From Double Colloidal Networks to Core-Shell and Mixed Composites through Sequential Gelation
Northeastern University（东北大学）
研究通过模拟双组分胶体系统的顺序凝胶过程，展示通过时间控制和物种间相互作用可构建不同网络结构，包括双网络、混合及核心-壳层复合材料。
2026-03-30 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Elastic deformations of loaded core-shell systems
宏观弹性核壳系统可以生成为玩具模型，以手动变形和触觉研究。在介观尺度上，制备了胶体核壳颗粒和微凝胶，并通过不同类型的显微镜进行了研究。我们分析，使用线弹性理论，球形核壳系统的影响下，是径向取向的力的线密度和作用沿赤道的外表面的反应。有趣的是，壳与核的变形耦合可以决定响应于力的整体外观。我们解决各种组合的半径，刚度和泊松比的核心和外壳，并说明所产生的变形。从宏观上讲，这种情况可以通过在宏观模型系统的赤道周围缠绕一条绳子并将其拉紧来实现。在介观尺度上，胶体微凝胶颗粒被对称地限制在两种不混溶流体之间的界面上，被表面张力径向向外拉。
2022-04-27 cond-mat.soft
Crossover from three- to six-fold symmetry of colloidal aggregates in circular traps
在足够低的温度和高密度下，二维（2d）的排斥性球形粒子形成具有六重对称性的紧密堆积结构。相比之下，当粒子间相互作用具有吸引的各向异性分量时，该结构可以表现出相互作用的对称性。本文研究了二维圆形势阱中球形粒子通过各向同性排斥势和三重对称吸引势相互作用的悬浮体系。我们发现，由于粒子间和外部电位之间的竞争，粒子自组织成三重或六重对称的结构，这取决于陷阱的宽度。对于中间阱宽度，形成核-壳结构，其中核具有六重对称性，并且壳是三重对称性。当陷阱的宽度随时间周期性变化时，胶体结构的对称性也发生变化，但不一定遵循相应的静态陷阱的对称性。
2018-09-12 cond-mat.soft
Swelling cholesteric liquid crystal shells to direct colloids at the interface
本文利用胆甾相双乳液的渗透溶胀和壳层动态减薄，通过调节表面能与体相能的竞争，将界面胶体粒子引导组装成线性聚集体并稳定拓扑缺陷，揭示了动力学路径在液晶粒子组装中的关键作用。
2020-01-04 cond-mat.soft
Self-limited stacking of non-Euclidean colloidal shells: From saddles to caps
University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本研究扩展曲率体模型至非欧几里得几何（球形帽、马鞍形），发现壳厚度通过Foppl-von Karman数影响弹性成本累积，导致自限尺寸依几何形状而异，马鞍形堆叠具有稳健尺寸选择与低分散性。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Energy and entropy effects of counterions in salt-free colloidal solutions
本文用壳层模型研究了胶体溶液中的相互作用。在这个壳模型中，反离子被限制在围绕其宿主胶体颗粒的球形区域内移动。特别是，我们应用蒙特卡罗模拟，以获得有效的胶体相互作用的能量和熵的贡献。我们的结果揭示了一个有吸引力的静电能量，这是压倒了反离子之间的渗透斥力，因为后者可以很好地估计由理想气体近似。我们还提供了一个可选的算法，即使当云不重叠时，也可以在两个计数器云之间进行计数器混合。反离子的剩余混合熵使自由能降低，这与热涨落相当，表明在非平衡条件下胶体颗粒之间可能存在吸引机制。
2012-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid-gas separation in colloidal electrolytes
本文用蒙特卡罗模拟研究了电中性的带相反电荷的胶体混合物在低温低密度区的液-气相变。临界温度显示出非单调的行为作为相互作用范围的函数，$κ^{-1}$，在$κσ\approx 10$处具有最大值，这意味着在$κ$-$ρ$平面中共存的岛。该系统是以这样一种方式安排的，即每个粒子都被具有交替电荷的粒子壳包围。与电解质原始模型相比，在气相中得到了中性和带电团簇
2005-10-26 cond-mat.soft
Hexadecapolar colloids
化学元素的最外层电子层可以具有类似于单极子、偶极子、四极子和八极子的对称性，对应于填充的s-、p-、d-和forbitals。理论上，具有十六极外壳的元素也可能存在，但没有已知的元素具有填充的g轨道。另一方面，“胶体原子”的研究范式显示出粒子行为的复杂性超过了原子对应物，这是由DNA功能化、几何形状和拓扑结构以及弱外部刺激驱动的。在这里，我们描述了弹性十六极形成的聚合物微球分散在液晶，取向有序的分子棒的非线性流体。由于圆锥形退化的边界条件，固体微球局部扰动的排列的cross-host，诱导hexadecapolar扭曲，驱动各向异性胶体相互作用。我们揭示了形成胶体弹性十六极的物理基础，并描述了随后的键合不可访问的弹性偶极子，四极和其他的弹性胶体以前研究。
2016-12-20 cond-mat.soft
Core-shell droplets and microcapsules formed through liquid-liquid phase separation of a colloid-polymer mixture
微胶囊允许从药物到香料的货物的受控容纳、运输和释放。鉴于各种工业对微胶囊和其他核-壳结构的兴趣，存在多种制造策略。在这里，我们报告的方法依赖于混合物的温度响应性微凝胶颗粒，聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM），和聚合物进行流体-流体相分离。在室温下，这种混合物分离成富含胶体（液体）和贫含胶体（气体）的流体。通过将样品加热到高于微凝胶颗粒急剧收缩并产生更深吸引力的颗粒间势的临界温度，富含胶体相的液滴变得凝胶状。当温度降低回到室温时，这些胶凝胶体颗粒的液滴重新结晶，并且液滴内发生相分离。这种相分离导致富胶体液滴内的贫胶体液滴被连续的贫胶体相包围。气/液/气全水性双乳液在大部分内部液滴逸出之前仅持续几分钟。然而，核-壳液滴的富含胶体的壳可以通过添加盐而固化。该方法仅使用水性组分产生具有由刺激敏感性微凝胶胶体颗粒组成的壳的核-壳结构，使得其对于包封生物材料和制备响应于例如温度、盐浓度或pH的变化的胶囊具有吸引力。
2021-08-02 cond-mat.soft
Hydrodynamics is Needed to Explain Propulsion in Chemophoretic Colloidal Rafts
本文构建由催化粒子与被动微球壳组成的活性胶体筏，证明仅扩散泳动无法解释推进，而需借助 Lorenz 互易定理纳入基底扩散渗透流的流体动力作用。
2023-09-29 cond-mat.soft
Malleable patterns from the evaporation of colloidal liquid bridge: coffee ring to the scallop shell
本文重点介绍了一种从液桥配置中的干燥液滴生成对比图案的方法，该方法与众所周知的咖啡环不同。限制距离（固体表面之间的间隙）的减少导致系统化的纳米颗粒团聚产生类似于扇贝壳上发现的那些的发言人样图案，而不是圆周边缘沉积。改变的限制长度调制的曲率，需要在整个液体-蒸汽界面的蒸发通量的变化。因此，不同的液体桥（LB）内的流量变化显着不同的限制长度。小的约束长度导致的粘滑运动的挤压液桥。相反，拉伸的LB表现出钉扎接触线。我们破译一个命题，干燥液体薄膜存在于去湿过程中的三相接触线附近是负责对齐的颗粒沉积。限制距离决定了该薄膜的高度，并且其理论估计针对使用反射干涉测量法的实验观察进行了验证，进一步表现出良好的一致性（在数量级上）。调节颗粒尺寸不会显著影响沉淀物图案;然而，颗粒浓度可以显著影响沉积图案。沉积模式的差异是由于复杂的相互作用的蒸发通量的梯度引起的运动的接触线结合在去湿过程中的薄液膜的干燥。
2022-01-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic interactions between topological defects in chiral nematic shells
提出了一个新的、自洽的、鲁棒的理论模型来研究液晶壳层中拓扑缺陷之间的弹性相互作用。以一种简单的方式解释壳的非同心性质，我们能够成功地准确地解释和预测缺陷的位置，这在胶体自组装的背景下最相关。我们校准和测试我们的模型对现有的实验数据，并将其扩展到所有新观察到的缺陷配置手性双壳层。我们进行了新的实验，以进一步检查和确认本模型的有效性。此外，我们能够获得的能量的$+1$或$+3/2$向错线的胆固醇，其复杂的性质是最近才报道的定量估计。
2016-10-11 cond-mat.soft
Self-assembly of finite-sized colloidal aggregates
具有所寻求的形态的自组装有限尺寸胶体聚集体的挑战之一是在微观尺度上精确分选胶体位置以避免形成脱靶结构的必要性。微流体平台通过将进入目标聚集体的胶体的精确量加载到单个液滴中来解决这个问题。使用理论和模拟，在本文中，我们验证了一个更通用的设计，使我们能够制造不同类型的有限尺寸的聚集体，包括胶体分子或核壳簇，从有限密度悬浮液的各向同性胶体散装。在我们的模型中，粒子之间的相互作用是由DNA连接器与移动拴系点介导的，在实验中发现，使用DNA低聚物标记的疏水复合物浸入支持的双层。通过微调的强度和不同类型的连接器的数量，我们证明了控制的聚集体的形态，特别是，分子的价态和核壳簇的大小的可能性。在一般情况下，我们的设计显示了多价相互作用如何在平衡条件下导致微相分离。
2020-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic colloids through non-trivial buckling
本文介绍了胶体颗粒屈曲的实验、理论和数值研究进展。通过乳液模板法制备的充油薄壳在水和乙醇的混合物中表现出屈曲，这是由于核在外部介质中溶解。这导致构象与一个单一的凹陷，无论是轴对称或多边形取决于壳的几何特征。这些构象可以在理论上和/或数值上再现的均匀的球形薄壳的弯曲和拉伸弹性的模型，提交各向同性的外部压力。
2008-02-27 cond-mat.soft
Soft colloids for complex interfacial assemblies
复杂材料的设计和特定图案的形成通常源于单个构建块的属性。在这方面，胶体系统提供了一个独特的机会，因为现在它们可以在实验室中合成许多不同的形状和特征。因此，颗粒特性的适当选择使得可以产生具有期望性质的宏观结构。胶体的多功能性也可以在两个维度上进行探索，使用液-液或气-液界面作为特权基底，在那里它们可以吸附和自组装。除了作为基础研究的创新模型系统外，科学界的极大兴趣也是技术和应用，因为胶体尺度的表面图案在光子学或生物传感等方面非常有前途。在最近发表在PNAS上的一项研究中，Menath及其同事将这些元素结合起来，并利用由二氧化硅核和柔软的非交联聚合物壳组成的核壳胶体，在控制界面处复杂结构的组装方面迈出了重要的一步。
2022-02-28 cond-mat.soft
Short and soft: multi-domain organization, tunable dynamics and jamming in suspensions of grafted colloidal cylinders with small aspect ratio
尚未实际探索类的软胶体棒与小的纵横比进行了研究，并显示出非常丰富的相和动态行为，从液体到近熔融状态跨越。这些短而软的纳米圆柱体随着浓度的增加而改变其组织，而不是无序排列，从具有随机取向的各向同性液体到具有优选局部取向的液体，并最终具有局部取向顺序的多域排列。后者产生类似于具有可检测的末端弛豫的结构玻璃的动力学抑制状态，其在增加的浓度上揭示了有序嵌段共聚物中的六方堆积有序的特征。相应的动态响应包括四种状态，都在0.02 g/ml的重叠浓度以上：I）从0.03至0.1 g/mol，系统经历类似液体至固体的转变，其结构弛豫时间增长四个数量级。II）从0.1至0.2g/ml，观察到显著的减慢，并且伴随着从各向同性到多畴结构的演变。III）在0.2和0.6g/mol之间，悬浮液表现出壳互穿和堵塞的特征，其中胶体平台模量线性地依赖于浓度。IV）在0.74g/ml下，在密集堵塞状态下，检测到来自微相分离的嵌段共聚物的六边形填充圆柱体的粘弹性特征。这些属性设置短而软的纳米圆柱体除了长胶体棒（具有大的纵横比），并提供见解，从根本上理解在这个中间软胶体制度的物理，以及和定制的非球形软胶体的流动性能。
2020-08-23 cond-mat.soft
Colloidal Brazil nut effect in microswimmer mixtures induced by motility contrast
我们数值和实验研究的分离动力学在一个静态的周期性的三角形状的光强度场的二维基板上移动的微泳者的二元混合物。活性颗粒的运动性与施加的光强度成比例，并且它们具有运动性对比度，即，前因子取决于物种。此外，活性颗粒还经历使它们的运动朝向负强度梯度的方向对准的扭矩。我们发现一个隔离的活性粒子附近的强度最小值，其中通常一个物种是本地化接近最小值，另一个是集中在外壳。对于一个非常强的对齐扭矩，有一个精确的映射到一个平衡系统中的一个有效的外部潜力是最小的强度最小值。这种外部势类似于（依赖于高度的）重力，因此人们可以定义自推进粒子的有效“重量”。类比于重力作用下摇动的颗粒物质，如果较重的颗粒漂浮在较轻的颗粒之上，我们定义了一种“胶体巴西坚果效应”。使用广泛的布朗动力学模拟，我们确定系统参数的活性胶体巴西坚果效应发生和解释它的基础上广义阿基米德原理内的有效平衡模型：重粒子悬浮在一个稠密的流体中的轻粒子，如果他们的有效质量密度低于周围的流体。我们还进行了光激活的自推进胶体混合物，证实了理论预测的真实空间实验。
2019-01-29 cond-mat.soft
Localized elasticity governs the nonlinear rheology of colloidal supercooled liquids
我们提出了一个理解具有软排斥势的过冷液体非线性流变学的微观图像。基于布朗动力学模拟的过冷电荷稳定胶体悬浮液，我们的分析表明，在足够大的剪切速率（sr）下，粘度（eta）的剪切变稀（表示为eta~sr^（-lambda））源于局域弹性区（LER）的演化。LER是由参考粒子的前几个配位壳层组成的瞬态区域。为了响应外部剪切，LER内的颗粒在LER屈服之前经历近仿射位移。LER的特征应变（gamma）和尺寸（xi）分别由gamma~sr^（-nu）和xi~sr^（-nu）决定。三个指数lambda、nu和nu通过lambda=1-nu =4*nu相关。这个简单的关系将非线性流变学与系统的弹性性质和微观构型畸变联系起来。LER的弛豫是通过沿剪切几何形状的延伸方向的大步长非仿射颗粒位移来促进的，步长为0.4颗粒直径。流动中LER的弹性形变和松弛是普遍存在的，是控制体非线性粘弹性的基本过程。我们应用这个模型来分析剪切电荷稳定的胶体悬浮液的流变小角中子散射数据。可以看出，我们的模型很好地解释了中子能谱和流变数据。
2022-09-23 cond-mat.soft
Glasses of dynamically asymmetric binary colloidal mixtures: Quiescent properties and dynamics under shear
我们调查的混合效应的玻璃态的二元胶体硬球状混合物具有大尺寸的不对称性，在一个恒定的体积分数φ = 0.61。作为混合比的函数的结构、动力学和粘弹性响应反映了一种或另一种组分的笼状化之间的转变。最强的混合效果是观察到的系统中占主导地位的笼的大部分。在大球体留下的自由体积中填充大量小球体的可能性引起大球体的笼的显著变形，其变得越来越离域。这导致更快的动力学和弹性模量的大幅降低。当小球的相对体积分数超过大球的相对体积分数时，小颗粒开始形成它们自己的笼，减慢动力学并增加系统的弹性模量。大的球体成为少数，并作为杂质的顺序超出第一个邻居壳，即笼，并不直接影响粒子组织的笼水平。在这样的系统中，当施加恒定速率的剪切时，观察到玻璃的熔化，这是由于促进了与剪切诱导的结构各向异性相关的笼外扩散。
2013-03-11 cond-mat.soft
Spatial distribution of core monomers in acrylamide-based core-shell microgels with linear swelling behaviour
核-壳微凝胶特有的线性温度依赖性溶胀已被证实与不同转变温度的材料的核-壳结构相结合有关。在这里，pNIPMAM核和pNNPAM壳微凝胶在水中的结构研究作为温度的函数，使用小角中子散射与选择性氘。光子相关光谱用于检查胶体颗粒的膨胀行为并揭示线性膨胀。此外，这些实验也被用来检查氘化对溶胀的影响。使用自由的多壳层反向蒙特卡罗方法，小角散射数据被转换成径向单体密度分布。由完全氢化的核-壳微凝胶和最终H核/D壳结构组成的相同核的“仅核”颗粒的比较清楚地表明，核和壳单体显示具有强互穿的梯度分布，导致嵌入壳中的核大于其孤立的“仅核”前体颗粒。对于涵盖两种转变的温度范围，该令人惊讶的结果进一步推广到不同的核交联剂含量。我们的分析表明，pNIPMAM-核心和pNNPAM-壳微凝胶的内部结构是不均匀的和强烈的相互渗透，大概只允许渐进的核心溶胀在温度中间的两个转变温度，从而促进线性溶胀行为。
2020-11-16 cond-mat.soft
Machine-learning effective many-body potentials for anisotropic particles using orientation-dependent symmetry functions
原子环境的球对称原子中心描述符已被广泛用于构建原子和胶体系统的势能或自由能表面，并使用机器学习技术来表征局部结构。然而，当颗粒形状是非球形的，如在杆和椭球的情况下，标准的球对称结构函数单独产生不精确的描述局部环境。为了解释取向的影响，我们引入了两体和三体取向依赖的粒子中心描述符的系统组成的棒状粒子。为了证明所提出的功能的适用性，我们使用一个有效的特征选择方案和简单的线性回归来构建粗粒度的多体相互作用势，用于计算效率高的模拟模型系统组成的胶体颗粒具有各向异性的形状：混合物的胶体棒和非吸附聚合物，硬杆封闭的弹性微凝胶壳，配体稳定的纳米棒。我们验证了机器学习（ML）有效的多体势的基础上，通过使用它们在直接共存模拟绘制出胶体棒和非吸附聚合物的相行为的取向依赖的对称函数。我们找到了很好的协议，从模拟的真实二元混合物的结果，表明有效的相互作用是很好地描述的取向依赖ML潜力。
2022-07-13 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
Engineering Morphologies of Metal-Based Colloidal Assemblies via Colloid Jamming at Liquid-Liquid Interfaces
本研究揭示液滴微流控蒸发诱导自组装中MS NPs与含氟表面活性剂的配位作用决定形貌，并据此通过界面包覆、颗粒浓度调控构建核壳及均匀二元组装体。
2025-05-13 cond-mat.soft
Helical microstructures in molluscan biomineralization are a biological example of close packed helices that may form from a colloidal liquid crystal precursor in a twist-bend nematic phase
我们证明，自然界产生了一个紧密包装的螺旋扭曲的丝状材料在生物矿化的软体动物。在液晶中，扭曲-弯曲向列相已被预测和观察到。我们提出和分析的证据表明，螺旋生物矿物的微结构的软体动物壳可能形成这样的液晶前体。
2022-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Nonlinear rheological properties of dense colloidal dispersions close to a glass transition under steady shear
用第一性原理方法研究了稠密胶体悬浮体在稳态剪切下的非线性流变特性。从给定剪切流中相互作用的布朗粒子的Smoluchowski方程出发，导出了形式上精确地包含瞬态动力学的广义Green-Kubo关系，并利用模耦合近似封闭了方程。胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服产生于由于粒子相互作用而导致的结构弛豫的减慢和由密度波动的剪切平流引起的波动的增强的去相关之间的竞争。通过瞬态方法的集成考虑到了动态竞争，平移不变性进入波矢量平流的概念，和模式耦合近似能够定量地探索剪切引起的抑制粒子笼和由此产生的加速结构松弛。扩展的比较与剪切应力数据的线性响应和非线性政权中测得的模型热敏核壳胶乳进行了讨论。此外，还对共焦显微镜和计算机模拟中观察到的剪切作用下的单粒子运动进行了回顾和理论分析。
2008-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Thin Pyramidal Cones in Nematic Liquid Crystal
本文研究向列相液晶中薄壁空心金字塔锥胶体的取向与缺陷行为，通过Landau-de Gennes自由能最小化和有限元方法揭示平行与垂直排列下的不同指向矢畸变、boojum缺陷及长程偶极相互作用，并发现其可形成嵌套结构。
2023-05-22 cond-mat.soft
Topology and Kinetic Pathways of Colloidosome Assembly and Disassembly
本研究开发了微米级流体胶体体作为脂质囊泡类似物，通过减缓动力学过程实时观察其组装与解组装，揭示了闭合囊泡转变为圆盘的最低能量路径涉及类圆柱体中间态，为液态壳层拓扑变化及纳米级货物递送提供了新见解和稳健平台。
2025-04-06 cond-mat.soft
When Like Destabilizes Like: Inverted Solvent Effects in Apolar Nanoparticle Dispersions
本研究通过实验与模拟发现，非极性溶剂中纳米粒子聚集温度随溶剂链长增加而升高，与经典理论相反，归因于焓熵效应增强有序配体态稳定性，并解释了环己烷的溶剂优势。
2023-11-13 cond-mat.soft
Elastic colloidal monopoles and reconfigurable self-assembly in liquid crystals
类似单极的静电相互作用在生物学和凝聚态物质中普遍存在，但它们经常被反离子屏蔽，不能从吸引力转换为排斥力。在胶体科学中，主要目标是开发模仿和超越原子和分子组装的多样性和长度尺度的胶体粒子，带静电的粒子不能改变其表面电荷的符号或从单极子转变为高阶多极子。在液晶胶体中，粒子之间的弹性相互作用产生，以最小化与粒子周围的棒状分子的长程排列中的弹性变形相关的自由能。在偶极、四极和十六极双极性胶体中，这种弹性扭曲的对称性模拟了静电多极和原子最外层的电子层。电和磁开关，自发转换和光学控制的弹性多极，以及它们与拓扑缺陷和表面边界条件的相互作用，已被证明在这样的胶体。然而，人们早就知道，弹性单极子应该放松到均匀或高阶多极状态，因为它们诱导的弹性扭矩。在这里，我们开发了具有强弹性力矩和由环境光施加的光学力矩平衡的弹性力矩的弹性胶体。我们证明了这些胶体粒子的非结构化光，这类似于驱动原子之间的基态和各种激发态的单极四极重构。我们表明，弹性单极子的符号可以切换，并且带相同电荷的单极子吸引，而带相反电荷的排斥，不像在静电。我们还展示了这些胶体颗粒的平衡动态组装。
2020-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Two-step percolation in aggregating systems
通过实验和Monte Carlo（MC）模拟研究了聚集体系中的两步逾渗行为。在实验研究中，电导率，$σ$，胶体悬浮液的多壁碳纳米管（CNT）在癸烷进行了测量。将悬浮液在平面过滤-压缩电导池中进行机械脱液。在脱液期间，测量电极之间的距离连续减小，CNT体积分数$φ$连续增加（从$10^{-3}$到$\approx 0.3$ % v/v）。在$φ_{1}\lesssim 10^{-3}$和$φ_{2}\approx 10^{-2}$处的两个逾渗阈值可以分别反映松散的CNT聚集体的相互渗透和穿过致密的导电聚集体的逾渗。的MC计算模型占导电粒子或其聚集体的核壳结构，粒子的聚集，溶剂化壳的形成，和细长的几何形状的电导池的倾向。MC的研究揭示了两个平滑的渗滤过渡$σ(φ)$的依赖性，对应于通过壳和核的渗滤，分别。数据表明，颗粒聚集对电导池中沿不同方向测量的电导率$σ(φ)$的各向异性有显著影响。
2017-03-30 cond-mat.soft
How Does A Porous Shell Collapse? Delayed Buckling And Guided Folding Of Inhomogeneous Capsules
胶体胶囊可以承受外部渗透压;然而，对于足够大的压力，它们最终会弯曲。该过程可受到胶囊壳中结构不均匀性的强烈影响。我们探讨了如何在屈曲开始前的时间延迟减少的壳更不均匀，这种行为可以定量地理解耦合壳理论与达西定律。此外，我们表明，壳的不均匀性可以显着改变折叠后的胶囊所采取的途径。
2012-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pattern formation in two-dimensional hard-core/soft-shell systems with variable soft shell profiles
硬核/软壳（HCSS）颗粒已被证明自组装成一个非常丰富的各种结构下压缩由于简单的相互作用之间的相互作用的硬核和软肩的长度尺度。在这一领域的大多数研究模型的软壳相互作用作为一个方肩电位。虽然从理论的角度来看是有吸引力的，但这种潜力在物理上是不现实的，因为在软壳区没有排斥力，这与实验HCSS系统不同。为了使模型更逼真，在这里，我们考虑HCSS粒子的范围软壳电位分布超出标准的方肩形式和研究模型使用最小能量计算和蒙特卡罗模拟。我们发现，通过调整密度和软壳轮廓，HCSS颗粒在薄壳区（即，壳核比$r_1/r_0 \leq \sqrt{3}$）可以形成大范围的结构，包括六边形、链状、正方形、菱形和两种不同的锯齿形结构。此外，通过调节密度和$r_1/r_0$，我们发现具有实验上真实的线性斜坡软肩排斥的HCSS粒子可以形成具有10倍和12倍对称性的蜂窝和准晶。因此，我们的研究表明，通过胶体自组装实验制造这些奇异的二维结构的令人兴奋的可能性。
2020-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Design strategies for the self-assembly of polyhedral shells
针对胶体尺度复杂结构自组装易受动力学干扰的难题，将三类五顶点接触阿基米德壳层的自组装转化为斑块粒子相互作用的SAT问题，通过降低基元对称性提升目标结构产率，验证了该方法在逆向设计中的价值。
2023-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hard core-soft shell particles near repulsive interfaces: interplay between adsorption, aggregation and diffusion
具有硬核和软壳的胶体颗粒的行为已经引起了物理化学界面研究人员的注意，不仅由于大量的应用，而且由于这些系统在本体和界面处的独特性质。两相界面的吸附可以提供分子排列的信息。通过这种方式，我们进行Langevin动力学模拟聚合物接枝纳米粒子。我们采用最近获得的核心软化势分析之间的关系，结构和动力学性质的纳米粒子附近的固体排斥表面的吸附。考虑了两种情况：平坦的或结构化的墙壁。在低温下，在吸附中观察到最大值。它与流体到簇的过渡有关，并且在接触层扩散中具有最小值，并且通过核心软化相互作用中的尺度之间的竞争来解释。由于长程排斥，颗粒在低密度下停留在对应于该长度尺度的距离处，并且随着填充增加而克服排斥势垒。然而，增加温度，动能的增益允许胶体即使在低密度下也克服长程排斥势垒。因此，在吸附中不存在竞争且未观察到最大值。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Liquid phase fast electron tomography unravels the true 3D structure of colloidal assemblies
本研究提出在原始液体环境中进行电子断层扫描的方法，结合快速数据采集与专用重建流程，揭示了胶体组装体在液相中的真实三维结构，强调了保留原生环境对高分辨率表征的重要性。
2023-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CE
Self-limiting stacks of curvature-frustrated colloidal plates: Roles of intra-particle versus inter-particle deformations
本文通过理论与粗粒化模拟研究 curvamer 柔性壳状粒子的自限制堆叠，揭示粒子内弯曲刚度与粒子间间隙柔顺性之比及吸引作用程如何控制受挫传播和尺寸转变。
2024-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Encapsulation of oils and fragrances by core-in-shell structures from silica particles, polymers and surfactants: The brick-and-mortar concept
胶体体提供了以核壳结构的形式将油性物质包封在水中的可能性。在这项研究中，我们从胶体颗粒中产生了具有壳的微胶囊，其中颗粒间开口被聚合物和表面活性剂的混合层堵塞，以防止货物分子的泄漏。颗粒和聚合物起到砖和砂浆的作用。我们使用亲水性二氧化硅颗粒，其通过吸附油酸钾而部分疏水化，以使其能够稳定皮克林乳液。测试了各种聚合物以选择最合适的一种。包封过程简单，包括超声单次均质化。所生产的胶囊是pH响应性的。它们在pH范围为3-6的水相中是稳定的，但在pH>6时，它们不稳定并且它们的货物被释放。通过优化二氧化硅颗粒、聚合物、油酸酯和NaCl的配方，我们能够包封各种油和香料，如十四烷、柠檬烯、水杨酸苄酯和香茅醇。所有这些在水中都具有有限的且不太高的溶解度。相反，用具有零水溶性（矿物油和硅油）或较高水溶性（苯氧乙醇和苯甲醇）的油没有获得稳定的微胶囊。通过对附加的界面张力和薄膜实验结果的分析，我们得出结论，获得稳定胶囊的关键因素是聚合物在油/水界面的不可逆吸附。通过表面活性剂吸附（而不是硅烷化）使颗粒疏水化对于所生产胶囊的pH响应性起着重要作用。
2019-07-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Dissipative Particle Dynamics for Systems with Polar Species
在这项工作中，我们开发了一种方法来模拟极性物种的耗散粒子动力学（DPD）方法。该方法背后的主要思想是将每个珠子视为哑铃，即保持固定距离的两个子珠子（子珠子可以携带电荷），而不是点状粒子。结果表明，在足够小的分离的复合珠的行为基本上作为传统的点状珠。其次，得到了微珠偶极矩与体介电常数之间的关系。极性液体中的单电荷的相互作用表明，所观察到的介电常数是有点小于所获得的散装情况下，在大的分离之间的电荷;在距离相当于珠大小的溶剂化壳的电荷开始干扰和振荡所观察到的介电常数发生。这种取向的分子与本体液体相比有效地具有较小的极化率，因此一个电荷在另一个电荷附近的场被减小，不像本体中那样强。最后，我们展示了为什么有必要显式地而不是隐式地通过基于局部物种浓度计算局部极化率来处理DPD中的极性物种：后者导致违反牛顿第三定律，从而导致模拟伪影。研究了带电胶体粒子在极性液体和非极性液体界面上的行为。我们得到，当极性分子被显式处理时，带电胶体粒子移动到极性液体中，因为带电分子浸没在极性介质中在能量上更有利;然而在“隐含极性”方法中，发现胶体颗粒在由非极性液体的分子形成的“凸起”的顶部，这增加了液体之间的界面面积，而不是减小它。
2019-04-16 cond-mat.soft physics.comp-ph
Focussing frustration for self-limiting assembly of flexible, curved particles
研究可变形弯曲壳状胶体颗粒中几何挫败导致的自限制组装，通过曲率聚焦机制和连续介质理论结合模拟，揭示堆叠尺寸由弯曲成本与粘附能比值控制，并提出通过调节粘附范围和横向斑块化抑制挫败逃逸以编程有限组装尺寸的策略。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Entropic Trapping of Hard Spheres in Spherical Confinement
National Institute of Technology Warangal（瓦兰加尔国家理工学院）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
研究通过模拟硬球在球形约束中的自组装，揭示了大球因熵效应对晶格结构的捕获机制，发现大球迁移至晶格顶点并形成完美二十面体框架。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
