨越9个数量级的$G'$和$G"$。特别强调精确测量到最小的剪切速率/频率。它表明，模式耦合理论广义的集成通过瞬态框架提供了一个完整的描述的流动曲线，以及与一组定义良好的参数的浓悬浮液的粘弹性行为。
2008-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Designing active colloidal folders
主动力能否被利用来驱动活性聚合物的持续塌陷成为折叠结构？在本文中，我们介绍并进行数值模拟的一个简单的模型，积极的胶体文件夹，并表明，一个明智的列入积极的力量到一个刚性的胶体链可以产生可设计和可重构的二维折叠结构。关键特征是根据特定的模式（序列）组织垂直于链骨架的力。我们描述了这个模型的物理特性，并使用一些数值技术，对新兴构象的结构和动力学进行了深入的统计分析。我们发现了一些有趣的功能，包括存在一个直接对应的序列之间的积极的力量和折叠构象的结构，我们发现存在一个合奏的高度流动的紧凑的结构能够从构象移动到构象。最后，类似于蛋白质的设计问题，我们讨论了一种方法，能够设计特定的目标折叠序列的主动力采样。
2022-02-08 cond-mat.soft
The Raspberry model for protein-like particles: ellipsoids and confinement in cylindrical pores
通过原子模拟研究蛋白质的质量传输需要超出现代计算机系统的计算能力的时间和长度尺度。胶体粒子的树莓模型结合介观流体动力学方法的格子玻尔兹曼有利于粗粒度的模拟，是在微秒和数百纳米的数量级的蛋白质样胶体粒子的扩散运输的研究。乌藨子模型再现线性运动阻力与颗粒大小和正确的增强阻力圆柱形孔内偏心坐标的球形颗粒。由于许多蛋白质的高纵横比，椭圆形的树莓胶体颗粒的构建和复制的几何阻力因子的Perrin和Happel和Brenner在实验室框架和移动的身体框架。准确的身体框架旋转扩散运动期间已被捕获的第一次使用位移的投影。
2016-08-03 cond-mat.soft
Liquid-gas coexistence and critical point shifts in size-disperse fluids
采用专门的蒙特卡罗模拟和矩自由能（MFE）方法研究了尺寸分散流体的液-气相平衡。在固定多分散性的约束下进行研究，即规定粒径$σ$的“母体”密度分布$ρ^0(σ)$的形式。这是实验上现实的情况，例如胶体分散体。的模拟被用来获得的云和阴影曲线特性的Lennard-Jones流体的直径分布根据舒尔茨形式与大（40%）程度的多分散性。良好的定性一致的结果从MFE方法研究相应的范德华模型，将尺寸分散度在硬核参考和有吸引力的部分的自由能。结果表明，多分散性导致云曲线之间的共存区域相当宽。分馏在这个区域中的主要效果是一个共同的整体缩放的颗粒大小和典型的颗粒间的距离，我们讨论了为什么这种效果是相当具体的舒尔茨直径分布的系统。其次，通过研究一类具有不同宽度分布的系统，我们估计了临界点参数对$δ$的依赖性。与先前的理论预测相反，发现尺寸分散性将临界温度提高到其单分散值以上。不寻常的多分散体系，临界点被发现在所有情况下都位于或非常接近共存区域的极值。我们概述了一个参数，表明这种行为将发生时，尺寸多分散性只影响范围，而不是粒子间相互作用的强度。
2004-06-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biaxial nematics and nematic-nematic demixing in polydisperse mixtures of hard board-like particle fluids
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本研究通过理论模拟和蒙特卡洛模拟，发现多分散性增强硬板状粒子液晶中单轴相分离并扩大双轴相稳定区，为沉降实验设计提供参考。
2026-09-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direction-dependent Dynamics of Colloidal Particle Pairs and the Stokes-Einstein Relation in Quasi-Two-Dimensional Fluids
流体动力学相互作用对于不同的流体，特别是那些具有低的胶体金数的流体，例如微生物和颗粒负载的悬浮液，以及在膜中扩散的蛋白质是重要的。不幸的是，虽然远场（渐近）流体动力学相互作用在二维和三维中得到了充分的理解，但近场相互作用却没有，因此我们对稠密流体悬浮液中的运动仍然缺乏了解。在这方面的贡献，我们实验探索准二维胶体流体中的近场粒子之间的流体动力学相关性。令人惊讶的是，所测得的位移和弛豫的粒子对的身体框架表现出方向依赖的动态，可以定量地连接到所测得的近场流体动力学相互作用。这些发现，反过来，提出了一个机制，如何以及何时流体力学可以导致无处不在的斯托克斯-爱因斯坦关系（SER）的崩溃。我们观察到这种故障，有趣的是，我们表明，方向相关的故障的SER改善沿方向的流体动力学相关性最小。总的来说，这项工作揭示了近场流体力学在二维流体传输和动态重组方面的重要影响。
2023-02-09 cond-mat.soft
Flexibility-induced effects in the Brownian motion of colloidal trimers
形状变化导致的节段性的灵活性是无处不在的分子和生物系统中，预计会影响扩散运动和（生物）功能的分散对象。最近发展的胶体结构与自由连接的债券，现在已经取得了直接的实验研究扩散形状变化的对象成为可能。在这里，我们展示了最简单的模型系统，一个自由连接的三个球形粒子的集群，并验证长期存在的理论预测的片段的灵活性的效果。我们发现，除了旋转扩散时间，一个类似的构象扩散时间管理的扩散运动，独特的柔性组件的松弛，和他们的平移扩散系数不同的一个小的，但可测量的量。我们还发现了一个布朗准扇形模式，扩散运动耦合到布朗形状的变化。我们的研究结果可能对扩散起重要作用的分子和生物系统产生影响，例如锁和钥匙蛋白质相互作用中的功能位点可用性。
2020-07-27 cond-mat.soft
A model of thermophoresis of colloidal proteins in water using non-Fickian diffusion currents
Indian Institute of Science Education and Research, Pune, India（印度科学教育研究所）
本文研究了非菲克扩散电流对水溶液中胶体粒子热泳运动的影响，通过比较理论结果与三种多肽的实验数据，发现非菲克扩散电流是理解热泳和热扩散的关键因素。
2026-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effect of iron oxide loading on magnetoferritin structure in solution as revealed by SAXS and SANS
合成生物大分子磁性铁蛋白（脱铁铁蛋白），其在蛋白质壳内含有氧化铁核（脱铁铁蛋白），并具有不同的铁含量。用小角同步辐射X射线（SAXS）和中子（SANS）散射分析了它在水溶液中的结构。负载因子（LF）定义为每个蛋白质的平均铁原子数，变化高达LF=800。随着LF的增加，散射曲线的总散射强度相对增加，部分拖尾和SANS对比度变化数据中的匹配点移动。分析表明，增加的多分散性的蛋白质和相应的有效增加的磁性材料的相对含量对蛋白质部分的壳与LF的增长。在高于~150的LF下，脱铁铁蛋白壳经历结构变化，这强烈指示壳稳定性受氧化铁存在影响的事实。
2017-01-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Non-additivities of the particle sizes hidden in model pair potentials and their effects on physical adsorptions
了解胶体粒子在基底附近的组装机理对于电池、多相催化剂、涂料和化妆品的开发具有重要意义。了解这一机制对于胶体颗粒和蛋白质的结晶也很重要。在这项研究中，我们计算了胶体颗粒的物理吸附在一个平坦的墙壁上，通过使用积分方程理论，其中采用小和大的胶体颗粒。在计算系统中，双电层电位被用作对电位。在某些情况下，从计算结果发现，小颗粒更容易被吸附。从Asakura-Oosawa理论的观点来看，这一结果是不寻常的：我们称之为“反转现象”。然后，我们研究了反转现象的机理。结果表明，颗粒尺寸的非加和性是导致反转现象的主要原因。此外，我们还提出了分析对势的非加性的方法。该方法将是有用的检查各种模拟结果和力场模拟的胶体粒子和蛋白质的发展。
2022-05-18 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Measuring multisubunit mechanics of geometrically-programmed colloidal assemblies via cryo-EM multi-body refinement
本研究提出利用冷冻电镜和RELION多体精修测量DNA折纸亚基组装体力学特性的方法，提取的参数可预测组装结果，为纳米材料组装设计提供新路径。
2025-01-16 cond-mat.soft
Theory of activated-rate processes under shear with application to shear-induced aggregation of colloids
使用一种新的近似方案内的对流扩散（两体Smoluchowski）方程的框架，我们揭示了剪切驱动的聚集机制在剪切胶体系统的结构形成的起源。该理论，验证了对数值和实验，解释了诱导时间，其次是爆炸性的（不可逆的）上升的粘度观察到的电荷稳定的胶体和蛋白质系统在稳定的剪切。这里推导出的具有剪切力的Arrhenius型方程，扩展了存在剪切力的Kramers理论，是第一个分析结果，清楚地表明了剪切驱动在软凝聚态中遇到的活化速率过程中的重要作用。
2010-02-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic Interactions in Two Dimensions
我们测量胶体粒子之间的流体动力学相互作用局限在一个薄片的流体。与本体流体相比，减小的维度显著地增加了耦合的范围。利用光镊，我们迫使一个两体系统沿迁移率张量的本征模，并发现本征迁移率随粒子分离的几何变化。在100个半径距离处，相关运动和反相关运动的迁移率相差两倍，而在体相流体中，它们实际上是无法区分的。我们推导出的Oseen流体力学张量，定量再现所观察到的行为的二维对应。这些结果突出了在胶体系统和生物膜中的蛋白质的运输和相互作用的重要性的维度。
2008-04-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From Hindered to Promoted Settling in Dispersions of Attractive Colloids: Simulation, Modeling, and Application to Macromolecular Characterization
通过高分辨浸没边界模拟研究了具有短程吸引力的胶体颗粒的沉降。在适度的体积分数，我们表明，胶体间的吸引力导致集群，减少流体回流所施加的阻碍沉降。对于足够的吸引力强度，增加颗粒浓度使颗粒簇生长，这进一步增加了称为促进沉降的物理模式中的平均沉降速率。浸没边界模拟相比，最近的实验测量的沉降速率在纳米粒子分散体的颗粒被驱动聚集的短程耗尽吸引力。模拟能够定量再现实验结果。我们表明，一个简单的，经验模型的粘合剂硬球分散体的沉降速率可以从实验和计算数据的组合，以及有效的浓度和吸引力强度在一定的渐近极限的分析结果。这个模型自然地扩展了Richardson-Zaki形式主义，用于描述硬排斥球的受阻沉降。集体扩散系数的球形蛋白质的浓缩溶液中的实验测量被用来说明推理的粘性，球状大分子使用这个新的经验模型的有效相互作用参数。最后，讨论了模拟方法和经验模型在其他胶体体系中的应用。
2018-03-28 cond-mat.soft
Understanding the dynamics of biological colloids to elucidate cataract formation towards the development of methodology for its early diagnosis
接目镜是哺乳动物组织中表现出复杂胶体行为的最典型的例子。在本文中，我们简要介绍了如何在胶体悬浮液中的动力学可以帮助解决晶状体白内障，这是最终相关的蛋白质自组装在病理条件下的选定方面。从动态光散射的接目镜匀浆在一个广泛的蛋白质浓度的结果进行了分析，并确定了各种松弛模式的集体和自扩散过程。使用此信息作为输入，完整晶状体核的复杂松弛模式被合理化。冷性白内障模型-晶状体细胞质在冷却下的相分离效应-用于在体外条件下模拟晶状体白内障，以确定可用作白内障发作的可靠指标的关联函数的参数。动态光散射作为一种非侵入性的，早期诊断工具的眼部疾病的适用性也证明了在本文件的调查结果的光。
2008-12-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Self-assembly mechanism in colloids: perspectives from Statistical Physics
受最近胶体粒子化学合成的实验结果的启发，我们在生物系统中发生的自组装过程（例如蛋白质折叠）和材料科学领域中新的令人兴奋的可能性之间进行类比。我们考虑了一个自组装过程，其基本构件是各种类型的装饰斑片状胶体，自发地驱动系统向一个独特的和预定的目标宏观结构。为此，我们讨论了一个简单的理论模型-Kern-Frenkel模型-描述了一个流体的胶体球形颗粒与一个预定义的数量和分布在其表面上的疏溶剂和亲溶剂区域。疏溶剂和亲溶剂区域分别用短程方阱势和硬球势描述。积分方程和微扰理论提出讨论的结构和结晶性质，特别强调在温度-密度平面的流体-流体（或气体-液体）的过渡的计算。该模型允许描述一个和两个有吸引力的帽子，作为覆盖的有吸引力的表面的分数的函数，从而在改变覆盖范围时在方井和硬球流体之间插值。通过与蒙特卡罗模拟的比较，我们评估的优点和缺点的积分方程和微扰理论在目前的背景下，片状胶体，其中的计算工作的数值模拟是相当苛刻的。
2012-07-24 cond-mat.soft
Coherent X-rays reveal anomalous molecular diffusion and cage effects in crowded protein solutions
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Universität Siegen（锡根大学）；European X-Ray Free-Electron Laser Facility（欧洲X射线自由电子激光设施）；TU Dortmund（多特蒙德工业大学）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；University of Hamburg（汉堡大学）；ESRF - The European Synchrotron（欧洲同步辐射光源）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）
利用MHz-XPCS研究铁蛋白在拥挤环境中的异常扩散及笼效应，通过δγ理论建模揭示蛋白质在细胞质中的复杂运动机制。
2025-12-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Combining scattering experiments and colloid theory to characterize charge effects in concentrated antibody solutions
本研究结合电泳、光散射、SAXS与微流变学及胶体理论和粗粒化模拟，系统表征带电IgG1 mAb在不同浓度和离子强度下的溶液行为，强调高浓度预测需纳入形状与电荷各向异性。
2023-11-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Origins of suppressed self-diffusion of nanoscale constituents of a complex liquid
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
研究通过MHzX射线光子相关光谱揭示半导体纳米晶体在胶体分散体和液相中的密度波动动力学，发现受抑自扩散源于显性吸引力作用，为复杂流体和软物质的动力学研究提供新视角。
2026-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective potentials for polymers and colloids: Beyond the van der Waals picture of fluids?
这篇文章简要回顾了最近的一些工作，证明了胶体流体原子流体类比的部分故障<-->。原子流体的液态理论的成功部分源于范德华图，其中空间相互作用占主导地位的结构，吸引力相互作用可以作为微扰加入。对于由有效势描述的复杂流体，这种描述可能会被打破。在讨论的第一个例子中，在非添加剂的硬球混合物的耗尽电位被证明是令人惊讶的复杂，导致流体结构和流体-固体的过渡主导的吸引力的潜力，而不是由硬核的属性。许多胶体悬浮液，可能还有球状蛋白质，都属于这种{ \em高能流体}。在第二个例子中，粗粒化的聚合物导致软核有效势和相关的{ \em平均场流体}行为的维里膨胀，状态方程，但几乎是线性的密度，以及关联函数以及描述的随机相位近似的故障区分。
2001-02-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Detection of early cluster formation in soft matter: an entropic imprint
我们研究模型蛋白质溶液和胶体悬浮液的温度范围内，系统的性质从一个均匀的流体的“集群流体”的变化。它是通常假设-推导出的行为的结构相关性-这种微相分离集作为一个连续的过程。我们挑战这样的假设，并证明熵在一个明确定义的温度阈值上表现出不连续的行为，提供了流体中发生的修改的整洁签名。所有的预测，在一个精致的理论框架内的液体状态，系统地评估对广泛的蒙特卡罗模拟。我们强调我们的结论的广泛的一般性，以及准确的理论处理的重要性，以表征软材料的热力学性质。
2011-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Specific Ion Effects of Trivalent Cations on the Structure and Charging State of $β$-Lactoglobulin Adsorption Layers
在这项工作中，我们解决了Y $^{3+}$和Nd $^{3+}$阳离子的乳清蛋白$β$-乳球蛋白（BLG）的吸附在空气-水界面的电解质浓度的函数的影响。这两种阳离子引起非常相似，但在界面和本体溶液中的戏剧性的变化。在这里，应用了电子迁移率和振动和频产生光谱（SFG）的测量，并且一致地显示出对于15 $μ$ M的BLG浓度，在Y $^{3+}$或Nd $^{3+}$的30（本体）和40（界面）$μ$ M的非常低的离子浓度下BLG净电荷的反转。来自界面BLG的Asp或Glu残基的羧酸伸缩振动的SFG光谱显示羧酸伸缩频率的显著变化，我们将其与Y $^{3+}$或Nd $^{3+}$离子与蛋白质羧酸基团的特异性和有效结合相关联。BLG部分与绑定的三价离子的特征重入缩合被发现在一个广泛的浓度范围内的点周围的零净电荷。当离子浓度为50 $μ$ M时，BLG的胶体稳定性最高。<20 $μ$ M and >对BLG溶液宏观泡沫的研究表明，界面荷电状态与泡沫稳定性之间存在结构-性能关系。事实上，当界面净电荷可忽略时，发现在20 $μ$ M离子浓度下泡沫稳定性最小。我们的研究结果提供了新的信息在液-气界面的蛋白质/离子分散体的电荷反转。因此，我们认为我们的研究结果是澄清界面处重入冷凝效应及其与泡沫稳定性相关性的重要一步。
2020-07-15 cond-mat.soft physics.chem-ph
