Optical properties of electrostatically assembled films of CdS and ZnS colloid nanoparticles
这项工作提出了一种具有成本效益的替代技术，用于形成可调发光器件的纳米结构半导体材料。采用静电自组装技术制备了表面包覆有SO 3-或NH3+基团的CdS和ZnS半导体胶体纳米粒子的薄膜。用紫外-可见光谱、椭圆偏振光谱和原子力显微镜对薄膜进行了表征。紫外-可见光谱表明，由于量子限制现象，CdS和ZnS的主吸收带相对于体材料都发生了显著的蓝移。纳米粒子的半径为1.8 nm，从光谱偏移评估，以及对应于通过椭圆偏振法获得的膜厚度。AFM显示在固体表面上形成较大的纳米颗粒聚集体。关键词：CdS，ZnS，胶体纳米粒子，静电自组装，量子限制，椭圆偏振，原子力显微镜
2006-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Modeling Structural Colors from Disordered One-Component Colloidal Nanoparticle-based Supraballs using Combined Experimental and Simulation Techniques
鸟类明亮、饱和的结构色激发了自组装、无序阵列的合成，这些阵列由具有不同颗粒间距和折射率的组装纳米颗粒组成。然而，由于多重散射和强吸收的影响，预测组装纳米颗粒的颜色，从而指导其合成仍然具有挑战性。在这里，我们使用一种计算方法，首先从小角度散射测量重建纳米粒子的组装结构，然后将重建的结构输入到时域有限差分方法中，以预测它们的颜色和反射率。这种计算方法成功地验证了其预测与实验测量的反射率进行比较，并提供了一种途径，逆向工程胶体组装所需的光学和光热性能。
2022-10-07 cond-mat.soft physics.optics
Symmetry-specific characterization of bond orientation order in DNA-assembled nanoparticle lattices
本文将SymBOPs扩展用于各向同性或取向信息缺失的DNA组装纳米颗粒晶格，实现单键尺度晶畴、拓扑缺陷和子晶格的灵敏识别。
2023-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatically Assembled Open Square and Checkerboard Superlattices
Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）
通过调控聚合物分子量和pH值，实现纳米粒子在液-气界面的可编程组装，形成多种二维超晶格结构。
2025-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Uniform coating of self-assembled non-iridescent colloidal nanostructures using Marangoni effects and polymers
胶体晶体由于其周期性的纳米结构而呈现出结构色，而没有任何颜色颜料，这会干扰可见光。这种晶体结构是彩虹色的，因为产生的颜色会随着视角或照明角度而变化，这限制了它在印刷或显示方面的应用。为了消除虹彩性质，重要的是使胶体纳米颗粒的堆积无序。在这里，我们介绍了一种滴铸方法，其中含有单分散聚合物涂覆的二氧化硅纳米颗粒的水-乙醇混合物的液滴在加热的基底上完全蒸发后产生相对均匀和非虹彩的沉积物。的均匀性是由热Marangoni流和快速蒸发的影响，由于加热的基板，而非彩虹色是短程有序包装的纳米粒子的耗尽吸引力和摩擦的聚合物刷产生的效果的结果。我们表明，从单个液滴的最终存款的颜色保持不变，而视角是在环境光下变化。我们期望该涂覆方法与喷墨打印兼容，并且均匀涂覆的自组装非虹彩纳米结构具有用于使用反射模式的彩色显示器和其他光学器件的潜力。
2018-10-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Optically and elastically assembled plasmonic nanoantennae for spatially resolved characterization of chemical composition in soft matter systems using surface enhanced spontaneous and stimulated Raman scattering
我们提出了一种方法，局部探测空间变化的化学成分的软物质系统，通过使用光学控制和弹性自组装等离子体纳米天线。具有尖锐不规则边缘的盘形金属颗粒被光学捕获、操纵并组装成小簇，以提供来自这些颗粒周围和之间的样品区域的拉曼散射信号的强烈增强。当粒子被计算机控制的激光镊子重新组装和空间平移时，我们探测化学成分作为空间坐标的函数。这使我们能够可靠地检测微量的有机分子，例如存在于各种纳米颗粒上的封端配体，以及探测液晶缺陷核内部的化学组成，这些缺陷核可以填充有例如聚合物链。光学操纵纳米颗粒粗糙表面的强电磁场增强表现在不同形式的光谱学和显微镜，包括增强的自发拉曼散射，相干反斯托克斯拉曼散射，和受激拉曼散射成像模式。
2016-11-29 cond-mat.soft
Electron conductive self-assembled hybrid low-molecular weight glycolipid-nanosilver gels
该研究利用生物基糖脂自组装水凝胶原位还原银离子，制备了尺寸可控的纳米银颗粒并形成纳米线，赋予凝胶电子导电性，为温和条件下构建杂化功能材料提供新途径。
2025-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Surface response of spherical core-shell structured nanoparticle by optically induced elastic oscillations of soft shell against hard core
考虑了球形双组分壳核结构纳米粒子的光致振荡响应，研究了软壳对硬内核的无节点弹性振动。得到了有限深壳层中偶宇称、球宇称和奇宇称扭转振动模的本征频率，这对于超微粒子共振散射长波电磁波谱中各共振的模态规范具有实际意义。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge-regulation effects in nanoparticle self-assembly
溶液中的纳米颗粒通过表面基团的解离或缔合获得电荷。因此，正确描述它们的静电相互作用需要使用电荷调节边界条件，而不是常用的恒电荷近似。我们实现了一个混合的蒙特卡罗/分子动力学计划，动态调整的个别表面组的对象，同时发展自己的轨迹的电荷。电荷调节效应定性地改变自组装结构，由于全球电荷重新分配，稳定不对称结构。我们描绘在何种条件下，传统的恒电荷近似可以采用和澄清之间的相互作用的电荷调节和电介质的极化。
2021-02-09 cond-mat.soft
Reshaping elastic nanotubes via self-assembly of surface-adhesive nanoparticles
具有宏观尺寸的弹性片材容易通过弯曲和拉伸而变形。然而，通过机械操作来塑造纳米片是很困难的。在这里，我们表明，纳米粒子自组装可以用于这一目的。通过蒙特卡罗模拟，我们证明了粘附在弹性纳米管外表面上的球形纳米颗粒可以通过曲率介导的相互作用自组装成线性结构。我们发现纳米颗粒在可拉伸的纳米管上排列成环状或螺旋状，在具有高拉伸刚性的纳米管上排列成轴向弦状。这些自组装结构与各种变形的纳米管轮廓密不可分，这些轮廓可以通过调节纳米颗粒的浓度、纳米颗粒-纳米管直径比和纳米管的弹性特性来控制。我们的研究结果打开了设计纳米颗粒负载的管状纳米结构与定制的形状，在材料科学和纳米医学的潜在应用的可能性。
2011-01-05 cond-mat.soft
Transformable Super-Isostatic Crystals Self-Assembled from Segment Colloidal Rods
本研究通过蒙特卡洛模拟发现分段胶体棒可自组装出多种晶相，其中具有pgg对称的可变换超等静压结构的泊松比可调，可作为力学超材料应用于微机械工程。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of nanoparticles mechanical properties on macrocracks formation
我们提出了一个实验研究的干燥悬浮液的硬和软纳米乳胶球。裂纹的形成被检查作为硬和软的可变形颗粒的比例的函数，导致干燥膜的可调弹性性能。在我们的实验中，对应于给定的层厚度，没有裂纹形成可以观察到低于约0.45的硬球中的比例的起始值。在干燥过程中，测量硬球和软球中具有各种组成的膜的质量作为时间的函数。结果表明，软颗粒发生变形，释放内应力。裂纹之间的间距测量作为硬球和软球中的各种组合物的层厚度的函数。
2009-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Photoactive Gold Nanoparticle Soft-oxometalates (SOM) using a Keplerate for Synthesis of Polystyrene Latex Microspheres by Photo-polymerization
报道了一种绿色、简便的合成方法，利用一种独特的Keplarate型氧钼酸盐簇合物{Mo $_{132}$ }制备了具有光活性的纳米金-软草酸盐（AuNP-SOM）。通过电子吸收光谱、拉曼光谱和高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）对合成的AuNP-SOM进行了表征。我们进一步证明，仅仅通过调整溶液中的前体的比例，它是可能的控制AuNP-SOM纳米结构的形态。此外，这些光活性的AuNP-SOMs被用作光催化剂，用于苯乙烯的光聚合，以可控的方式在没有任何外部共引发剂或惰性气氛下生成胶体单分散聚苯乙烯微球。用动态光散射和光学显微镜研究了苯乙烯浓度对微球尺寸的影响。最后，通过几个对照实验，确定了AuNP-SOMs作为高效光催化剂的作用，并提出了反应途径。
2014-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-Assembly and Waterlike Anomalies in Janus Nanoparticles
我们利用分子动力学模拟研究了二聚Janus纳米粒子的压力-温度相图。纳米颗粒被建模为哑铃状颗粒，并且具有通过标准Lennard Jones电势相互作用的一个单体和使用两个长度尺度肩电势建模的另一个单体。由这种肩势建模的单体和二聚体系统显示出类似水的异常，我们研究由一个异常单体组成的Janus纳米颗粒是否会表现出异常行为和自组装结构。探讨了非反常单体对二聚体系性质的影响。我们发现，扩散异常的维持，而密度异常可以消失，这取决于非异常单体的特点。此外，自组装结构也受到影响。我们的研究结果进行了讨论的基础上，不同的单体-单体相互作用和两个长度尺度的流体特性。
2015-04-28 cond-mat.soft
Self-assembly of polymers or copolymers and ferrofluids leading to either 1-d, 2-d or 3-d aggregates decorated with magnetic nanoparticles
提出了一种新型的杂化胶体，基于几种聚合物体系和铁磁流体的缔合。一方面，我们使用由在LI 2C上制备的磁性氧化铁制成的无机纳米颗粒，其响应于低强度的磁场。另一方面，有机部分是由长的线性聚丙烯酰胺链或介观结构（囊泡和胶束）自组装的两亲性聚丁二烯-b-聚（谷氨酸）二嵌段共聚物，其构象是pH敏感的。
2007-09-21 cond-mat.soft
How ill-defined constituents produce well-defined nanoparticles: Effect of polymer dispersity on the uniformity of copolymeric micelles
采用自洽场方法研究了聚合物长度分散性对溶液中自组装胶束性质的影响。多分散性通过提高胶束形成和溶解的自由能势垒来稳定胶束。最重要的是，它显着降低胶束的尺寸波动：中等多分散性的嵌段共聚物形成比单分散对应物更均匀的颗粒。我们将此归因于如果组成聚合物具有不同的长度，则可以优化核中疏溶剂单体的填充的事实。
2019-01-28 cond-mat.soft
Design of Patchy Particles using Ternary Self-Assembled Monolayers
最近的模拟已经研究了在吸收到球形纳米颗粒表面上的不混溶表面活性剂的二元混合物中图案的形成。得到的图案（Janus，斑点和条纹）与实验结果吻合得很好。我们进行耗散粒子动力学（DPD）模拟，研究通过添加第三表面活性剂的单层作为一个指南，对增加这种方式合成的片状颗粒的丰富性和多样性所获得的图案。我们预测了各种新的模式，可以通过简单的设计元素，如纳米胶体的大小，表面活性剂的不可吸收性，单层的化学计量，表面活性剂之间的长度差异不同的组合产生。在所有情况下，通过构象熵最大化的自由能最小化决定平衡斑图形成。
2012-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Synthesis and self-assembly of lipid (DMPC)-conjugated gold nanoparticles
生物共轭纳米材料在开发新型超分子结构、分子机器和生物传感器件等方面具有广阔的应用前景。在这项研究中，脂质共轭金纳米粒子的合成，并允许形成自组装单层结构。通过相转移方法制备纳米颗粒，该方法涉及在水溶液中通过柠檬酸钠还原四氯金酸钾（III），并同时将还原的物种转移到含有DMPC（1，2-二肉豆蔻酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱）的有机介质中。采用紫外可见光谱和动态光散射（DLS）粒度分析对金纳米粒子进行了表征。此外，使用透射电子显微镜（TEM）检查所得纳米颗粒。LB技术用于在室温下将DMPC封端的纳米颗粒组装到水亚相上。压缩等温线的测量证实了脂质封端的金纳米颗粒的组装。这种利用脂质分子相互作用合成有序结构的方法将有助于开发新型超材料和纳米电路。
2012-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Geometrically frustrated self-assembly of hyperbolic crystals from icosahedral nanoparticles
该研究提出基于非欧几里得晶格{3,5,3}的规则二十面体纳米颗粒几何受阻自组装解析理论，通过最小化弹性和排斥能表征预应力形态，发现组装簇大小控制的形态转变导致旋转对称性自发破缺。
2023-06-01 cond-mat.soft
Soft interactions modify the diffusive dynamics of polymer-grafted nanoparticles in solutions of free polymer
我们研究了动态的二氧化硅颗粒接枝高分子量聚苯乙烯悬浮在半稀释溶液中的化学相似的线性聚合物，使用x射线光子相关光谱。颗粒动力学与体积粘度解耦，尽管它们具有大的流体动力学尺寸，而是经历取决于自由聚合物链的分子量的有效粘度。与半稀释聚合物溶液中的硬球纳米颗粒不同，聚合物接枝的纳米颗粒的扩散率不塌陷到作为归一化长度尺度的函数的主曲线上。这些结果表明，聚合物接枝的纳米粒子和自由聚合物之间的软相互作用潜力，使聚合物接枝的纳米粒子扩散速度比预测的基础上，本体流变学和修改接枝颗粒动力学和周围的自由聚合物的松弛之间的耦合。
2019-01-10 cond-mat.soft
Soft lamellar solid foams from ice-templating of self-assembled lipid hydrogels: organization drives the mechanical properties
冰模板化，也称为冷冻铸造，是利用冰的单向结晶从胶体溶液中构造大孔材料的过程。通常应用于无机和聚合物材料，我们在这里使用它将软自组装物质浇铸成海绵状固体泡沫。使用冰模板浇铸软物质通常限于聚合物。在聚合物水凝胶的情况下，交联确保了对冰模板化期间采用的苛刻条件（在低至-80 { \textdegree } ℃的温度下快速冷却）的良好稳定性。然而，通过弱相互作用结合在一起的软系统的冷冻浇铸，如在物理凝胶中，尚未被探索，因为非平衡条件可以容易地破坏自组装物质的纳米和宏观尺度组织，导致机械性能的残酷损失。这是否是一个一般的假设或更具体的关系之间存在的物理凝胶的结构和冰模板后的大孔固体的性质是在这项工作中解决的问题。我们比较了两种自组装脂质水凝胶，类似的化学组成和类似的弹性性能在环境条件下，但不同的结构：各向同性纠缠的自组装纤维对异质脂质层状相。我们的研究结果表明，这两种材料具有相同的相（纤维状和层状）之前2和冷冻铸造后，但机械性能是绝对相反的：纤维状水凝胶提供了一个脆性，高度各向异性，大孔纤维固体，而层状水凝胶提供软，海绵状，固体泡沫与各向同性的杨氏模量的几个千帕，在相同的数量级的一些软活组织。
2019-07-19 cond-mat.soft
Magnetically Responsive Microprintable Soft Nanocomposites with Tunable Nanoparticle Loading
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；EPFL（洛桑联邦理工学院）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）
本文通过两光子聚合与铁氧化物纳米粒子共沉淀结合，制备出具有空间可调纳米粒子分布的3D打印微尺度纳米复合材料，实现了微尺度元材料和机器人应用中的精确机械与磁性控制。
2026-05-12 cond-mat.soft
Selectivity in Ligand Functionalization of Photocatalytic Metal Oxide Nanoparticles for Phase Transfer and Self-assembly Applications
在室温条件下，研究了胺封端（油胺）和硫醇封端（1-十二烷基乙基）烷基链配体对TiO 2、ZnO、WO 3和CuO光催化金属氧化物纳米粒子的功能化作用。在配体对这些不同氧化物的纳米颗粒的结合特异性中观察到高选择性。据观察，油胺稳定地结合到只有TiO 2和WO 3，而1-十二烷硫醇稳定地结合到ZnO和CuO。同样，使用油胺可以实现TiO 2和WO 3纳米颗粒的极性到非极性溶剂相转移，但使用1-十二烷基硫醇则不行，而对于ZnO和CuO则相反。通过ATR-FTIR光谱法探测配体官能化纳米颗粒的表面化学，这使得能够阐明在活性位点处的配体的占据。纳米粒子表面配体的光稳定性取决于材料的光催化自清洁性能。虽然TiO 2和WO 3在UV和可见光下在24小时内降解配体，但ZnO和CuO上的配体不受影响。从应用的角度来看，收集的见解也是高度相关的。例如，由于配体官能化的纳米颗粒本质上是疏水的，因此它们可以在空气-水界面处自组装，以获得具有经证实的光催化以及防雾特性的纳米颗粒膜。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gold nanoparticle supracrystals mechanics under pressure: the role of the soft matrix
纳米晶体作为结构单元，可以自组装成长程有序的集合体，称为超晶体。已经观察到不同的结构FCC，BCC和Frank-Kasper相，并且在自组装过程中围绕刚性结晶核的软配体的作用还没有很好地理解，需要进一步研究。利用HP-SAXS研究了由金纳米粒子构筑的三维FCC单晶在静水压力下的力学行为，并与纯烷烃（对应于配体链）进行了比较。没有结构转变已观察到高达12 GPa，但一个大的增加的超晶体体积模量已被测量。
2021-09-13 cond-mat.soft
Solvent Mediated Assembly of Nanoparticles Confined in Mesoporous Alumina
硫醇稳定的金纳米晶在介孔氧化铝中的受控自组装，用小角X射线散射原位探测。通过调节从不饱和蒸气冷凝的溶剂量的变化，可逆地控制自组装过程的演变。分析表明，纳米粒子在多孔模板内自组装成圆柱形单分子膜。随着溶剂的控制加入，纳米粒子在单分子层内的最近邻分离增加，有序性降低。该过程是可逆的溶剂的去除。还观察到纳米颗粒的各向同性簇在液体溶剂的解吸期间暂时形成，并且在完全除去液体后消失。对溶剂的吸收和解吸的测量显示出热循环后的强滞后。此外，在纳米粒子掺杂的孔中的溶剂的毛细管填充转变被转移到更大的化学势，相对于液体/蒸气共存，由4倍相比，没有纳米粒子的相同系统的预期值。
2006-03-24 cond-mat.soft
Heirarchical and synergistic self-assembly in composites of model Wormlike micellar-polymers and nanoparticles results in nanostructures with diverse morphologies
使用蒙特卡罗模拟，我们调查的自组装的模型纳米粒子内的模型平衡聚合物的矩阵（或蠕虫状胶束矩阵）作为聚合物基体密度和聚合物和纳米粒子之间的排除体积参数的函数。在本文中，我们通过协同自组装的纳米粒子和平衡聚合物的体系结构中的形态转变。与聚合物模板法不同，在协同自组装中，系统的最终形态是纳米颗粒和聚合物之间相互作用的结果。我们报告的纳米粒子聚集体的形态从非分散的网络状结构的非分散的集群作为一个结果的变化，在纳米粒子和聚合物链之间的排除体积参数的转变。与纳米粒子自组装结构的变化平行，平衡聚合物的基质也显示出从分散状态到由聚合物链簇形成的分散网络状结构的转变。我们表明，所形成的纳米粒子簇的形状各向异性是由聚合物的密度导致棒状，片状或其他各向异性的纳米簇。通过改变纳米粒子与聚合物之间的最小接近距离，可以改变纳米粒子多孔网络的孔形状和孔径。我们从理论上理解了为什么会获得具有非常不同形态的各种纳米结构。
2018-04-02 cond-mat.soft
Economical and versatile subunit design principles for self-assembled DNA origami structures
该研究提出一种基于模块化的50纳米DNA折纸亚基设计原理，通过在核心模块外添加可变键合和角度模块控制自组装结构的几何与相互作用，发现引入适当柔性可平衡误差容忍度与目标保真度，并可通过增加键合种类抵消柔性带来的组装误差。
2024-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Classifying soft self-assembled materials via unsupervised machine learning of defects
与分子晶体、柔软的自组装纤维、胶束、囊泡等不同，在它们的组成单体的排列中表现出一定的顺序，但也表现出高的结构动态性和可变性。在其结构中连续形成和修复的缺陷和无序局部结构域赋予这种材料独特的自适应和动力学性质，这使得它们，例如，能够互相交流。然而，客观的标准来比较这种复杂的动力学特征和分类软超分子材料是不平凡的实现。在这里，我们展示了一个数据驱动的工作流程，使我们能够实现这一目标。建立在无监督聚类的光滑重叠的原子位置（SOAP）的数据从平衡分子动力学模拟，我们可以比较各种软超分子组装通过一个强大的SOAP度量。这为我们提供了一个数据驱动的“缺陷计”，根据统计上出现的有序/无序局部分子环境的结构动力学对不同类型的超分子材料进行分类。
2021-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Limiting the valence: advancements and new perspectives on patchy colloids, soft functionalized nanoparticles and biomolecules
有限的键价，通常伴随着明确的方向相互作用和选择性键合机制，现在被认为是创造具有定制特性的复杂结构的关键成分之一：尽管各向同性相互作用单元已经保证了对各种功能材料的访问，但各向异性相互作用可以提供额外的指令来引导特定架构的组装。有效相互作用的各向异性产生了丰富的自组装结构，无论是在适当合成的纳米和微米尺寸的构建块的领域和在自然界中，其中相互作用的各向同性通常是复杂现实的零阶描述。在这篇综述中，我们跨越了广泛的系统，其特点是有限的键价，从新一代的补丁胶体聚合物为基础的功能化纳米粒子，DNA为基础的系统和蛋白质，并描述了如何的相互作用模式的单个构建块可以设计定制的目标最终结构的属性。
2017-05-11 cond-mat.soft
Confinement effects on the properties of Janus dimers
限制已被建议作为一种工具来调整纳米粒子，表面活性剂，聚合物和胶体的自组装性能。在这种方式下，我们探索的Janus纳米粒子的相图使用分子动力学模拟。纳米颗粒被建模为二聚体，由一个单体，通过标准的Lennard Jones势和另一个单体，使用两个长度尺度肩电位建模相互作用。这种特殊设计的纳米粒子在本体中表现出独特的自组装结构和水状扩散异常。我们的研究结果表明，除了在散装观察到的聚集体，新的结构下观察到的限制。此外，流体相的动力学和热力学行为也受到影响。该系统表现出可重入的流体相和密度异常。这两个特征在批量中均未观察到。我们的研究结果表明，几何约束导致新的结构，几何和动力学行为的Janus纳米粒子。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Characterizing the Hard and Soft Nanoparticle-Protein Corona with Multilayer Adsorption
该研究针对软纳米颗粒-蛋白冠表征与模拟的难题，综述领域进展并提出新型开源计算模型，以转铁蛋白与聚苯乙烯纳米颗粒作用为例验证模型可捕捉软冠复杂性，揭示其玻璃态演化与拥挤效应的关联，弥补实验局限。
2025-01-17 cond-mat.soft
Heirarchical Self Assembly: Self Organized nano-structures in a nematically ordered matrix of self assembled polymeric chains
我们报道了许多不同的纳米结构，当不同尺寸（直径σ n）的模型纳米粒子被允许在半柔性自组装聚合物蠕虫状胶束链的背景基质中聚集时，形成。不同的纳米结构是由胶束单体和纳米粒子的相分离混合物的动态逮捕。所获得的不同形态是可用自由体积、聚合物变形的弹性能、聚合物基体中纳米颗粒的密度（化学势）以及当然自组装纳米颗粒的尺寸与聚合物链的自回避直径的比率的相互作用的结果。我们采用混合半巨正则蒙特卡罗模拟方法得到了自组装纳米结构的非平衡相图。我们观察到纳米粒子的棒状结构，这些纳米粒子在向列有序链之间的间隙中自组装，以及连接纳米管的凝胶状网络。我们还发现了一个完全出乎意料的纳米颗粒和单体的互锁结晶相，其中纳米颗粒的每个结晶平面被完美组织的聚合物链平面分开。我们确定了导致这种互锁晶体结构的条件。我们提出了如何在本文中提出的结果可以用来在实验室中获得不同的纳米结构的实验可能性。
2014-12-04 cond-mat.soft
Self-assembly of a binary mixture of iron oxide nanoparticles in Langmuir film: X-ray scattering study
在本研究中，我们利用朗缪尔技术生产的自组装阵列组成的单分散氧化铁纳米粒子的直径为10 nm和20 nm的和他们的二元混合物。结合原位X射线反射测量和掠入射小角度X射线散射，直接在水面上获得阵列的面内和面外结构。表面压力等温线和X射线反射率分析表明，单分散的10 nm纳米粒子形成高度有序的单层，而20 nm粒子则以三维团簇形式堆积，粒子之间存在短程（最近邻）关联。在以3：1的比例组成的10 nm和20 nm纳米颗粒的二元混合物中，自组装过程导致其中10 nm颗粒的单层被较大颗粒扰动的结构。非平凡的混合导致颗粒间距离的扩大，但保持较小的纳米颗粒的二维晶格的对称性。估计的作用相互作用和微磁模拟表明单分散和二元系综的最佳形成。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase Behavior of Block Copolymer Nanocomposite Systems
由嵌段共聚物和纳米颗粒制成的纳米复合材料显示出与纯聚合物基体不同的性质。所得材料是嵌段共聚物的原始性质和组装的纳米颗粒的存在的交叉。我们提出了一个介观的研究，通过细胞动力学模拟定量断言这种混合材料的性能。最相关的参数被确定为在系统中的纳米粒子的分数和它的化学亲和力，而相对于嵌段共聚物的长度尺度的纳米粒子的尺寸在组装中发挥作用。对于对称的A-B二嵌段共聚物，构建了具有从A相容到B相容的化学亲和性的纳米颗粒的嵌段共聚物的形态相图。嵌段相容的纳米粒子被发现诱导一个相变，由于在托管相的有效浓度的变化，而界面相容的粒子诱导两个新的相的出现，由于饱和的二嵌段共聚物界面。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Tunable soft-matter optofluidic waveguides assembled by light
具有特殊光学性质的人造材料的开发是当前光子学研究的主要方向之一。特别令人感兴趣的是可通过外部刺激重构的软物质系统，其在从物理到化学和生命科学的研究领域中发挥重要作用。在这里，我们准备和研究非常规的自组装胶体光波导（CWs）创建波长大小的电介质颗粒举行在一起的远程光学力。我们证明了这些CW的强大的非线性光学特性，导致光学变换特性非常相似的梯度折射率材料，并使可逆的全光调谐光传播通过CW。此外，我们的特点是强大的光机械相互作用负责的CW自组装，特别是，我们报告的自我维持振荡的整个CW结构调谐，使波长的激光束形成的CW是不允许传播通过。所观察到的CW的机械运动和通过CW传输的光的强度之间的显著耦合可以形成用于设计通过光可重构的新型介观尺度光子器件的基础。
2018-08-24 cond-mat.soft physics.optics
Coarse grained modeling of self assembled DNA 3D structure using pragmatic soft ellipsoid contact potential
University of Calcutta（加尔各答大学）
本文提出一种基于软椭球接触势的DNA粗粒化模型，用于模拟自组装DNA三维结构，通过碱基配对相互作用和实验熔解曲线的匹配验证模型有效性。
2026-09-03 cond-mat.soft
Diffusional Nucleation of Nanocrystals and Their Self-Assembly into Uniform Colloids
本文综述了纳米粒子和胶体生长均匀性控制机理的理论解释。纳米颗粒通过从溶液中突发成核而合成为纳米晶体。胶体通过这些纳米晶体的聚集而自组装。这两个动力学过程是耦合的，都是由扩散输运驱动的。这两个过程的相互关系允许形成窄尺寸分布的胶体分散体，这在许多应用中是重要的。我们回顾了一个通过捕获扩散"单态"来描述团簇生长的数学模型。"然后分析溶液中纳米颗粒的突发成核。最后，我们将其耦合到纳米粒子聚集形成胶体的次级过程。我们解决了颗粒尺寸分布的建模方面，以及其他属性。
2008-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Waterlike anomalies in hard core-soft shell nanoparticles using a effective potential approach: pinned vs adsorbed polymers
在这项工作中，聚合物接枝纳米粒子的二维系统进行了分析，使用大规模的朗之万动力学模拟。有效的核心软化的潜力，获得了两种情况下：一个聚合物是自由旋转的纳米粒子的核心和第二个聚合物是固定的，与它们之间的$45^\circ$角。有效的核心软化电位的使用使我们能够探索完整的系统相空间。以这种方式，获得了每个电势的$PT$、$Tρ$和$Pρ$相图，其中包括所有流体和固体相。通过分析定压比热、系统均方位移、径向分布函数和密度-压力相图中的不连续性，确定了相边界。此外，由于在系统中的竞争，我们已经观察到的存在下的水状异常，如温度的最大密度-此外与TMD的趋势，以移动到较低的温度（负斜率）-和扩散异常。观察到每种纳米颗粒的不同形态（条纹、蜂窝状、无定形）。我们观察到，对于固定的聚合物的情况下，水状异常起源于潜在的特征长度尺度之间的竞争，而对于自由旋转的情况下，异常出现由于在相图中的稳定区域较小，没有观察到尺度之间的竞争。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Relation between the grafting density of liquid crystal macromolecule and the symmetry of self-assembled bulk phase: coarse-grained molecular dynamics study
我考虑了一个通用的粗粒度模型，适用于液晶（LC）大分子的本体自组装的研究。这些情况包括LC树枝状聚合物、由具有终止LC基团的聚合物链修饰的金纳米颗粒等。研究的重点是一些接枝链，$N_{\rm ch}$，和自组装体相的对称性之间的关系。首先使用简单的空间填充参数来估计$N_{\rm ch}$方面的棒状，盘状和球晶构象的稳定性区间。这些之后是粗粒度的分子动力学模拟的LC大分子自发和辅助自组装成体相。在自发自组装运行中，观察到棒状和盘状构象的基本共存（通过分析分子非球面性的直方图）在一个宽的间隔$N_{\rm ch}$，这防止了无缺陷结构的形成。单轴和平面辅助领域的使用被发现，以提高自组装成单畴阶段，通过促进各自的对称性的构象。强的形状-相位关系，实验观察到的，也表明由模拟的一致性的稳定性区间为各自的构象与那些为体相。
2013-12-16 cond-mat.soft
Stable Frank-Kasper phases of self-assembled, soft matter spheres
单分子物种可以自组装成弗兰克卡斯珀（FK）相，十二方准晶的有限近似，无视直观的概念，热力学基态是最大对称的。FK相被推测为空间填充球形域的最小扭曲包装，但这种扭曲的精确定量以及它如何影响组装热力学仍然是模糊的。我们使用两种互补的方法来证明，在二嵌段共聚物中驱动FK晶格形成的原则直接出现在球形域的强拉伸理论中，其中最小的嵌段间面积与最小的空间填充链的拉伸竞争。本文首先利用具有无约束颗粒体积和形状的二嵌段泡沫模型研究了FK晶格的相对稳定性，该模型不仅正确地预测了平衡σ晶格，而且正确地预测了平衡畴的不等体积。然后，我们通过自洽场论，阐明分子刚度如何调节域内链配置和局部包装的不对称性之间的耦合，这些结果提供了一个分子的解释。这些研究结果揭示了新的光体积交换的作用，在共聚物中形成不同的FK相，并提出了一个范例FK相的形成在软物质系统中，不平等的域体积之间的热力学竞争的形状不对称性的不同措施选择。
2018-06-05 cond-mat.soft
Steady-state rheology and structure of soft hybrid mixtures of liquid crystals and magnetic nanoparticles
使用非平衡态分子动力学模拟，我们研究了一个模型的混合物的液晶（LC）和偶极软球（DSS）代表磁性纳米粒子的流变学。使用Lees-Edwards周期性边界条件，以不同的剪切速率剪切散装各向同性LC-DSS混合物。研究了不同偶极偶联强度（$λ$）的DSS体系的稳态流变性能以及剪切对体系微观结构的影响。我们发现，在大的剪切速率下，混合物表现出剪切稀化行为的所有考虑值的$λ$。在$λ$的低和中间值下，随着施加的剪切速率的增加，观察到从牛顿行为到非牛顿行为的交叉。相反，对于大的$λ$值，在所考虑的剪切速率范围内未观察到这种交叉。而且，非牛顿状态的程度随着$λ$的增加而增加。这些特征可以通过剪切引起的微观结构变化来理解。特别是，液晶显示剪切诱导的各向同性到的剪切速率与剪切速率依赖程度的剪切有序的过渡。的DSS显示剪切诱导的有序仅为大值的$λ$，其中的颗粒自组装成链。此外，在大$λ$和低剪切速率下，我们的模拟表明DSS形成铁磁畴。
2019-10-18 cond-mat.soft
Determining Hydration Level in Self-Assembled Structures Using Contrast Variation Small Angle Neutron Scattering
我们概述了一个战略，用于定量评估的自组装结构的构象特征，使用对比度变化小角中子散射技术。通过基函数展开，球形胶束的案例研究表明，颗粒内的水化和聚合物的分布，可以确定从相干散射强度在一个无模型的方式。我们提出的方法是简单的，分析，并不需要一个假定的假设散射函数作为输入的数据分析。所提出的方法的成功实施打开了使用中子散射量化软物质的纳米级复杂性的前景。
2021-10-26 cond-mat.soft
Assembling PNIPAM-Capped Gold Nanoparticles in Aqueous Solutions
该研究利用 SAXS 考察 PNIPAM 接枝 AuNP 的组装条件，发现需在升温超过 LCST 的同时加入电解质或聚电解质，且链长会改善团簇有序性。
2023-12-07 cond-mat.soft physics.chem-ph
Static and Dynamic Properties of Block-Copolymer Based Grafted Nanoparticles Across the Non-Ergodicity Transition
我们提出了一个系统的调查静态和动态性能的嵌段共聚物胶束与交联的核心，代表模型聚合物接枝的纳米粒子，在很宽的浓度范围从稀制度逮捕（结晶）状态，通过光和中子散射，补充线性粘弹性。我们已经遵循了他们的散射强度和扩散动力学的演变，在整个非遍历性过渡和观察到的结果进行了对比，适当的粗粒度Langevin动力学模拟。这些核壳型的稳定模型软粒子位于超软恒星和硬球之间，众所周知的星对相互作用势不适合描述它们。相反，我们已经发现，一个有效的刷相互作用潜力提供了非常令人满意的实验和模拟之间的协议，提供洞察力的相互作用的柔软性和动态的球形胶体悬浮液。
2020-12-12 cond-mat.soft
Characterizing emergent multiscale dynamics in colloidal nanoparticle gels
University of Michigan（密歇根大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Washington（华盛顿大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）
本文综述了利用X射线光子相关光谱（XPCS）及互补技术表征纳米颗粒凝胶中多尺度动力学的方法，旨在建立纳米尺度相互作用与宏观网络性质之间的理论桥梁。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformability and Solvent Penetration in Soft Nanoparticles at Liquid-Liquid Interfaces
软纳米粒子由于其高度的可变形性、渗透性和刺激响应特性而有望成为智能乳化剂。通过大规模的模拟，我们调查的纳米凝胶在液-液（A-B）界面的结构特性和纳米凝胶内的液体的相容性，覆盖整个范围的界面强度从单液体的限制的情况下，刚性接口。为了研究纳米凝胶的内部结构和可变形性的作用，我们模拟了一个现实的无序和一个理想的规则网络，交联度的范围很广。与以前的调查不同，排除体积的相互作用被认为是单体和明确的溶剂颗粒。通过使用无偏网格表示来分析纳米凝胶渗透性，该无偏网格表示考虑了表面波动并将纳米凝胶内的液体颗粒的确切数量添加到密度分布中。规则网络的较好的填充效率导致总液体吸收和侵入能力（A-粒子在B-侧和反之亦然）比无序网络中更高的值，尽管在刚性界面的限制下差异消失。在取决于界面强度的交联度下，吸收和侵入被优化，对于中等和刚性界面，倾向于15 - 20%。随着界面强度的增加，纳米凝胶内部的可溶解性相对于裸界面提高了高达5倍，无序网络提供了比理想对应物更好的混合。这里报道的新出现的情况提供了一般的指导方针，调整形状，吸收，侵入性和混合能力的纳米凝胶吸附在液-液界面。
2019-11-15 cond-mat.soft
Electrostatic-driven Self-assembly of Janus-like Monolayer-protected Metal Nanoclusters
本文通过原子分子动力学与增强采样模拟，揭示两性离子 J-MPCs 依靠静电与氢键作用形成一维及环状超结构的机制，为调控带电 MPCs 微结构提供依据。
2023-12-07 cond-mat.soft
Remote control of self-assembled microswimmers
控制微生物和其他微系统运动的物理学是由粘性阻尼控制的。一个有效的游泳策略涉及所考虑的身体的非互惠和周期性变形。在这里，我们表明，磁毛细驱动的自组装，由三个软铁磁珠，是能够游泳沿液-气界面时，由外部磁场供电。更重要的是，我们证明了轨迹可以完全控制，开辟了探索低雷诺数游泳的途径。这种磁毛细管系统通过自组装自发形成，允许小型化和其他可能的应用，如货物运输或溶剂流动。
2015-07-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
