Activity enhances transport while competing interactions preserve structure in colloidal microphase formers
Instituto de Química Física Blas Cabrera, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（布拉斯·卡布雷拉物理化学研究所，西班牙国家研究委员会）；Departament de Física de la Matèria Condensada, Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学凝聚态物理系）；Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos, CONICET-UNLP（液体与生物系统物理研究所，阿根廷国家科学研究与技术促进委员会-拉普拉塔国立大学）；Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional La Plata, CIMEC - Centro de Investigación en Mecánica Experimental y Computacional（国立技术大学，拉普拉塔地区学院，实验与计算力学研究中心）
研究揭示了活性悬浮液中胶体颗粒的动态相行为，活动增强传输同时保持结构，揭示了非平衡条件下SALR势的结构记忆。
2026-05-12 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Microphase Equilibrium and Assembly Dynamics
尽管有许多尝试，有序的平衡微相尚未获得实验胶体悬浮液。最近对微观的、基于粒子的微相形成剂的平衡相图的计算[Zhuang等人，物理修订信函116，098301（2016）]发现这种中尺度组件是热稳定的。在这里，我们考虑他们的平衡和组装动力学。在中间密度以上的有序-无序过渡，我们确定了四个不同的动力学制度和结构变化的基础上的动力学交叉从一个无序制度到下一个。在有序-无序转变下，我们还发现，周期性的laminates是最动态可访问的周期性微相。因此，我们的分析提供了一个全面的看法，无序的微相动力学和路线的组装周期性微相在一个假定的良好控制的实验系统。
2017-07-10 cond-mat.soft
Lamellar order, microphase structures and glassy phase in a field theoretic model for charged colloids
在本文中，我们提出了一个详细的分析研究的相图和结构特性的场论模型的短程吸引力和竞争的远程屏蔽排斥。我们对以前在M. Tarzia和A. Coniglio，Phys. Rev. Lett. 96，075702（2006）中所述。该模型包含了高分子溶液中带电胶体间有效相互作用势的基本特征。我们采用自洽的Hartree近似和副本的方法，我们表明，不同的参数的排斥势和温度产生相共存，层状和玻璃相。我们的研究结果表明，在带电胶体中观察到的簇相可能是潜在的平衡层状相的签名，隐藏在实验时间尺度上，并强调微相结构的形成可能在胶体凝胶化过程中发挥突出的作用。
2007-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions in a ferrofluid at magnetic field induced microphase separation
在存在垂直于薄样品层施加的磁场的情况下，磁性胶体颗粒（铁磁流体）的悬浮液可以形成具有特征长度的空间调制相，所述特征长度由偶极力和短程力之间的竞争来确定，所述短程力与密度变化相反。我们介绍模型的薄膜铁磁流体中的磁化强度和粒子密度被视为独立变量，其中的非磁性的胶体粒子的性质所描述的晶格气体熵或卡纳汉-斯特林自由能。我们的描述特别适合于在许多实验中研究的低粒子密度区域。在平均场论，我们发现各向同性，六方和条纹相，一般由一阶相界分离。
2001-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Characterization and Efficient Monte Carlo Sampling of Disordered Microphases
无序的微相，发展在高温相的系统与竞争的短程吸引和长程排斥（SALR）的相互作用，导致在一个丰富的阵列的不同的形态，如集群，空集群和凝胶状流体。这些不同的结构制度表现出复杂的弛豫动力学与显着的弛豫异质性和放缓。然而，结构和构型采样方案之间的总体关系在很大程度上仍然是未知的。在这篇文章中，一个示意性的SALR模型的无序微相进行了彻底的特点，并设计了适合于每个政权的结构弛豫函数。各种先进的蒙特卡罗（MC）抽样方案的抽样效率-虚拟移动（VMMC），聚集体积偏差（AVBMC）和事件链（ECMC）-然后进行评估。VMMC和AVBMC的组合被发现是计算上最有效的集群流体和ECMC成为相对更有效的密度增加。这些结果提供了一个完整的描述一个简单的微相形成器的平衡无序相以及其他采样方案的动态基准。
2021-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal reshaping of arrested colloidal gels via active doping
通过短程吸引相互作用的胶体作为广泛的自组装材料的主要构建块。然而，这种策略的一个众所周知的缺点是，这些结构单元迅速且容易地凝聚成亚稳态胶体凝胶。使用计算机模拟，我们说明了如何添加一小部分的纯排斥性自推进胶体，一种被称为活性掺杂的技术，可以防止这种亚稳凝胶状态的形成，并驱动系统向其结晶有利的目标结构。这种策略的简单性和鲁棒性提供了一种系统和通用的途径来改善大量复杂胶体结构的自组装。我们详细讨论了这一壮举完成的过程，并利用它来调节自组装提供定量指标。我们提供的证据，这种方法的通用性，证明它仍然是强大的下，在二维和三维的一些不同的各向异性短程对相互作用。此外，我们报告了一种新的微相在被动和主动胶体的混合物。对于宽范围的自推进速度，可以稳定相当单分散的有限尺寸微晶的悬浮液。令人惊讶的是，这种微相也对结构单元之间的潜在对相互作用不敏感。这些中等大小的单分散团簇的活性稳定是相当显着的，应该是非常有用的分层自组装策略的设计。这项工作进一步支持了主动力在指导胶体自组装中发挥关键作用的概念。
2020-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-dimensional fluid with competing interactions exhibiting microphase separation: theory for bulk and interfacial properties
被限制在诸如空气-水界面的界面上的胶体颗粒是二维流体的示例。这种分散体已被观察到自发地形成簇和条纹形态在某些系统中的粒子之间的各向同性对电位，由于事实上，对胶体之间的相互作用具有竞争的吸引力和排斥力在不同的长度尺度。在这里，我们提出了一个简单的密度泛函理论的模型，这样的二维流体。该理论预测的散装相图展示集群，条纹和气泡调制相，除了均匀的流体相。与文献中的仿真结果比较，我们发现该理论是定性可靠的。该模型允许的流体的结构的详细调查，我们能够获得简单的近似表达式的静态结构因子和长度尺度表征的调制在微相分离的阶段。我们还调查了两个平行的硬墙之间的限制下的系统的行为。我们发现受限流体的相行为可能相当复杂。
2008-08-29 cond-mat.soft
Two-dimensional colloidal fluids exhibiting pattern formation
在颗粒之间具有竞争的短程吸引和长程排斥相互作用的流体可以表现出多种微相分离结构。我们开发了一个格子气体（广义伊辛）模型，并分析了相图，使用Monte Carlo计算机模拟，也与密度泛函理论（DFT）。形成的结构的DFT预测是在良好的协议从模拟的结果，这发生在该理论预测的均匀流体是线性不稳定的相图的一部分。然而，平均场密度泛函理论不能正确描述不同形态之间的转变，模拟结果表明这类似于胶束的形成。我们确定了热容如何随着模型参数的变化而变化。在形态发生变化的状态点处，热容存在峰值。我们还映射到一个连续的DFT，有利于简化的均匀流体的稳定性分析的晶格模型。
2015-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.CG
Activity statistics in a colloidal glass former: experimental evidence for a dynamical transition
在一个稠密的胶体悬浮液中的体积分数略低于其玻璃化转变，我们遵循的轨迹的一个大的时间窗口的示踪剂组装。我们定义了一个局部活动，它量化了系统重新排列的局部趋势。我们确定的时间和空间的综合活动的统计数据，我们认为，它开发了一个低活动的尾巴，与玻璃态行为和异质动态的发病。这些罕见的事件可以解释为反映了潜在的动态相变。
2017-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gel-forming patchy colloids and network glass formers: Thermodynamic and Dynamic analogies
本文讨论了最近的尝试，以提供一个更深入的了解胶体物质的热可逆的“凝胶”状态，并解开凝胶在胶体水平和凝胶在分子水平，通常被称为网络形成强液体之间的类比。形成凝胶的片状胶体和强液体之间的连接是由粒子间相互作用的有限化合价提供的，即通过存在键合的最近邻的数量的限制。
2007-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Direct measurements of growing amorphous order and non-monotonic dynamic correlations in a colloidal glass-former
虽然流动的液体转化为刚性玻璃是无所不在的，但对玻璃化的完整理解仍然是难以捉摸的。在解决玻璃化转变问题的众多方法中，随机一阶理论（RFOT）是最突出的。然而，RFOT设想的潜在热力学相变的存在仍然是有争议的，因为它的关键微观预测有关的非晶秩序的增长和动态相关性的性质缺乏实验验证。在这里，通过使用全息光镊，我们冻结在一个平衡配置的2D胶体玻璃形成液体的颗粒壁，并提供直接证据，为增长的无定形秩序的形式，一个静态的点到设置长度。最值得注意的是，我们发现的非单调依赖的面积分数的动态相关性，并表明这种非单调性直接从合作重排区域的形态变化，预测RFOT。我们的研究结果表明，玻璃化转变有一个热力学起源。
2014-08-23 cond-mat.soft
Hierarchical organization of chiral rafts in colloidal membranes
液-液相分离普遍存在于纳米颗粒、蛋白质和胶体的悬浮液中。除了少数显著的例外，在散装悬浮液中的表面张力最小化的液滴连续聚结，尺寸无限制地增加，直到实现宏观尺度的相分离。相比之下，胶体、纳米颗粒或蛋白质局限于界面、表面或膜的相行为要复杂得多。夹杂物扭曲了局部界面结构，导致与各向同性溶剂介导的充分研究的相互作用根本不同的相互作用。在这里，我们研究液-液相分离单层膜组成的不同手性胶体棒。我们证明了胶体筏是一个普遍存在的二元胶体膜的功能。我们测量筏自由能景观可视化其组装动力学。随后，我们量化排斥筏筏相互作用，并将它们直接成像筏引起的膜扭曲，表明粒子手性在这种微相分离中起着关键作用。在高密度下，筏组装成簇晶体，不断与背景水库交换单体棒，以保持自限的大小。最后，我们证明了筏可以形成键组装成更高阶的超结构。我们的工作表明，膜介导的液-液相分离可以从根本上不同于大量液体的良好表征的行为。它概述了一个强大的膜为基础的途径组装单分散液团簇，这是补充现有的方法发生在散装悬浮液。最后，它揭示了手性夹杂物在膜获得长程排斥相互作用，这可能会发挥作用，在稳定组装的有限大小。
2014-09-09 cond-mat.soft
Detection of early cluster formation in soft matter: an entropic imprint
我们研究模型蛋白质溶液和胶体悬浮液的温度范围内，系统的性质从一个均匀的流体的“集群流体”的变化。它是通常假设-推导出的行为的结构相关性-这种微相分离集作为一个连续的过程。我们挑战这样的假设，并证明熵在一个明确定义的温度阈值上表现出不连续的行为，提供了流体中发生的修改的整洁签名。所有的预测，在一个精致的理论框架内的液体状态，系统地评估对广泛的蒙特卡罗模拟。我们强调我们的结论的广泛的一般性，以及准确的理论处理的重要性，以表征软材料的热力学性质。
2011-08-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous steady shear dynamics of a three-body colloidal gel former
本研究利用自适应布朗动力学模拟探究了三体胶体凝胶在非均匀剪切力下的稳态流动，发现其非平衡响应由粘性和结构性超绝热力驱动，并证明幂泛函理论能准确重现粘性力分布。
2023-01-16 cond-mat.soft
Particle Monte Carlo simulation of string-like colloidal assembly in 3 dimensions
作为对二维体系研究的扩展，我们在正则系综下用分子蒙特卡罗方法模拟了聚合物接枝胶体粒子的三维相行为。我们使用一个球对称的平方步排斥相互作用势，这已经得到了使用自洽场计算。在以前的文章中，我们已经研究了这些模型胶体在2维，并发现这些粒子，虽然他们的相互作用是纯粹的排斥，自组装成一个字符串状的组件，在一个狭窄的区域的物理参数集。在目前的工作中，我们证明了存在的三维系统中的弦状组装和研究这些字符串的安排的统计性质。平均线长在熔化过渡线和渗流过渡线相交的区域附近发散，这在二维中也被发现。
2011-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct evidence of void induced structural relaxations in colloidal glass formers
在过冷液体中的粒子动力学通常由串状运动控制，其中粒子线协同执行激活跳跃。触发这些运动的结构特征对于理解玻璃动力学至关重要，但仍然存在很大争议。我们实验研究微观粒子动力学的胶体玻璃形成在高包装分数。在小的多分散性导致玻璃-晶体共存的情况下，晶体中的空位形式的空隙可以可逆地扩散到玻璃中并进一步诱导弦状运动。在玻璃中，空隙的形式是由几个相邻的自由体积组成的准空隙，并通过它诱导的弦状运动来传输。在具有大的多分散性的完全玻璃态系统中，观察到类似的准空隙作用。可移动的粒子聚集成弦状或紧凑的几何形状，但紧凑的几何形状可以进一步分解成连接的弦序列，建立它们的普遍重要性。
2020-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Colloidal Gels: Equilibrium and Non-Equilibrium Routes
我们试图根据胶体-胶体相互作用对不同的胶体凝胶进行分类。我们主要区分非平衡和平衡路线凝胶化，前者的情况下被奴役热力学相分离，而后者是个性化的竞争相互作用和补丁胶体的框架。重点放在最近的数值模拟胶体凝胶化和他们的连接到实验。最后，我们强调了不同凝胶类型的典型特征，在实验中更详细地观察。
2007-06-12 cond-mat.soft
Kinetics of the glass transition of fragile soft colloidal suspensions
微观弛豫时间尺度估计从Laponite悬浮液与不同浓度（$C_{L}$），添加盐浓度（$C_{S}$）和温度（$T$）的动态光散射实验获得的自相关函数。在较早的工作[ Soft Matter，10，3292-3300（2014）]中已经表明，胶体玻璃的弛豫时间尺度的演变可以通过将前者的等待时间（$t_{w}$）与后者的热力学温度的倒数（$1/T$）映射来与分子玻璃形成剂进行比较。在这项工作中，脆弱性参数$D$，这表明偏离阿克里乌斯行为，从拟合的结构弛豫时间尺度的时间演变。对于在这项工作中研究的锂皂石悬浮液，$D$被认为是独立的$C_{L}$和$C_{S}$，但弱依赖于$T$。有趣的是，$D$的行为证实了分子玻璃形成剂相对于等效变量的脆性行为。此外，拉伸指数$β$，它量化的宽度$w$的结构弛豫时间尺度的频谱被认为是依赖于$t_{w}$。一个假设的Kauzmann时间$t_{k}$，类似于分子玻璃的Kauzmann温度，被定义为$w$发散的时间尺度。对应于为分子玻璃定义的沃格尔温度，假设沃格尔时间$t^{\infty}_α$也被定义为结构弛豫时间发散的时间。有趣的是，在$t_{k}$和$t^{\infty}_α$之间观察到相关性，这与已知的脆性分子玻璃形成剂的相关性非常相似。一个耦合模型，占$t_{w}$依赖的拉伸指数用于分析和解释$t_{k}$和$t^{\infty}_α$之间的相关…
2015-06-09 cond-mat.soft
Interactions and design rules for assembly of porous colloidal mesophases
多孔中间相，其中在富含颗粒的背景流体内存在明确限定的颗粒耗尽的“空隙”空间，可以由胶体颗粒通过具有竞争吸引力和排斥力的各向同性对相互作用而自组装。虽然这样的结构对于技术应用（例如，过滤、催化、吸收等），相对较少的研究已经调查了导致这些形态的相互作用以及它们如何与产生其它微相分离结构（例如团簇）的相互作用进行比较。在这项工作中，我们使用统计力学的逆方法来设计模型各向同性对势，形成多孔中间相。我们表征所得的多孔结构，与目标孔径和颗粒堆积分数的对电位的相关特征。前者主要由设计的对势的排斥势垒的幅度和范围编码，后者由吸引阱深度编码。我们观察到一个权衡相对于目标形态的填充分数：更大的值支持更多的球形和单分散的孔，其本身组织成周期性结构，而较低的值产生更多的移动孔，不组装成有序的结构，但保持稳定的填充分数在更大的范围内。最后，我们通过评论在本逆设计方法中针对特定孔径的局限性以及通过描述克服这些局限性的未来方向来得出结论。
2017-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Order-Disorder Transitions and Thermal Pathways in Frustrated 2D Colloidal Crystals
本文通过NPT分子动力学模拟研究二维胶体晶体中三种固相的热转变，揭示晶格几何与受挫如何导致不同的熔化与再结晶路径。
2025-08-19 cond-mat.soft
Self-assembly of Colloids with Competing Interactions Confined in Spheres
本文利用分子动力学模拟研究球形限制下短程吸引、长程排斥胶体的自组装，揭示多种有序结构及小球体促进穿孔结构形成的能量—壁弯曲机制。
2023-12-11 cond-mat.soft
Shear induced ordering in systems with competing interactions: A machine learning study
当胶体颗粒系统中的短程吸引力与长程排斥力相结合时，就会出现复杂的微相。在这里，我们研究了一个系统的各向同性颗粒，可以形成层状结构或无序的流体相时，温度是变化的。我们表明，在平衡时的层状结构结晶，而在平衡系统形成了各种结构，在不同的剪切速率和温度以上熔化。采用主成分分析和人工神经网络方法，对降维后的数据进行了剪切有序化分析。我们的研究结果揭示了通过剪切诱导有序化的可能性，为从各向同性颗粒制备有序层状结构提供了一条可行的途径。
2020-04-30 cond-mat.soft
Nonergodicity transitions in colloidal suspensions with attractive interactions
利用理想模式耦合理论（MCT）研究了具有短程吸引相互作用的模型体系的胶态凝胶转变和玻璃化转变。结果提出了粘合剂硬球和硬核吸引Yukawa系统。根据MCT，前一个系统显示出临界玻璃化转变浓度，其随着弱吸引力的引入而显著增加。对于后者有吸引力的汤川系统，MCT预测低温非遍历状态，扩展到临界和亚临界区域。在这个系统中的MCT非遍历性过渡的几个功能同意定性与实验观察的胶体凝胶转变，这表明凝胶转变是由低温延伸的玻璃化转变。示出的吸引力的范围来管理的方式的玻璃化转变线穿过相图相对于临界点，类似于流体-固体凝固转变的调查结果。
1999-04-16 cond-mat.soft
Dynamical facilitation governs glassy dynamics in suspensions of colloidal ellipsoids
当代凝聚态物理的最大挑战之一是确定从液体形成玻璃的起源基本上是热力学的还是动力学的。虽然热力学范式已经主导了几十年的理论研究，动力学促进（DF）理论的纯动力学的角度已经取得了显着的最近一段时间。特别是，最近的实验和模拟强调了使用由球形粒子组成的简单模型系统促进的重要性。然而，绝大多数液体具有颗粒形状和相互作用的各向异性，因此必须检查复杂的玻璃形成剂的促进作用。在这里，我们将DF理论应用到具有取向自由度以及各向异性吸引相互作用的系统。通过分析胶体椭球体上的实验数据，我们表明，促进在平移以及取向弛豫中起着关键作用。此外，我们表明，引入吸引力的相互作用导致空间解耦的平移和旋转的便利化，随后导致动力学异质性的解耦。最引人注目的是，DF理论可以预测存在的折返玻璃化转变的基础上的统计本地化的动态事件，称为激发，其持续时间大大小于结构弛豫时间。我们的研究结果铺平了道路，系统地测试DF的方法在复杂的玻璃形成者，也建立了促进在过冷液体的结构松弛的意义。
2014-08-02 cond-mat.soft
Cyclically sheared colloidal gels: structural change and delayed failure time
本研究通过实验与模拟探究循环剪切下胶体凝胶的多尺度行为，揭示剪切引发的结构变化、屈服与应变硬化特性，证实应变硬化可提升凝胶稳定性且该响应具有各向异性。
2025-06-17 cond-mat.soft
Mechanical Properties of a Model of Attractive Colloidal Solutions
本文综述了玻璃化转变的性质和窄深阱方势阱玻璃。我们的讨论是基于模式耦合理论，我们所做的玻璃预测是指由该理论预测的“理想”玻璃。我们相信，方井系统以及代表胶体粒子与吸引力的相互作用产生的接枝聚合物，或耗尽相互作用。它最近已被证明，两种类型的玻璃，一个吸引力和排斥的，预测MCT为这个模型。前者可以在相当低的密度下形成。我们大部分的注意力都集中在这个理论所预测的玻璃的机械性能上。特别地，我们计算了零频率下的弹性剪切模量和长波长极限下的纵向应力模量。两者的结果沿玻璃-液体转变曲线，并解释其有趣的行为的基本物理系统。
2000-11-03 cond-mat.soft
Multiple higher-order singularities and iso-dynamics in a simple glass-former model
研究了具有两个排斥长度尺度的胶体模型的慢动力学，其相互作用势为硬核和方肩之和。尽管相互作用很简单，模耦合理论预测了一个复杂的动力学场景：一个流体-玻璃线有两个再入口和一个玻璃-玻璃线结束于多个高阶（$A_3$或$A_4$）奇点。在这项工作中，我们验证了存在的两个$A_4$点的数值模拟，观察亚扩散行为的均方位移和对数衰减的密度衰减。令人惊讶的是，我们还发现了一种新的动力学行为所产生的两个高阶奇点之间的竞争。这导致存在特殊的轨迹，沿着这些轨迹，动力学是相同的\textit{at all}长度和时间尺度。
2014-07-15 cond-mat.soft
Phase diagram and aggregation dynamics of a monolayer of paramagnetic colloids
我们建立了一个可调的胶体系统和相应的模拟模型，用于研究长程磁相互作用影响下粒子聚集的相行为。单层顺磁性粒子受到具有静态垂直分量和快速旋转面内分量的空间均匀磁场的作用。相互作用的符号和强度随旋转磁场的倾斜角$θ$而变化。对于一个纯粹的面内场，$θ=90^{\circ}$，相互作用是有吸引力的，实验结果符合平衡和平衡预测的基础上的两体相互作用模型。对于倾斜角$50^{\circ}\lesssim θ\lesssim 55^{\circ}$，两体相互作用给出了短程吸引和长程排斥（SALR）相互作用，这预示着平衡微相的形成。然而，在实验中，观察到不同类型的组装。在模型中包含三体（和高阶）项并不能解决这种差异。因此，我们通过测量随时间变化的团簇尺寸分布来进一步表征异常行为。
2017-04-07 cond-mat.soft
Density dependence of relaxation dynamics in glass formers, and the dependence of their fragility on the softness of inter-particle interactions
脆弱性，量化的弛豫时间的变化的快速性，分析了一系列的模型玻璃形成者，不同的柔软性，它们的粒子间的相互作用。在试图合理化的实验观察胶体悬浮液中，较软的相互作用导致更强的（不那么脆弱）的玻璃形成，我们研究的弛豫动力学的变化与密度，而不是温度，作为一个控制参数。我们采用密度温度标度，在最近的研究中分析，来解决这个问题。我们发现，虽然采用逆密度代替温度导致的结论，软相互作用导致更强的行为，使用涉及温度和密度的缩放变量导致相反的结论，类似于早期的调查，其中温度变化的弛豫动力学分析相同的系统。我们合理化我们的结果，考虑亚当-吉布斯（AG）的脆弱性，其中包括密度依赖性的构型熵和活化能，可能会出现从其他性质的玻璃前体。在Adam-Gibbs关系的框架内，通过采用密度温度标度的分析，我们发现，较软的颗粒使更脆弱的玻璃，从动力学量推导，这是一致的亚当-吉布斯脆弱性。
2017-05-28 cond-mat.soft
Geometric frustration in small colloidal clusters
我们使用布朗动力学模拟研究了具有竞争相互作用的模型胶体系统中团簇的结构。短程吸引驱动集群，而弱的，长程排斥用于模拟实验系统中的静电充电。前者用短程Morse吸引相互作用处理，后者用排斥Yukawa相互作用处理。对于m= 3，4，5，6，7，10和13的团簇，我们考虑了特定结构团簇的产率与相互作用强度的函数关系。在足够的吸引力的相互作用的强度（约10 kT），平均债券的寿命接近模拟时间尺度和系统变得nonergodic。对于小团簇m<=5，其中几何挫折是不相关的，尽管非遍历性，足够的吸引力相互作用的强度，最大化键数的集群的产率接近100%。然而，对于$m=7$和更高，在非遍历制度，我们发现这些结构的产量较低，我们认为几何挫折起着重要的作用。$m=6$是一种特殊情况，其中八面体和C2v对称性的两种结构竞争，后者在各态历经机制中受到熵贡献的青睐，在非各态历经机制中受到动力学捕获的青睐。我们相信，只要相互作用势的单分量描述是有效的，我们的结果应该是有效的。一个具有静电斥力和范德华引力的系统就是这样一个例子。然而，在某些情况下，相互作用势的单组分描述可能不合适。
2010-01-01 cond-mat.soft
Gel to glass transition in simulation of a valence-limited colloidal system
我们数值研究了一个简单的热可逆胶体凝胶化模型，其中粒子可以与预定义的最大数量的邻居形成可逆键。我们专注于三个和四个最大协调的粒子，因为在这两种情况下，低价使得有可能探测，在平衡，减慢动力学非常低的温度$T$。通过研究一个大的区域的$T$和包装分数$ϕ$，我们能够估计的位置的液-气相分离旋节线和动态逮捕的轨迹，该系统被困在一个无序的非遍历状态。我们发现，有两个不同的逮捕线的系统：{ \it玻璃}线在高包装分数，和{ \it凝胶}线在低$ϕ$和$T$。在$(ϕ-T)$平面中，前者是相当垂直的（$ϕ$控制），而后者是相当水平的（$T$控制）。沿等温线接近玻璃线的动力学表现出对$ϕ$的幂律依赖性，而沿等容线的动力学遵循激活（Arrhenius）依赖性。这种凝胶具有明显不同于排斥性玻璃和吸引性玻璃的性质。凝胶与玻璃的交叉发生在$ϕ$中沿低$T$等温线的相当窄的范围内，在非遍历因子的行为中最引人注目。有趣的是，我们检测到的存在下的异常动力学，如亚扩散行为的均方位移和对数衰减的密度关联函数在该地区的凝胶动力学干扰的玻璃动力学。
2006-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Self-Assembly of Spiral Patterns in Confined System with Competing Interactions
聚合物溶液中的胶体粒子和功能化纳米粒子通常表现出短程吸引与长程排斥（SALR）的耦合，导致对称图案的自发形成。由SALR颗粒的薄膜形成的手性纳米结构还没有报道。在这项研究中，我们观察到显着的拓扑结构从对称图案的同心环的螺旋形状的手征结构的转变，当系统是在六角形限制。我们发现，螺旋形的形成可以诱导通过打破系统对称性与楔，或通过熔化的环。在前一种情况下，螺旋的手性由楔形的取向决定，因此可以控制。在后者中，螺旋上升，由于热致缺陷，是不存在的平均颗粒分布，形成高度规则的六边形图案的中心部分的系统。这些六边形图案可以用平面密度波的干涉来解释。热力学的考虑表明，平衡螺旋可以自发地出现在任何条纹形成系统限制在一个小楔的六边形，提供了一定的条件下，满足一组唯象参数。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
