Effect of the polydispersity of a colloidal drop on the drying induced stress as measured by the buckling of a floating sheet
我们研究了二氧化硅纳米粒子的胶态液滴在干燥过程中产生的应力。特别地，我们使用薄浮片的摩擦不稳定性来测量由沉积物施加在衬底上的净应力，并且我们专注于颗粒多分散性的影响。在双分散悬浮液的情况下，我们表明，少量的大颗粒大大降低了预期的应力，我们解释为在多孔材料中形成较低的流体动力学阻力路径。由于胶体悬浮液通常是多分散的，我们表明，不同的平均粒径的应力是有效地占主导地位的分布，而不是由平均粒径较大的颗粒。
2016-05-19 cond-mat.soft
Cross-interaction drives stratification in drying film of binary colloidal mixtures
当由不同尺寸的颗粒组成的胶体溶液的液体膜在基底上干燥时，胶体通常分层，其中较小的胶体位于较大的胶体上。这种现象是违反直觉的，因为具有较小扩散常数的较大胶体预计在干燥过程中保持在表面附近，在较小胶体的顶部留下较大胶体层。在这里，我们表明，这种现象是由胶体之间的相互作用，并可以解释的扩散模型，占胶体之间的相互作用。通过对演化方程的数值和解析研究，我们得到了获得分层结构的条件。
2017-02-10 cond-mat.soft
Inverse design of drying-induced assembly of multicomponent colloidal-particle films using surrogate models
Auburn University（奥本大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文通过代理模型逆向设计策略，研究多组分胶体粒子薄膜的干燥诱导自组装，利用GPR和切比雪夫多项式插值进行优化与近似，提高设计效率。
2025-09-12 cond-mat.soft
Collective diffusion coefficient of a charged colloidal dispersion: interferometric measurements in a drying drop
在目前的工作中，我们使用马赫-曾德尔干涉彻底调查的带电胶体分散体的二维受限液滴的干燥动力学。该技术使得可以在液滴干燥期间以高精度（约0.5%）和高时间和空间分辨率（约1帧/秒和5 $μ$ m/像素）测量胶体浓度场。这些功能使我们能够探测质量运输的带电分散体在这种不平衡的情况。特别是，我们的实验提供的证据表明，液滴内的质量传输可以描述为一个纯粹的扩散过程的一些参数范围内的浮力驱动的对流是可以忽略不计的。然后，我们能够从这些实验中高精度地提取分散体$D(φ)$在宽浓度范围$φ=0.24$ - $0.5$（即从液体分散状态到固体玻璃状态）上的集体扩散系数。$D(φ)\simeq 5$ - $12 D_0$的测量值明显大于由Stokes-Einstein关系给出的简单估计值$D_0$，从而突出了胶体相互作用在这种分散体中所起的重要作用。
2020-08-12 cond-mat.soft
Drying of Bio-colloidal Sessile Droplets: Advances, Applications, and Perspectives
本综述梳理近十年固体基底上生物胶体液滴干燥的实验进展，关联其组成与干燥图案，探讨影响因素及医学诊断等应用，展望交叉领域研究方向。
2022-12-19 cond-mat.soft
Exploring the role of hydrodynamic interactions in spherically-confined drying colloidal suspensions
Auburn University（奥本大学）；Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
研究干燥球形液滴中胶体粒子分布，采用动态密度泛函理论和粒子模拟，发现流体动力学相互作用显著增强浓度梯度，但界面边界条件对分布影响不大，DDFT在自由排水情况下表现良好，但在高浓度下失效，需改进两体密度相关函数的近似。
2025-01-23 cond-mat.soft
A double rigidity transition rules the fate of drying colloidal drops
本文通过宏观成像与微观动力学测量研究干燥胶体液滴，发现超过蒸发速率阈值后液滴先后经历可逆玻璃化转变和永久颗粒聚集两种刚性转变，并据此提出统一状态图。
2023-08-30 cond-mat.soft
Dynamic density functional theory for drying colloidal suspensions: Comparison of hard-sphere free-energy functionals
动态密度泛函理论（DDFT）是一种很有前途的方法，用于预测含有一种或多种类型胶体颗粒的干燥悬浮液的结构演化。假设的自由能泛函是DDFT的一个关键组成部分，它决定了模型的热力学，进而决定了由于浓度梯度引起的密度通量。在这项工作中，我们比较了几种常用的自由能泛函干燥硬球悬浮液，包括局部密度近似的基础上的理想气体，维里，和Boublík-Mansoori-Carnahan-Starling-Leland（BMCSL）状态方程，以及基于基本测量理论（FMT）的加权密度近似。为了确定每个功能的准确性，我们在不同的初始高度和组成的干燥膜模型的一个和两个组件的硬球悬浮液，我们比较DDFT预测的体积分数的配置文件，以粒子为基础的布朗动力学（BD）模拟。FMT准确地预测的单组分悬浮液的结构，即使在高浓度和显着的密度梯度发展时，但维里和BMCSL状态方程提供了合理的近似较小的浓度在降低计算成本。在双组分悬浮液中，FMT和BMCSL彼此相似，但与BD模拟相比，适度高估了分层的程度。这一工作为软质材料在溶剂干燥、溶剂冻结和沉降等非平衡过程中选择热力学模型提供了有益的指导。
2022-08-02 cond-mat.soft
The model of drying sessile drop of colloidal solution
本文提出并研究了一个胶体悬浮液滴在水平衬底上的干燥模型，在该模型中发生溶胶-凝胶相变。通过数值模拟得到了溶质体积分数随时间的变化规律和凝胶相动力学。我们的模型考虑了一些物理量依赖于胶体颗粒的体积分数的事实。
2010-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Colloid-Colloid Interactions Impact Network Morphology of Confined Colloidal Drying Patterns
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）
该研究探究受限胶体干燥图案的网络形态，通过改变盐浓度调控胶体相互作用，发现其遵循默里定律，盐浓度会影响网络拓扑结构。
2026-10-14 cond-mat.soft
Role of evaporation rate on the particle organization and crack patterns obtained by drying a colloidal layer
--通过干燥胶体层来制造固体薄膜的一个科学障碍是防止它们破裂。本文研究了胶体液体的干燥速率如何影响在纳米尺度上的颗粒堆积与在宏观尺度上观察到的裂纹图案的相关性。提高干燥速率会导致更有序、更致密的固体结构，干燥后的样品会有更多的裂纹。然而，在干燥过程中引入保持时间（在规定的时间点）会导致更无序的固体结构，裂纹明显减少。为了解释这些观察结果，本文阐明了较长的干燥方案有利于聚集体的形成。进一步认为，随着干燥速率的降低，聚集体的数量和尺寸增加。从颗粒堆积的观点来看，这导致形成更无序的多孔膜，从宏观尺度的观点来看，这导致形成更耐受的膜，即更少的裂纹。
2016-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface patterns in drying films of silica colloidal dispersions
我们报告了二氧化硅胶体分散体干燥的实验研究。在这里，我们专注于表面不稳定性发生在一个干燥的糊状物阶段之前，裂纹的形成，影响最终的电影质量。宏观和微观尺度的观察揭示了不稳定性的发生，以及膜表面的形态。此外，我们表明，在二氧化硅颗粒上添加吸附聚合物可以用来抑制在特定条件下的分子量和浓度的不稳定性。我们将这种抑制与糊剂弹性模量的增加有关。
2014-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Drying of Soft Colloidal Films
本研究利用核壳微凝胶界面单层作为模型系统，通过视频显微镜和计算机模拟等方法，揭示了微凝胶粘附力与毛细管力在干燥过程中的相互作用，发现在疏水基底上使用较软胶体可更准确地复制界面微观结构。
2024-11-09 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
Drying-Induced Size Segregation and Stratification in Colloidal Droplets across Binary, Ternary, and Polydisperse Systems
Utrecht University（乌得勒支大学）
该研究通过BD和MPCD模拟，揭示二元、三元及多分散胶体液滴干燥时会发生分层，大颗粒在内小颗粒在外，可用于制备分层结构超粒子。
2026-10-16 cond-mat.soft
The buckling and invagination process during consolidation of colloidal droplets
干燥胶态分散体的液滴可导致复杂的斑图形成，这是由于液滴表面处的表皮的发展和变形。本研究的重点是在一个有限的几何形状，允许直接观察皮肤厚度的胶体分散液滴的干燥过程。在干燥过程中，屈曲过程之后是液滴内部的单个凹陷生长。液滴的变形被认为是通用的，并研究了各种胶体分散体。最后的形状可以部分地解释了简单的能量分析的基础上的弯曲和拉伸变形之间的竞争。特别是，最终的形状使我们能够精确地确定临界厚度的壳屈曲。这项研究使我们能够验证2D液滴的理论，并将其应用到3D液滴的情况下，其中的厚度是无法直接观察。
2012-11-07 cond-mat.soft
Spacial and temporal dynamics of the volume fraction of the colloidal particles inside a drying sessile drop
应用润滑理论，研究了固体基底上固着胶体液滴的干燥过程。提出了一个简单的模型来描述时间动态的形状的下降和下降内的胶体颗粒的体积分数。考虑了粘度的浓度依赖性。结果表明，液滴的最终形状取决于胶体颗粒的初始体积分数和毛细管数。我们的模拟结果是在一个合理的协议与公布的实验数据。本文给出了人血清白蛋白（HSA）水溶液液滴的计算方法。
2010-08-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Universal hydrodynamic mechanisms for crystallization in active colloidal suspensions
在活性胶体悬浮液中缺乏细致平衡允许耗散以确定静止状态。在这里，我们表明，缓慢的粘性流动产生的极性或非极性的活性胶体附近的平面壁介导有吸引力的水动力，驱动结晶。流体动力学介导的扭矩往往会使晶体不稳定，但稳定性可以通过临界量的底部沉重或手性活性来恢复。数值模拟表明，结晶是不成核的，在平衡，但之前由一个类似的失稳。谐波激发的活性晶体放松扩散，但正常模式是不同的平衡胶体晶体。这里提出的流体力学机制是普遍的，合理化最近的实验活性胶体的结晶。
2016-11-23 cond-mat.soft
From suspensions to porous multilayers: microstructure formation and particle packing in drying colloidal films
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IET-2), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心埃尔朗根-纽伦堡亥姆霍兹可再生能源研究所（IET-2））；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本研究通过数值模拟结合理论模型，揭示胶体薄膜干燥时颗粒间相互作用决定最终多孔结构，为定制功能层提供指导。
2026-08-17 cond-mat.soft
Dynamic stratification in drying films of colloidal mixtures
在模拟和实验中，我们研究了在水中含有大小胶体颗粒的混合物的薄膜的干燥。在干燥过程中，混合物分层为底部的较大颗粒层和顶部的较小颗粒层。我们开发了一个模型，表明在干燥过程中动态发展的渗透压梯度，是分层背后的分离机制。
2016-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical density functional theory for the drying and stratification of binary colloidal dispersions
我们发展了一个基于动态密度泛函理论的模型，用于研究平面上胶体薄膜的干燥。我们考虑两种不同尺寸的硬球胶体的混合物。根据溶剂蒸发速率和两种物质的初始浓度，我们观察到不同程度的分层在最终的干燥膜。我们的模型预测的各种结构中描述的文献中以前从实验和计算机模拟，特别是小的顶部分层膜。我们的模型还包括颗粒吸附到界面的影响。
2021-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of the stratification process in drying colloidal dispersions studied by terahertz time-domain spectroscopy
我们提出了一个光学研究，揭示了在干燥的胶体分散体的分层过程的散装动力学。太赫兹时域光谱已被用于测量原位溶剂型和水性涂料层作为干燥时间的函数。干层厚度、湿层厚度和总厚度的动态变化反映了已建立的干燥机理的主要过程。此外，结果表明仅当干燥过程处于蒸发控制状态时才分层，而涂层显示出对于扩散控制干燥保持单层。
2014-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Role of particle aggregation on the structure of dried colloidal silica layers
胶体干燥的过程在包括光子学或生物技术在内的许多领域中让位于粒子自组装。然而，在干胶体层中驱动最终颗粒排列的机制和条件仍然难以捉摸。在这里，我们研究了干燥速率如何选择在四个不同的二氧化硅纳米球悬浮液中的厚干燥层的纳米结构。取决于颗粒尺寸和分散性，在干燥表面处发生无定形排列、结晶排列或速率依赖的无定形到结晶转变。在两种最多分散的悬浮液中观察到无定形排列，而当分散度较低时发生结晶。与直觉相反，在后一种情况下，较高的干燥速率有利于颗粒的有序化。为了补充这些测量并评估层的整体性能，进行了层孔隙率测试。对于本文研究的所有悬浮液，更快的干燥产生更致密的干燥层。结晶表面排列意味着大体积分数（$\sim$ 0.65），而在具有低（低至$\sim$ 0.53）或高（$\sim$ 0.65）体积分数的层中可以观察到非晶排列。最后，我们证明，通过有针对性的额外的实验和SAXS测量，层的包装结构主要是由聚集体的形成和随后的包装，而不是由布朗扩散和对流之间的竞争。这突出表明，除了Peclet数之外，还应考虑第二个无量纲比率，即蒸发时间尺度上的聚集。
2020-12-10 cond-mat.soft
Self-assembly of Colloidal Superballs Under Spherical Confinement of a Drying Droplet
了解胶体积木形状和自组装材料结构之间的关系对于通过自组装开发新材料具有重要意义。在这方面，胶体超级球是独特的积木，因为它们的形状可以在球形和立方体之间平滑过渡。胶体超球在球形约束下的组装形成了具有有序内部结构的宏观团簇。利用小角X射线散射（SAXS），我们探测胶体超级球分散液滴在约束过程中的内部结构。我们观察并确定四个不同的干燥制度，通过蒸发液滴压缩过程中出现的，我们跟踪组装的宏观结构的发展。随着超级球的组装，我们发现它们排列成预测的准晶体，菱形C1晶格，该晶格因组成超级球的形状而异。这提供了对约束和颗粒形状之间的行为的见解，可以应用于新功能材料的开发。
2021-12-14 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Crystallization kinetics of colloidal model suspensions: recent achievements and new perspectives
胶体模型系统允许在相当理想的条件下研究结晶动力学，具有相当好的特征对相互作用和最小化的外部影响。在补充的方法，因此，实验，分析理论和模拟已被用来研究胶体凝固非常详细。这些研究是基于先进的光学方法，仔细的系统表征和复杂的数值方法。定量地讨论了胶体粒子间相互作用的类型、强度和范围以及胶体特异性多分散性的影响。结晶的关键参数推导和比较的金属系统。这些系统的调查显着有助于提高一般的结晶过程的理解。此外，在过去的十年中，新的基本问题已经出现并（部分）得到解决，包括例如均质成核中的两步成核机制、结晶途径的选择或非均质成核中边界条件的微妙相互作用。另一方面，通过施加梯度和外场，可以控制不同成核和生长模式之间的竞争，并影响所得的微结构。本审查试图说明自千年之交以来发生的有趣的事态发展，并确定重要的新趋势，特别侧重于实验方面。
2014-04-02 cond-mat.soft
Controlling Porosity in Supraparticles Composed of Colloidal Rods and Spheres
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.（德累斯顿莱布尼茨聚合物研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Auburn University（奥本大学）
通过模拟研究棒状和球形胶体颗粒在液滴干燥过程中组装成超颗粒，选择性移除一种颗粒后形成多孔结构，发现剩余颗粒形成连通网络，孔隙率受颗粒尺寸和形状影响。
2026-06-16 cond-mat.soft
Role of local assembly in the hierarchical crystallization of associating colloidal hard hemispheres
自然界中广泛存在着由简单构件的局部结合形成复杂结构的分级自组装，但局部组装的本质作用尚不清楚。在这项工作中，通过使用计算机模拟，我们研究了一个简单的模型系统，包括相关的胶体半球结晶成面心立方晶体组成的球形二聚体的半球，专注于二聚体的形成对分级结晶的影响。我们发现，除了帮助晶体形核，因为增加的对称性的积木，半球之间的关联也可以诱导两个重入熔融和重入结晶取决于相互作用的范围。特别是当相互作用是高度粘性时，我们观察到一种新的相同晶体的重入结晶，它只在一定的温度范围内熔化。这为通过调节局域缔合的涨落来制备响应性晶体材料提供了一个新的方向。
2017-09-25 cond-mat.soft
Instabilities in Drying Colloidal Films: Role of Surface Charge and Substrate Wettability
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
研究揭示了粒子表面电荷与基底润湿性对干燥胶体薄膜裂纹和剥离行为的影响，通过实验分析了不同电荷和基底条件下的蒸发动态和裂纹模式。
2026-01-25 cond-mat.soft
Origin of crack pattern in the deposition from drying colloidal suspension
断裂力学被广泛用于解释胶体悬浮体干燥沉积过程中裂纹的扩展。然而，这些裂纹比常规断裂更复杂，它们周期性地分布并构成独特的图案。这至今仍是个谜。受Spinodal分解概念的启发，我们发展了理论来解释裂纹的空间排列，这表明裂纹图案是由胶体团簇和水的相分离产生的。结果表明，裂纹间距由相分离过程中浓度波动的波长决定，随沉积层厚度和初始颗粒浓度的增加而线性增长，这与实验结果一致。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Colloidal interactions and unusual crystallization versus de-mixing of elastic multipoles formed by gold mesoflowers
胶体相互作用可以描述为弹性多极子之间的相互作用，取决于粒子的形状，拓扑结构，手性，边界条件和诱导的拓扑缺陷。在这里，我们描述了一种由介观结构的金能够诱导不同顺序的弹性多极子的胶体系统。弹性单极子是由相对较大的不对称介花颗粒形成的，重力和弹性扭矩平衡产生了抛物型相互作用。高阶多极子，而不是由较小的mesoflower与无数的形状对应的多极不同的订单，符合我们的计算机模拟的基础上自由能最小化。我们揭示了意想不到的多体相互作用，在这个胶体系统中，从弹性单极的去混合到一个动物园的不寻常的胶体晶体形成的高阶多极，如十六极。我们的研究结果表明，金介观花可以作为一个设计工具包工程胶体相互作用和自组装，可能超过在原子和分子系统。
2020-01-03 cond-mat.soft
Partial clustering prevents global crystallization in a binary 2D colloidal glass former
两种具有长程偶极相互作用的超顺磁性胶体粒子的混合物被重力限制在悬挂水滴的平坦界面上。通过视频显微镜观察颗粒，并通过外部磁场控制偶极相互作用强度。该体系是研究二维玻璃化转变的模型体系，表现出小颗粒的部分聚集。这种聚集强烈依赖于大颗粒和小颗粒的相对浓度$ξ$。然而，改变相互作用强度$Γ$揭示了聚类不依赖于相互作用强度。使用Minkowski泛函和部分结构因子量化部分聚类方案。部分集群防止全球结晶的证据进行了讨论。
2009-10-13 cond-mat.soft
Mass transfer during drying of colloidal film beneath a patterned mask that contains a hexagonal array of holes
我们模拟了一个实验，其中当刚好在液滴上方的掩模主要允许从掩模中的孔正下方的液滴自由表面蒸发时，允许薄的胶态固着液滴在水平亲水表面上变干[Harris D J，Hu H，Conrad JC和Lewis JA 2007 \textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{98} 148301]。我们考虑了一种特殊的情况下，当中心到中心的间距孔是远远小于滴直径。在我们的模型中，平流，扩散和沉降被考虑在内。采用FlexPDE对对流扩散方程进行有限元求解。模拟表明，随着溶剂蒸发，胶体颗粒在孔下方积聚。扩散可以减少这种积累。
2015-09-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Directional drying of a colloidal dispersion: quantitative description with water potential measurements using water clusters in a poly(dimethylsiloxane) microfluidic chip
本研究开发了PDMS微流控芯片，利用亲水性填料形成的水簇测量水势分布，结合传输模型揭示了多孔固体生长时蒸发速率减缓源于空气/水纳米弯月面在临界毛细管压力下的侵入。
2024-01-10 cond-mat.soft
From dot to ring: the role of friction on the deposition pattern of a drying colloidal suspension droplet
通过干燥胶体悬浮液滴在基底上沉积颗粒是从传统的纸上印刷到可印刷电子器件或光伏器件的应用的核心。粒子在接触线处的聚集引起的自钉扎在沉积层的形成中起着重要的作用。在本文中，我们调查的数值和理论，颗粒和衬底之间的摩擦的沉积图案的效果。在没有摩擦的情况下，接触线表现出粘滑行为，并且在液滴蒸发后留下点状沉积物。通过增加摩擦力，我们观察到从点状到环状沉积物的过渡。我们提出了一个理论模型来预测作为摩擦力的函数的颗粒沉积的有效半径。我们的理论模型预测了自钉扎发生时的临界摩擦力，并且沉积物的有效半径随着摩擦力的增加而增加，模拟结果证实了这一点。我们的研究结果可以找到发展主动控制策略的干燥液滴的沉积的影响。
2018-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Polymorph selection during crystallization of a model colloidal fluid with a free energy landscape containing a metastable solid
负责结晶的自由能景观可以是复杂的，即使是相对简单的系统，如硬球和带电稳定胶体。在这项工作中，使用硬核排斥Yukawa模型，这是已知的，以显示复杂的相行为组成的流体，FCC和BCC相，我们研究了结晶过程中的自由能景观和多晶型选择之间的相互作用。当BCC相相对于流体相的稳定性通过在固定的流体-FCC稳定性下改变温度和压力而逐渐增加时，发现通过结晶形成的最终相经历从FCC到BCC相的转换，即使FCC在结晶学上保持最稳定的相。我们进一步表明，本地键取向序参量波动的亚稳流体相的性质，以及关键集群的组成依赖于微妙的自由能景观，并在结晶过程中的多晶型选择中发挥决定性作用。
2018-08-28 cond-mat.soft
Drying paint: from micro-scale dynamics to mechanical instabilities
带电胶体分散体构成了从油漆到涂料和化妆品添加剂等各种工业和商业产品的基础。在干燥过程中，这种颗粒的初始液体分散体缓慢浓缩成固体，显示出响应于高度可变的内部压力的一系列机械不稳定性。在这里，我们总结了目前的赞赏这个过程中配对的对流扩散模型的粒子运动与泊松-玻尔兹曼细胞模型的粒子间的相互作用，预测周围的浓度梯度干燥胶体膜。然后，我们测试这些预测与胶体二氧化硅的渗透压实验，和小角X-射线散射实验二氧化硅分散体在Hele-Shaw细胞干燥。最后，我们使用在这些分散体中发挥作用的微观物理的细节来探索如何控制两种宏观力学不稳定性-剪切带和断裂。
2016-10-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Monitoring spatially heterogeneous dynamics in a drying colloidal thin film
我们报告一种新型的实验，使我们能够监测复杂流体的空间和时间上的非均匀动态特性。我们的方法是基于近场散斑产生的光漫反射的表面体积的强散射介质的分析。通过对入射散斑光束进行周期性调制，我们获得了结构函数系数的逐像素系综平均值，这是动态活性的度量。为了说明我们的方法的应用程序，我们遵循不同的阶段，在干燥过程中的胶体薄膜。我们表明，我们可以在整个视场内访问小至十微米长度尺度上的系综平均动态特性。
2010-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.ins-det
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 Shape Effects in Evaporating Drops
我们探讨了颗粒形状对蒸发液滴行为的影响。第一组实验发现，颗粒形状改变了干燥后的颗粒沉积。对于固着液滴，球体沉积在环状染色剂中，而椭圆体均匀沉积。实验阐明了椭圆体和球体在液滴边缘的动力学。第二组实验研究了限制在玻璃板之间的蒸发液滴。在这种情况下，胶体颗粒覆盖带状空气-水界面，形成胶体单层膜（CMM）。随着颗粒各向异性的增加，发现CMM抗弯刚度增加，这又引入了一种新的机制，该机制在干燥后产生椭球体的均匀沉积和球体的非均匀沉积。最后一组实验研究表面活性剂在蒸发液滴中的作用。将颗粒推向液滴边缘的径向向外的流动也将表面活性剂推向液滴边缘，这导致液滴表面上的径向向内的流动。本体流体中径向向外的流动和液滴表面处径向向内的流动的存在产生了马兰戈尼涡流，以及其他效应，这也改变了干燥后的沉积。
2013-08-12 cond-mat.soft
Crystallization and gelation in colloidal systems with short-ranged attractive interactions
本文系统地研究了短程吸引胶体体系的平衡相图与非平衡相图之间的关系。使用Monte Carlo和布朗动力学模拟，我们发现一个窗口的增强结晶，这是有限的，在高的相互作用强度的动力学放缓，并在低的相互作用强度的高成核势垒。我们发现，通过两个阶段的结晶过程中的亚稳态气-液双节点的结晶是增强。首先，观察到稠密液体的形成，其次晶体在稠密流体内成核。此外，我们发现，在低胶体包装分数的流体的集群，并在较高的胶体包装分数的一个deletating网络由于逮捕气-液相分离，我们确定与凝胶化。我们发现，这种逮捕是由于结晶在低相互作用能，它是由在高相互作用强度的动力学减慢。同样，我们观察到，在低胶体填充分数形成的集群是结晶在低的相互作用能，但在高的相互作用能玻璃。星系团在相遇时合并。
2008-10-02 cond-mat.soft
Evaporation-driven assembly of colloidal particles
在缓慢蒸发过程中，在液滴界面处吸收的胶体颗粒排列成独特的填充物（Manoharan等人，Science 301，第483-487页）。我们提出了一个数值和理论分析的包装选择问题。选择独特的填料几乎完全取决于干燥过程中的几何约束。
2004-04-09 cond-mat.soft
Crystallization: Colloidal suspense
根据经典的成核理论，晶体是从一个已经具有其终相对称性的小核中生长出来的，但胶体实验现在表明，从无定形前体中，可以发展出具有不同结构的微晶。
2014-07-14 cond-mat.mtrl-sci 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
Crystallization Kinetics of Colloidal Spheres under Stationary Shear Flow
本文系统地研究了稳态剪切流对带电胶体球分散体系成核和晶体生长速率的影响。此外，还测定了熔点范围内的非平衡相图。剪切流被发现强烈影响诱导时间，晶体生长速率和熔化线的位置。主要发现是：（i）对于给定浓度，晶体生长速率表现出作为剪切速率的函数的最大值，（ii）与在没有流动的情况下生长速率随浓度增加而单调增加相反，对于剪切系统，观察到作为浓度的函数的晶体生长速率的最大值，和（iii）对于给定浓度的诱导时间表现出作为剪切速率的函数的最大值。这些调查结果将在定性层面上得到部分解释。
2005-08-29 cond-mat.soft
Eliminating cracking during drying
当胶态悬浮液干燥时，应力积聚，经常发生裂纹-这是油漆和陶瓷等重要行业不希望出现的现象。我们证明了一种有效的方法，可以完全消除干燥过程中的开裂：通过添加乳液液滴到胶体悬浮液中，我们可以系统地减少开裂的量，并完全消除它超过临界液滴浓度。由于乳液液滴最终也会蒸发，因此我们的技术实现了有效的功能，同时对最终产品的组分几乎没有改变，因此可以作为一种有前途的消除开裂的方法。此外，添加液滴还改变了空气侵入的速度，并提供了一种调节干燥速率的有效方法。通过对裂解和干燥速率的有效控制，我们的研究将在许多与干燥和裂解相关的工业过程中得到重要的应用。
2013-03-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Image-based Analysis of Patterns Formed in Drying Drops
图像处理和模式识别提供了一种有用的和通用的方法，用于在干燥过程中和最终状态下光学表征胶体溶液的液滴。本文利用图像处理技术应用于交叉偏振显微镜探测双折射和明场显微镜检查的形态图案。感兴趣的生物胶体溶液是水、液晶（LC）和三种不同的蛋白质[溶菌酶（Lys）、肌红蛋白（Myo）和牛血清白蛋白（BSA）]的混合物，所有蛋白质都处于固定的相对浓度。在干燥过程中，LC相分离并变得具有光学活性，可通过其双折射检测。此外，当蛋白质浓缩时，由于水的蒸发，其在应变下形成裂纹。使用自动图像处理技术，揭示了三个独特的制度：一个稳定的高潮，快速上升，并最终饱和的干燥过程中的平均强度曲线进行检查。标准偏差的高值显示了图像表面的复杂性、粗糙度和不均匀性。提出了一种半自动图像处理技术，通过将连续裂纹转换为高对比度图像来量化连续裂纹之间的距离。图像分析的结果与混合物的初始状态、蛋白质的性质以及最终图案的机械响应相关。本文揭示了新的见解，在任何水溶液的干燥机制过程中的大分子的自组装。
2020-02-10 cond-mat.soft
Nanostrucure of Hybrid Plasmonic-Potonic Crystal Formed on Gel-Immobilized Colloidal Crystal Observer by AFM after Drying
为了制备杂化等离子体-光子晶体，将由聚苯乙烯胶体悬浮液和基于N-（羟甲基）丙烯酰胺的凝胶制成的凝胶固定胶体晶体浸入金纳米颗粒的水性分散体中。用原子力显微镜（AFM）观察了凝胶固定的胶体晶体表面沉积的金纳米粒子。在本研究中，胶体球的直径为c.a. 190 nm。金纳米颗粒的直径与初步研究中相同，c.a. 40 nm。测试了长达两小时的各种浸泡时间。对浸泡2小时的试样表面进行了观察。在AFM观察之前，将样品在干燥器中干燥18小时。我们已经确定了面心立方{111}结构的胶体晶体的近紧密堆积。在凝胶固定的晶体表面观察到相互隔离的纳米粒子，从其大小可以认为是金纳米粒子。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Annular cracks in thin films of nanoparticle suspensions drying on a fiber
我们报告的实验研究过程中形成的裂纹图案的胶体悬浮液干燥。提供一维无边界基底的水平纤维被微米厚度的膜涂覆。几何形状强加了一个显着的环形裂纹图案，并允许精确测量的裂纹间距在一个很短的范围内的膜厚度（2和10 $μ$ m之间），其随膜高度线性变化。我们比较了我们的实验数据与Kitsunezaki提出的模型，该模型表明裂纹间距随膜厚度的变化取决于开裂时的临界应力和在基板上滑动的临界应力之间的比率。通过悬臂梁技术测量胶体凝胶在疏水表面上的摩擦力，我们可以简单地通过测量图案的裂纹间距来推断这些胶体凝胶的临界裂纹应力。
2013-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of Bubble Lifetime on the Drying of Catalytically Active Sessile Droplets
Raman Research Institute（拉曼研究所）
研究催化活性Janus液滴在过氧化氢存在下的干燥动力学，探讨气泡诱导的马朗尼流对干燥形态的影响，揭示催化活性对粒子运输的调控作用。
2026-04-09 cond-mat.soft
Crystallization in a sheared colloidal suspension
本文数值研究了简单剪切流驱动下排斥性胶体颗粒过饱和悬浮液的结晶过程。剪切流对结晶的影响是双重的：当它抑制初始成核时，一旦形成足够大的临界核，其生长被剪切流增强。结合这两种效果意味着一个最佳的应变速率，在该应变速率下，总的结晶速率具有最大值。为了深入了解潜在的机制，我们采用了离散状态模型来描述单个粒子周围的局部结构配置之间的转换。我们观察到这些过渡和结晶的整体进展之间的时间尺度分离允许一个有效的马尔可夫描述。通过使用这个模型，我们证明了成核的抑制是由于预结构化液体的抑制。
2013-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulation of colloidal particles dynamics in a drying drop
研究了在固定三相边界条件下，胶体液滴在衬底上干燥时的粒子动力学。实验观察[Deegan R. D. et.例如，2000]显示了完全液滴干燥后固体基底上的环沉积。这种宏观上的现象被称为咖啡环效应。还有其他一些实验显示了微观层面的共同效应。我们正在谈论的是在环的外部形成准晶结构，并出现环的非晶内部区域[Mar\'ın]。G. et.例如，2011年]。这项工作的目标是检查其他作者的假设，这种现象是由颗粒的扩散位移和它们的转移的补偿流[Mar\'ın之间的特征时间的竞争来解释。G. et.例如，2011年]。使用建立在这种假设和效应基础上的模型进行的数值计算没有显示出准晶结构的形成。在这样一个系统中可能需要考虑附加效应，例如表面张力。
2018-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusiophoresis in non-adsorbing polymer solutions: the Asakura-Oosawa model and stratification in drying films
放置在较小的非吸附聚合物的不均匀溶液中的胶体颗粒将向聚合物浓度较低的区域移动，以降低颗粒表面和溶液之间的界面的自由能。这种现象被称为扩散电泳。将聚合物视为可穿透的硬球，如Asakura-Oosawa模型，可以得到扩散电泳漂移速度的简单解析表达式。在干燥膜的情况下，我们表明，通过这种机制的扩散电泳可以导致分层在容易获得的实验条件下。分层是指在胶体层上自发形成聚合物层。将其转换为二元胶体混合物的情况，这为最近在这些系统中观察到的分层提供了一种解释[A。Fortini等人，Phys.Rev.Lett. 116，118301（2016）]。我们的研究结果强调明确处理溶剂动力学在这些问题中的重要性，并警告忽视流体动力学相互作用或使用隐式溶剂模型，其中溶剂回流的情况下，在不平衡的渗透力，从而引起大，但非物理效应。
2017-12-12 cond-mat.soft
Dynamics of evaporative colloidal patterning
干燥后的悬浮液通常会留下复杂的颗粒图案，就像在桌子上的咖啡污渍中看到的那样。在这里，我们考虑的动力学周期性带或均匀的固体膜形成的垂直板部分悬浮在干燥的胶体溶液。直接观察使我们能够可视化的动态带和薄膜沉积，以及之间的过渡时，胶体浓度是不同的。沿板的液体弯月面运动的最小理论揭示了作为沉积和蒸发速率的比率的函数的条带及其向成膜的过渡的动力学。我们还提供了一个互补的多相模型的胶体溶解在液体中，耦合的不均匀蒸发在不断发展的弯月面的流体和颗粒流和过渡从稀悬浮液到多孔塞。这使我们能够确定带宽和沉积速率的浓度依赖性。总之，我们的研究结果允许作为胶体浓度和蒸发速率的函数的干燥诱导的图案化的控制。
2014-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
