Dip-coating flow in the presence of two immiscible liquids
浸涂是一种常用的技术，用于在固体表面上覆盖一层薄的液体膜，其厚度由Landau & Levich和Derjaguin在20世纪40年代开发的理论成功地预测。在这项工作中，我们提出了一个扩展他们的理论的情况下，浸渍浴包含两个不混溶的液体，一个比另一个轻，导致在夹带的两个薄膜在基板上。我们报告的涂层膜的厚度如何取决于毛细管数，两种液体的性质的比率和浴中的上部流体层的相对厚度。我们还表明，液体/液体和液体/气体界面的发展独立于彼此，如果只有一种液体被涂覆，除了一个非常小的区域，他们的分离迅速下降到其渐近值和剪切应力在两个接口的峰值。有趣的是，我们发现，最终的涂层厚度是由这些最大剪应力的值。
2021-05-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Defect configurations and dynamical behavior in a Gay-Berne nematic emulsion
为了模拟由分散在基质中的表面活性剂涂覆的水滴组成的乳状液，我们对浸没在2048个Gay-Berne椭球体系统中的水滴进行了分子动力学模拟。强大的径向锚定在液滴表面诱导土星环缺陷配置，与理论预测非常小的液滴。一个表面环配置观察到较低的径向锚定强度，和一对点缺陷附近的极的液滴切向锚定。我们还模拟了落球实验，并测量了拖曳力的各向异性，在存在强径向锚定以及零锚定强度。
1999-11-21 cond-mat.soft
Evolution of surfactant-free 'pristine' emulsions
本研究监测了无表面活性剂“原始”乳液形成初期的动力学，发现开放体系中超声与高pH可形成高zeta电位乳液，并验证了吸附CO2及结构化水分子层模型对其稳定性的解释。
2025-09-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Light scattering by a metallic nanoparticle coated with a nematic liquid crystal
我们研究的光学性质的金纳米粒子涂覆有一个液晶的指向矢场分布在周围的纳米粒子根据锚定条件在纳米粒子的表面。通过最小化相应的弗兰克自由能泛函，而光学响应的离散偶极子近似计算的液晶的分布。我们发现，特别是，各向异性的液晶涂层不影响太多的（各向同性）的纳米粒子的光学响应。然而，对于纳米颗粒表面上的液晶分子的强锚定，由环型奇点（向错或土星环）表现的涂层的不均匀性在整个可见光谱上产生消光交叉光谱的增强。
2020-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A novel method for measuring electric field induced dipole moments of metal-dielectric Janus particles in nematic liquid crystals
Janus粒子是一类特殊的纳米或微米粒子，具有至少两个表面，具有不同的物理或化学性质。研究最多的Janus粒子是金属-电介质粒子，其中电介质粒子的半表面被一层非常薄的金属覆盖。在外加电场作用下，微粒产生了偶极矩，从而在浓悬浮液中呈现出自组装的动态结构。在这里，我们研究了金属介电Janus粒子在液晶下的交流电场，并展示了一种新的方法来测量有效的诱导偶极矩的颗粒，通过弹性和静电（库仑）之间的竞争力的两个粒子。基于一个简单的模型计算的粒子的极化率与在实验中测量的有效极化率吻合得很好。我们的研究结果具有重要意义的功能材料的基础上分散在各向异性介质中的金属介电Janus颗粒。
2020-08-11 cond-mat.soft
Sensitive methods for estimating the anchoring strength of nematic liquid crystals on Langmuir-Blodgett monolayers of fatty acids
研究了N-（对甲氧基苯亚甲基）-对丁基苯胺（MBBA）液晶分子在脂肪酸（COOHC $_{n}$ H $_{2n+1}$）LB膜上的锚定行为，并与脂肪酸烷基链长$n$（$n = 15, 17, 19, 21$）进行了比较.将单层沉积在ITO涂覆的玻璃板上，所述玻璃板用于组装填充有处于微相中的MBBA的各种厚度的夹层电池。从流动诱导的准平面到表面诱导的垂面排列的弛豫机制进行了研究，这四个线性下降与增加的烷基链$n$的长度，这表明Langmuir-Blodgett膜在该现象中发挥了作用。这一事实证实了由一个敏感的估计MBBA的锚定强度的脂肪酸单分子膜锚定断裂后发生在两个电场诱导的湍流状态之间的过渡，表示为DSM 1和DSM 2。结果发现，锚定破坏的阈值电场，这可以被认为是作为锚定强度的量度，也随着$n$的增加而线性减小。因此，这两种方法在解决锚定强度的微小差异方面具有高灵敏度。在包被有两种脂肪酸（$n=15$和$n=17$）的混合Langmuir-Blodgett单层的细胞中，当两种酸以相等的量存在时，观察到松弛速度的最大值。这种观察是通过改变细胞内各组分之间的比例形成表面活性剂膜的.
2001-01-15 cond-mat.soft
Dip-coating with prestructured substrates: transfer of simple liquids and Langmuir-Blodgett monolayers
当从液体浴中取出板时，在浴和基板之间的过渡区域中形成静态弯月面，或者将有限厚度的液体膜（Landau-Levich膜）转移到移动基板上。如果衬底是不均匀的，例如，具有由不同润湿性的条纹组成的预结构，弯月面可以变形或显示复杂的动态行为。在这里，我们研究的自由表面的形状和动力学的拖曳弯月面发生条纹预结构有两个方向，平行和垂直的转移方向。一个薄膜模型，占毛细作用通过拉普拉斯压力和空间变化的润湿性通过Derjaguin（或分离）的压力。数值延拓用于获得稳定的自由表面轮廓和相应的分叉图的情况下，具有不同的均匀润湿性的基板。直接数值模拟的情况下，各种条纹预结构。最后一部分说明了我们的研究结果的重要性，涉及复杂的液体建模的Langmuir-Blodgett传输实验的特定应用程序。在那里，将覆盖浴表面的不溶性表面活性剂的单层转移到移动基底上。所产生的斑图形成现象可受到本身取决于衬底上的预结构的液体弯月面的流体动力学的关键影响。特别是，我们展示了如何预结构条纹平行于转移方向导致形成的弯曲条纹的表面活性剂覆盖转移后，并提出了类似的实验结果。
2016-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Director Field Configurations around a Spherical Particle in a Nematic Liquid Crystal
我们研究了浸没在均匀排列的液晶中的球形粒子周围的指向矢场，并假设分子在粒子表面具有垂面取向。三种结构是可能的：一个偶极子，土星环，和表面环配置，我们调查通过数值最小化的弗兰克自由能补充磁场和表面项。在偶极结构中，这是绝对稳定的结构，为微米尺寸的颗粒和足够强的表面锚定，扭转转变被发现和分析。我们表明，从偶极到土星环配置的过渡是通过减小颗粒尺寸或通过施加磁场引起的。讨论了亚稳效应和与磁场有关的磁滞现象。当表面锚定强度W减小时，表面环结构出现。它也有利于一个大的鞍展常数K_24。与Poulin等人最近的实验相比，给出了W的下限，即，在表面活性剂十二烷基硫酸钠存在下，水和戊基氰基联苯（5CB）的界面W > 0.6 erg/cm ^2。
1998-11-16 cond-mat.soft
Dynamics of swimming bacteria at complex interfaces
已知利用螺旋推进的鞭毛细菌沿着表面附近的圆形轨迹游泳。流体动力学预测这种圆周运动在刚性表面上方为顺时针（CW）（当从流体内部观察时），在自由表面下方为逆时针（CCW）。最近的实验研究表明，在附近的表面复杂的物理化学过程可能会导致旋转方向的变化，无论是在固体表面吸收防滑诱导聚合物和界面覆盖表面活性剂。受这些结果的启发，我们使用远场流体动力学模型来预测三种类型的接口附近的游泳运动学：干净的流体-流体界面，滑动刚性壁，和不可压缩的表面活性剂覆盖的流体界面。代表螺旋游泳者的流体动力学奇点的叠加，我们首先表明，在所有情况下，表面重新定向的游泳者平行于表面，并吸引它，这两者都是一个后果的斯托克斯偶极子组件的游泳者流场。然后，我们表明，圆周运动引起的高阶奇异性，即rotlet偶极子，其旋转方向（CW与CCW）的界面和细菌形状的边界条件的强烈影响。因此，我们的研究结果表明，复杂界面的流体动力学提供了一种选择性地搅拌细菌的机制。
2014-07-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Capillary filtering of particles during dip coating
从液浴中取出的物体被涂上一层薄薄的液体。与液体一起，存在于浴中的诸如颗粒的杂质可以被转移到被撤回的衬底。夹带的颗粒局部改变膜的厚度，从而改变涂层的质量和性质。在这项研究中，我们表明，它是可能的夹带的液体单独和避免污染的基板，在足够低的撤回速度在稀释的悬浮液。使用一个模型系统组成的板退出液体浴，我们观察到，颗粒可以保持被困在弯月面施加阻力毛细作用力夹带。我们表征不同的夹带制度的撤回速度增加：从一个纯的液体膜，到一个液体膜含有颗粒簇，并最终个别颗粒。这种毛细管过滤是防止从污染浴中取出的底物污染的有效屏障，并发现了防止生物污染的应用。
2020-11-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The interaction of charged nanoparticles at interfaces
我们利用同步辐射的小角散射研究了吸附在表面活性剂双层膜上的带电纳米粒子。的颗粒的面内相互作用是很好地描述了由DLVO组件（在溶液中独立测量）和排斥偶极相互作用，由于界面的存在，与接近的振幅理论预测。我们证明，带电的纳米粒子在软界面的泊松-玻尔兹曼和范德瓦耳斯条款的经典模型很好地描述，作为一个推论，他们不经历类似的电荷吸引力在文献中报道的一些系统的微米大小的球体在接口。
2015-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gold Nanoparticles Coated Optical Fiber for Real-time Localized Surface Plasmon Resonance Analysis of In-situ Light-Matter Interactions
针对传统仪器难以进行原位局域分析的问题，提出利用浸涂工艺制备金纳米颗粒功能化光纤，基于局域表面等离子体共振原理实时检测折射率变化，成功评估了亚甲基蓝在琼脂糖凝胶中的原位分子分布，为生物医学领域的实时分子扩散分析提供了简单光流控工具。
2024-01-02 cond-mat.soft physics.ins-det physics.optics
Liquid Crystals as Multifunctional Interfaces for Trapping and Characterizing Microplastics
从环境中识别和去除微塑料是一项全球性挑战。本研究探讨了常见MP的胶体部分在液晶（LC）膜的水界面上的行为。我们观察到聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微粒被捕获在LC界面，并表现出不同的二维聚集模式。添加低浓度的表面活性剂（十二烷基硫酸钠（SDS））被发现进一步放大PS/PE聚集模式的差异，与PS从线性链状形态变化到一个单一的分散状态，随着SDS浓度的增加和PE在所有SDS浓度形成密集的集群。使用基于分形几何理论的机器学习和深度学习图像识别模型对组装模式进行统计表征，获得了PE与PS的高度准确分类（>99%）。此外，通过对我们的深度学习模型进行特征重要性分析，证实了密集的多分支组装是PE相对于PS的独特特征。为了进一步了解这些关键特征的起源，我们对微粒表面的LC排序进行了微观表征。这些观察结果使我们预测，这两种微粒类型应产生LC介导的相互作用（由于弹性应变）与偶极对称，预测与所观察到的界面组织的PS，但不PE一致。我们的结论是，PE微粒的非平衡组织产生从他们的多晶性质，这导致粗糙的颗粒表面和削弱LC弹性相互作用和增强的毛细作用力。总的来说，我们的研究结果突出了潜在的实用程序的LC接口的胶体MP的表面敏感特性。
2022-10-05 cond-mat.soft
How to measure work functions from aqueous solutions
本文提出通过液体喷射光电子能谱测量水溶液绝对功函数的方法，揭示了表面电势影响并定量区分了功函数与电子结构效应，开启了液体界面电子结构表征的新时代。
2023-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph
Electric Charging Effects on Insulating Surfaces in Cryogenic Liquids
本文提出一种结合低温恒温器和电光克尔效应的新技术，研究低温液体中强电场下绝缘表面的离子吸附/解吸，并测量PMMA介电常数，探讨其对中子电偶极矩实验的影响。
2023-12-31 cond-mat.soft physics.app-ph physics.optics
