Evaporation of Colloidal Suspension Droplets over Oil-infused Slippery Surfaces
本文研究了不同浓度胶体液滴在仿生图案化注液滑移基底（LISS）上的蒸发干燥过程，发现注入油层厚度（hE）强烈影响钉扎程度和沉积形态，长时间蒸发可实现均匀沉积。
2023-11-24 cond-mat.soft
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
Pinning Dislocations in Colloidal Crystals with Active Particles that Seek Stacking Faults
有越来越多的兴趣，功能，自适应装置建立从胶体亚单位微米大小或更小。具有动态机械性能的胶体材料可以促进这种微型机器人。在这里，我们通过计算机模拟研究如何使用少量活性间隙粒子来改变胶体晶体的整体机械性能。已知惰性间隙粒子钉扎金属中的位错，从而增加对塑性形变的抵抗力。我们通过采用各向异性的活动材料来扩展这种策略，这些材料具有超扩散性，并与部分位错相关的堆垛层错强烈结合。我们发现：1）在降低塑性方面有效的材料在与堆垛层错的强结合和晶体本体中的高迁移率之间折衷。2)晶体中活性物质的重新取向依赖于高对称性晶体方向之间的旋转跃迁。3)以低至每百万个主体颗粒的$60$（$0.006\%$）的浓度添加某些活性间隙形状可以产生位错迁移的剪切阈值。
2019-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of an amorphous wall on the distribution of localized excitations in a colloidal glass-forming liquid
几十年来，阐明玻璃化转变的本质一直是凝聚态物理和统计力学的圣杯。一个现象学的方面，使玻璃形成一个概念上的艰巨的问题是，在玻璃形成液体的结构和动态的相关性是太微妙的捕获在传统的两点功能的水平。因此，大量的理论技术，如淬火无定形配置的颗粒，已被设计和采用的模拟和胶体实验，以获得洞察机制负责这些难以捉摸的相关性。然而，时空相关性的分析往往是在单一的理论框架下进行的，因此缺乏对相互竞争的理论的微观预测的批判性比较。在这里，我们通过分析局部激发的分布来解决这个问题，局部激发是根据动力学促进（DF）理论的松弛的基石，在存在无定形壁的情况下，这是由随机一阶跃迁理论（RFOT）激发的一种构造。我们观察到，激发浓度的空间分布表现出复杂的功能，如非单调性和振荡。此外，浓度曲线的平滑变化部分产生长度尺度$ξ_c$，我们将其与先前计算的长度尺度$ξ_{dyn}$进行比较。我们的研究结果提出了一种方法来评估的作用，在管理结构松弛的玻璃形成液体的动力学促进。
2016-08-10 cond-mat.soft
Colloidal Lattice Shearing and Rupturing with a Driven Line of Particles
我们研究了二维胶体系统的动力学，使用数值模拟的系统与驱动器施加到一个薄的区域中的样品，以产生局部剪切。对于一个单分散的胶体组装，我们发现一个定义良好的解耦过渡分离的制度的弹性运动从一个塑料阶段，在驱动区域中的颗粒脱离或解耦的散装颗粒，产生剪切带。对于一个bidisperse组装，我们发现，发病的散装无序过渡与剪切带的加宽相一致。我们确定了几个不同的动力学制度，与速度-力曲线中的功能。作为双分散性的函数，解耦力显示出与噪声波动、功率谱和体积速度分布中的特征相关的非单调行为。当钉扎被添加在散装，我们发现，剪切带区域可以变得更加本地化，导致从散装粒子的驱动粒子的去耦。对于无钉扎且有热噪声的系统，在体相系统的热无序转变处，剪切带区域变得更宽，被驱动粒子的平均速度下降。
2012-10-08 cond-mat.soft
Anisotropic Capillary Interactions and Jamming of Colloidal Particles Trapped at a Liquid-Fluid Interface
我们确定的毛细吸引力和平衡配置的颗粒被困在液体-流体界面由于钉扎的接触线。我们分析计算两个粒子之间的渐近相互作用能，数值计算，多体能量景观多达四个接触粒子。我们的结果与最近的实验结果一致。我们表明，一个系统组成的大量这样的粒子的行为作为一个堵塞的系统。
2001-12-17 cond-mat.soft
Experimental Determination of Configurational Entropy in a Two-Dimensional Liquid under Random Pinning
研究了准二维胶体悬浮液中随机部分颗粒的固定（钉扎）影响。我们引入了一种新的实验方法来执行随机钉扎，并与数值模拟的支持下，我们发现，增加钉扎浓度顺利逮捕系统，从一个政权的高流动性和高熵的低流动性和低熵的政权的交叉。在局部水平上，我们研究的面积分数和浓度的引脚的波动，并将它们映射到熵的结构签名和本地的流动性，获得的实验系统的本地熵波动的措施。
2018-03-07 cond-mat.soft
Crystallization and order-disorder transition of colloidal particles in a drying suspension: a phase field crystal approach
利用相场晶体模型，我们研究了一滴胶体悬浮液在溶剂蒸发过程中的结构和动力学。我们模拟一个实验系统，其中接触线钉扎的滴在基板上是不存在的。在这种精心控制的条件下，液滴的蒸发产生有序或无序排列的胶体残留物，这取决于溶质的初始平均密度和干燥速率。在密度-干燥速率平面上，我们得到了一个非平衡相界，显示了单组分和二元胶体颗粒混合物的非晶相和晶相。当单组分胶体在二维三角晶格中有序排列时，相互排斥颗粒的对称二元混合物在三个子晶格中有序排列，其中三角晶格的两个子晶格被两种颗粒占据，第三个子晶格空置。
2012-09-05 cond-mat.soft
Facilitation of polymer looping and giant polymer diffusivity in crowded solutions of active particles
本文采用朗之万动力学方法研究了二维体系中聚合物链在自推进粒子浴中的动力学行为。具体来说，我们分析了聚合物的循环性能与SPP活动，并研究如何存在的活性颗粒改变链构象统计。我们发现，SPP倾向于延长灵活的聚合物链，而他们，而紧刚性半柔性聚合物，与以前的结果一致。在这里，我们表明，较大的活动的SPP产生较高的有效温度的浴，从而促进循环动力学的被动聚合物链。我们显式计算循环概率和循环时间在很宽的范围内的模型参数。我们还分析了运动的单体示踪剂颗粒和聚合物的质量中心的存在下的活性颗粒的时间平均均方位移，揭示了一个巨大的扩散性增强的聚合物链通过SPP池。我们的研究结果是适用于合理化的尺寸和循环动力学的生物聚合物在不断波动，经常积极驱动的条件下，生物细胞或悬浮液的活性胶体颗粒或细菌细胞。
2015-07-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Theory of Kinetically-Constrained-Models Dynamics
基于Bethe格上的Fredrickson-Andersen模型建立动力学约束模型平均场理论，导出与模耦合理论一致的渐近方程，并用数值模拟验证了多种转变情形下的动力学指数预测。
2025-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Depinning dynamics of confined colloidal dispersions under oscillatory shear
在剪切作用下，强约束的胶体分散体可以表现出多种动力学现象，包括脱钉转变和复杂的结构变化。在这里，我们调查的行为，这种系统下的纯振荡剪切剪切速率$\dotγ(t) = \dotγ_0 \cos(ωt)$，因为它是一个常见的情况下，在流变实验。胶体的脱钉行为是从粒子水平上评估的轨迹，从过阻尼布朗动力学模拟。的数值方法是由一个有效的单粒子模型的基础上，在弱和强驱动的限制分析的补充。通过研究剪切速率振幅$\dotγ_0$和频率$ω$的宽谱，我们观察到完全钉扎和暂时的去钉扎行为。我们发现，临时脱钉发生的剪切速率振幅以上的频率依赖的临界振幅$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$，我们得到一个近似的函数表达式。在一定频率范围内，接近$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$时，建立时间会大幅增加。在$\dotγ_0^\mathrm{crit}(ω)$之上，我们进一步观察到了各种动力学结构，其稳定性表现出有趣的（$\dotγ_0, ω$）依赖性。这可能为潜在的控制计划带来新的前景。
2022-12-05 cond-mat.soft
Lipid exchange enhances geometric pinning in multicomponent membranes on patterned substrates
支持的脂质双层具有液体有序/无序域的实验已经表明，脂质域的空间排列和它们的化学组成强烈地受基板的曲率的影响。此外，理论预测表明，这两种效果是密切相关的双层的封闭拓扑结构。在这项工作中，我们测试这一假设制造支撑膜组成的各种形状的胶体颗粒躺在一个平面基板。单个脂质双层包覆胶体和基质两者，允许它们之间的局部脂质交换，从而使系统在化学上开放，即能够与胶体附近的外部储库交换热量和分子。通过重建该系统的吉布斯相图，我们表明，自由能景观直接影响的几何形状的胶体。此外，我们发现，当地的脂质交换增强钉扎的液体无序相在高度弯曲的地区。这使我们能够提供域的弯曲模量差的估计。最后，通过结合实验和数值数据，我们预测的结果可能的实验悬链线和锥形颈部，并表明，这些几何形状可以大大提高精度的弯曲模量的当前估计。
2019-12-04 cond-mat.soft
Dynamic Regimes for Driven Colloidal Particles on a Periodic Substrate at Commensurate and Incommensurate Fillings
我们研究胶体颗粒驱动周期性松饼锡基板使用数值模拟。在没有驱动力的情况下，该系统表现出丰富多样的相称和不相称的静态相，其中拓扑缺陷可以形成畴壁，有序条纹，超晶格和无序补丁制度作为填充分数的函数。当施加外部驱动时，这些不同的静态相位产生不同的动态响应。在无公度填充物处，流动通常以与拓扑缺陷结构的运动相关的局部脉冲或孤子的形式发生。我们还发现与速度力曲线的变化，拓扑缺陷安排的结构转变，以及速度分布和粒子轨迹的修改相关联的不同类型的移动状态之间的动态过渡。我们发现，有序和无序流动之间的动态转换表现出滞后，而在强无序制度没有滞后和速度力曲线是光滑的。当存在条纹图案时，可以沿着条纹方向而不是沿着驱动方向发生传输。结构动态转变也可以发生在钉扎制度时，所施加的驱动器导致扭曲的纵向钉扎的粒子，而钉扎网站捕获的粒子保持不动。
2013-06-07 cond-mat.soft
Soft-Pinning: Experimental Validation of Static Correlations in Supercooled Molecular Glass-forming Liquids
在其玻璃化转变附近的液体粘度的巨大增强通常与转变附近的多体静态相关性的增长有关，通常被称为“无定形有序”。估计在不同的玻璃形成液体的这种相关性的长度尺度是非常重要的，以解开玻璃形成的物理。在这种情况下，分子玻璃形成液体的实验变得至关重要，因为粘度增加了几倍（$\sim 10^{14}$），模拟或胶体玻璃实验无法获得所需的长时间尺度。在这里，我们设计了一个实验，提取静态长度尺度的分子液体使用稀释量的另一个大分子作为钉扎网站。从介电弛豫实验上过冷甘油与不同钉扎浓度的山梨醇和模拟上的几个模型玻璃形成液体钉扎网站的结果表明所提出的方法的鲁棒性，打开了大量的机会来研究其他玻璃形成液体的物理。
2021-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Repulsion-attraction switching of nematic colloids formed by liquid crystal dispersions of polygonal prisms
胶体粒子的自组装由于弹性相互作用在液晶液晶中的承诺可调复合材料，并可以通过利用表面功能化，几何形状和拓扑结构来引导，虽然这些控制自组装的手段仍然有限。在这里，我们实现了低对称性的非手性和手性弹性胶体的双液晶使用胶体多边形凹凸棱镜。我们发现，控制钉扎的向错在棱镜的边缘改变了对称性的导演扭曲的棱镜和他们的方向相对于远场导演。棱镜边缘的向错的受控局部化显著地影响分散在液晶中的棱镜的扩散性质的各向异性，并且允许修改它们的自组装。我们发现，多边形棱镜之间的弹性相互作用可以切换之间的排斥和吸引只是通过控制重新钉扎的向错在不同的边缘，使用激光镊子。我们的研究结果表明，分散在液晶液晶中的胶体颗粒之间的弹性相互作用是敏感的拓扑等价的，但几何丰富的控制配置的颗粒诱导的缺陷。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonadditive Interactions Unlock Small-Particle Mobility in Binary Colloidal Monolayers
研究了二元胶体单层中由界面钉扎引起的非加和性相互作用，通过调控尺寸比实现相行为控制，揭示了小颗粒迁移率机制，并用分子动力学模拟验证了降维描述方法。
2023-05-19 cond-mat.soft
Disorder induced melting and glass formation in a one-component Lennard-Jones system
Birla Institute of Technology Mesra（比拉理工学院梅斯拉分校）；Indian Institute of Technology, Jodhpur（印度理工学院焦浦尔分校）
本研究通过分子动力学模拟揭示了单组分兰纳德-琼斯系统中无序诱导的熔化与玻璃形成机制，发现固定粒子浓度对结构和动力学性质有显著影响。
2026-03-03 cond-mat.soft
Pinning Susceptibility : A Novel Method to Study Growth of Amorphous Order in Glass-forming Liquids
在接近玻璃化转变的过冷液体中，非晶有序的存在和生长是一个研究热点。即使经过几十年的工作，仍然没有明确的共识的分子机制，导致液体动力学接近这一假定的转变迅速放缓。与无定形顺序相关的相关长度的存在最近被假定，并且也被估计使用多点关联函数，这在实验中不能容易地计算。因此，对无定形有序生长的研究仍然主要限于胶体玻璃和模型玻璃形成液体的模拟等系统。在这封信中，我们提出了一个实验上可实现的但简单的关联函数来研究非晶有序的生长。然后，我们证明了这种方法的有效性为几个研究模型过冷液体，并获得与其他传统方法相一致的结果。
2017-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superlubric-Pinned Transition in Sliding Incommensurate Colloidal Monolayers
近年来，在激光诱导的光晶格上滑动的二维胶体晶体单层膜成为研究理想晶体表面间摩擦的新工具。在这里，我们特别关注静摩擦，这是使一个晶格与另一个晶格分离所需的最小滑动力。如果胶体和光晶格是相互相称的，胶体滑动总是被静摩擦钉扎;但当它们是不相称的钉扎的存在或不存在可以预期取决于系统参数。如果一个二维的类比数学上建立的奥布里过渡的一维系统是成立的，增加周期性的双折射强度$U_0$应该把一个最初的自由滑动单层到钉扎状态通过一个明确的动态相变。我们解决这个问题的一个现实的模型2D胶体晶格的模拟滑动，确认存在一个明确的和尖锐的superlubric-pinned过渡，以增加摩擦强度。与一维连续的Aubry跃迁不同，二维跃迁具有确定的一级性质。在不改变对称性的情况下，该转变需要一种结构特征，即胶体-胶体相互作用能突然增加，并伴随着胶体-胶体相互作用能的补偿性向下跳跃。的过渡值的振幅$U_0$取决于之间的光学和胶体晶格的错位角$θ$，超润滑性生存，直到较大的波纹的角度远离积极有利的方向，这本身通常是轻微的错位，如在最近的工作中所示。提出并讨论了超润滑钉扎胶体相变的可观测性。
2015-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effects of Substrate Heating and Wettability on Evaporation Dynamics and Deposition Patterns for a Sessile Water Droplet Containing Colloidal Particles
实验研究了基片温度、基片润湿性和颗粒浓度对含胶体颗粒的固着水滴蒸发的影响。时变液滴形状和温度的液-气界面的测量分别使用高速可视化和红外热成像。通过光学显微镜定性地观察蒸发液滴内颗粒的运动，并通过光学轮廓仪测量最终颗粒沉积物的轮廓。在非加热的亲水性基材上，蒸发后形成环状沉积物，如文献中广泛报道的;而在加热的亲水性基材上，在本工作中报道了具有内部沉积物的较薄的环。后者归因于Marangoni对流和记录的粒子运动以及测量的跨液-气界面的温度梯度证实了这一假设。环的变薄与衬底温度成比例，并被认为是在较大的衬底温度下更强的Marangoni对流。在未加热的疏水性基材的情况下，由于接触线的非常早的脱钉而形成内部沉积物。另一方面，在加热的疏水基底的情况下，基底加热以及较大的颗粒浓度有助于接触线的钉扎，这导致具有内部沉积物的薄环。我们提出了一个政权图预测三种类型的存款，即环，薄环与内部存款和内部存款-为不同的衬底温度，衬底润湿性和颗粒浓度。一阶模型证实了液体-气体界面温度测量和测量的环轮廓随衬底温度的变化。
2016-10-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of quenched disorder on the kinetics and pathways of phase transition in a soft colloidal system
本研究通过蒙特卡洛模拟探究淬灭无序对软胶体GCM体系相变的影响，揭示了杂质占比、团簇尺寸及表面形貌对成核势垒、临界尺寸和多晶型选择的作用规律，为结晶过程调控提供依据。
2024-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Deconstructing the glass transition through critical experiments on colloids
玻璃化转变是当代凝聚态物理中最具挑战性的问题。在这里，我们回顾了胶体实验对我们理解这个问题的贡献。首先，我们简要地概述了胶体系统的成功，在产生微观的见解到广泛的凝聚态现象。在玻璃化转变的背景下，我们展示了它们在揭示时空动态异质性的本质方面的实用性。然后，我们讨论了从胶体实验中的证据，有利于各种理论的玻璃形成，积累了在过去的二十年。在下一节中，我们将阐述胶体实验中最近的范式转变，从探索性方法到旨在区分竞争框架预测的关键方法。我们演示了如何帮助这种关键的方法是由发现新的动态交叉的范围内访问胶体实验。我们还强调了玻璃形成的替代路线，如随机钉扎，轨迹空间相变和副本耦合对当前和未来的玻璃化转变研究的影响。最后，我们列出了一些关键的开放的挑战，玻璃物理学，如增长的静态lengthscales和制备超稳定的玻璃，可以使用胶体实验的比较，可以解决我们的审查。
2016-08-31 cond-mat.soft
Collective dynamic length increases monotonically in pinned and unpinned glass forming systems
本文引入多粒子结构因子 $S^c_{mp}(q,t)$ 探测集体动力学，克服了随机钉扎（RP）导致的动力学长度非单调性问题，发现在钉扎与非钉扎的玻璃形成系统中集体动力学长度随体积分数单调增加。
2024-12-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Phases of Active Matter Systems with Quenched Disorder
在由淬火无序驱动的系统中，滑动态内的脱钉和非平衡跃迁出现在很宽的尺度范围内，从纳米尺度的原子摩擦、中尺度的II型超导体中的通量运动、微尺度的无序介质中的胶体运动以及地质长度尺度的板块构造。在这里，我们表明，活性物质或自推进粒子与淬火无序下的外部驱动器的相互作用代表了一类新的系统，也可以表现出钉扎脱钉现象，塑性流动相，和非平衡滑动过渡，与不同的形态和速度-力曲线签名。当与衬底的相互作用很强时，形成均匀的钉扎液相，其塑性地脱钉成均匀的无序相，然后动态地首先转变成与钉扎液体共存的移动条纹，然后在较高驱动下转变成移动相分离状态。我们数值映射所得到的动力学相图作为外部驱动器，基板相互作用强度和自推进相关长度的函数。这些阶段可以观察到活性物质通过随机无序移动。我们的研究结果表明，内在非平衡系统可以表现出额外的非平衡转变时，受到外部驱动。
2016-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
