Trapping/Pinning of colloidal microspheres over glass substrate using surface features
由聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅等微纳米颗粒组成的悬浮液体系已成为理解胶体物理的标准模型体系。.这些系统已被证明是对自组装等现象的有用见解。胶体模型系统也被广泛用于模拟许多凝聚态现象，如淬火无序系统的动力学和玻璃化转变。使用光学或全息光镊对粒子进行精确控制对于此类研究至关重要。然而，由于光捕获技术的低通量，对无序空间中的聚集现象如堵塞和群集行为的研究受到限制，本文提出了一种在微流体环境中将聚苯乙烯微球捕获并钉扎在三角形脊状微结构上的技术。由于流体动力学相互作用和非特异性粘附力的综合作用，发生捕获/钉扎。该方法允许以具有高度空间准确性的任意图案捕获和钉扎微球，这可以用于研究各种集体现象的基本原理以及诸如基于珠分离测定的生物传感器的应用。
2017-10-03 cond-mat.soft
Edge pinning and transformation of defect lines induced by faceted colloidal rings in nematic liquid crystals
向列型胶体在取向有序的液晶基质流体中表现出多种多样的由胶体粒子引起的拓扑缺陷和结构。这些缺陷和场的配置定义弹性相互作用和介质介导的自组装，以及作为模型系统，在利用丰富的拓扑结构和几何形状的胶体表面之间的相互作用，磁场，和拓扑奇异性引起的颗粒在磁散装和向列型胶体界面。在这里，我们展示了形成四分之一强度的表面钉扎向错，以及各种各样的导演场配置与分裂和重新连接的奇异缺陷线，促使胶体颗粒与尖锐的边缘和尺寸大到足以定义强边界条件。使用的例子面的环形粒子的属g = 1，我们探讨的缺陷线之间的位置迁移的大部分的主体边缘钉扎位置在粒子的表面，反之亦然，显示出这种行为是符合拓扑约束定义的数学定理。我们讨论了如何改造的体积和表面缺陷线引起的多面胶体可以丰富的多样性的弹性介导的胶体相互作用，以及如何这些发现可能会影响其控制的可重构的自组装的前景，在crosshosts。
2016-12-27 cond-mat.soft
Relaxation of nonspherical sessile drops towards equilibrium
我们提出了一个理论研究有关最近的实验固着液滴的聚结。本文研究了在表面张力作用下，球形液滴在平面上向平衡态弛豫的动力学。对于这种非球形液滴在部分润湿条件下，动态接触角沿接触线变化。我们提出了一种新的非局部方法的润湿动力学，接触线速度取决于整个滴的几何形状。我们比较我们的结果与传统的方法，其中的接触线速度仅取决于动态接触角的局部值。还讨论了表面缺陷对接触线钉扎的影响。
2016-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Growing Dynamical Facilitation on Approaching the Random Pinning Colloidal Glass Transition
尽管经过了几十年的研究，液体转变成玻璃的过程从根本上说是热力学的还是动力学的仍有待确定。虽然观察到的增长长度尺度与随机一级跃迁理论（RFOT）等热力学观点一致，但动力促进（DF）理论的纯动力学方法缺乏实验验证。此外，对于由随机冷冻液相中的粒子子集引起的玻璃化转变，模拟支持RFOT的预测，而DF理论仍然未被探索。在这里，使用视频显微镜和全息光镊，我们表明，在一个胶体玻璃形成液体中的动力学促进明确增长的密度，以及钉扎粒子的分数。此外，我们表明，异质动力学的形式弦样的合作运动，这被认为是一致的RFOT，自然出现的框架内的促进。最重要的是，我们的研究结果表明，不能排除玻璃化转变的纯动态起源。
2014-06-25 cond-mat.soft
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
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
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
Flocking transition in phoretically interacting active particles with pinning disorder
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
研究发现，通过引入旋转但不平移的障碍物，可以调控活性胶体的群体过渡行为。
2026-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heterogeneities and Topological Defects in Two-Dimensional Pinned Liquids
我们模拟了一个模型的排斥相互作用的胶体在一个相称的二维三角形钉扎基板上的量的异质运动，出现在熔化可以控制系统关闭一小部分的钉扎网站。我们关联的平均拓扑缺陷数，随时间变化的缺陷波动，胶体扩散，和范霍夫关联函数的形式的非均匀运动的量。当钉扎位点全部关闭或全部打开时，熔化在单个步骤中发生。当一小部分的网站被关闭，熔化变得相当广泛，并出现了两步熔化过程的签名。当钉扎位置的一半被移除时，与拓扑缺陷数量波动相关的噪声功率达到最大值，并且在非均匀区域中噪声谱具有明显的1/f^α结构。我们发现，高流动性的区域与高位错密度的区域。
2006-01-05 cond-mat.soft
Geometric Frustration of Colloidal Dimers on a Honeycomb Magnetic Lattice
我们研究了在三角形磁性极小值的蜂窝晶格上组装的相互作用的顺磁性胶体的相行为和集体动力学。当每个钉扎位点恰好用两个粒子填充这些潜在的最小值时，实现了受抑的胶体分子晶体。外部面内旋转场被用来退火系统到不同的阶段，包括长程有序条纹，随机的完全包装环，迷宫和无序状态。在较高幅度的退火场，二聚体晶格显示两步熔融转变，其中最初不动的二聚体进行第一次局部旋转，后来打破了交换粒子跨越连续的晶格极小值。
2016-08-27 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
Capillary Assembly of Colloids: Interactions on Planar and Curved Interfaces
在定向组装中，小型建筑时钟在引导场的影响下组装成有组织的结构。毛细管相互作用为结构形成提供了一种通用的途径。吸附在流体界面上的胶体使界面变形，从而产生相关的能量场。当相邻的变形重叠时，胶体相互作用以使界面面积最小化。接触线钉扎、颗粒形状和表面化学在结构形成中发挥重要作用。界面曲率的作用就像一个外部场;粒子迁移和组装的模式所决定的曲率梯度。我们回顾基本分析和最近的研究结果，在这个迅速发展的文献。了解装配的作用对于调整结构的机械、物理和光学特性至关重要。
2017-10-15 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
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
From dot to ring: the role of friction on the deposition pattern of a drying colloidal suspension droplet
通过干燥胶体悬浮液滴在基底上沉积颗粒是从传统的纸上印刷到可印刷电子器件或光伏器件的应用的核心。粒子在接触线处的聚集引起的自钉扎在沉积层的形成中起着重要的作用。在本文中，我们调查的数值和理论，颗粒和衬底之间的摩擦的沉积图案的效果。在没有摩擦的情况下，接触线表现出粘滑行为，并且在液滴蒸发后留下点状沉积物。通过增加摩擦力，我们观察到从点状到环状沉积物的过渡。我们提出了一个理论模型来预测作为摩擦力的函数的颗粒沉积的有效半径。我们的理论模型预测了自钉扎发生时的临界摩擦力，并且沉积物的有效半径随着摩擦力的增加而增加，模拟结果证实了这一点。我们的研究结果可以找到发展主动控制策略的干燥液滴的沉积的影响。
2018-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Crystal nuclei in melts: A Monte Carlo simulation of a model for attractive colloids
作为一个模型的悬浮液的硬球一样的胶体颗粒，其中小的非吸附溶解的聚合物创建一个耗尽的吸引力，我们引入了一个有效的胶体胶体势密切相关的朝仓大泽模型，但没有任何不连续性。在模拟中，该模型直接允许从维里公式计算压力，并且可以从研究中准确地定位从液体到结晶固体的本体中的相变，其中结晶板与周围液相稳定共存。对于这个模型，被流体包围的结晶核的研究，通过识别晶体-流体界面上的颗粒水平（使用合适的键取向序参量，以区分相）和“热力学”手段。即，后一种方法相当于计算化学势和压力相对于其共存值的增强。我们表明，化学势可以从模拟厚膜，其中一个壁与一个相当长的距离排斥是存在的，因为在这个壁附近的Widom粒子插入方法的作品，利用的事实，即在系统中的化学势是均匀的。最后，表面过剩的自由能的核得到，为广泛的核体积。从这种方法中，它是建立经典的成核理论的作品，表明对于本模型的各向异性的界面多余的自由能的晶体和它们所产生的非球形形状的障碍只有一个非常小的影响。
2015-05-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Rheology and Anti-Commensuration Effects For Driven Probe Particles on Two Dimensional Periodic Pinning Substrates
本研究通过主动流变学模拟，发现驱动探针粒子在二维周期性钉扎基底上于公度状态下出现阻力减小的反公度效应，并绘制了不同流动相区域，该效应在多种基底和粒子系统中具有稳健性。
2021-12-11 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
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
Pinned Ad-colloids Disfavors Nucleation in Colloidal Vapor Deposition
该研究针对固定沉积颗粒对气相沉积结晶的影响这一未充分探索的问题，通过胶体气相沉积实验发现固定吸附胶体会因熵效应不利于成核，且可通过调控胶体迁移率调整成核概率，还会影响后期薄膜振动特性，为材料性能调控提供新思路。
2024-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Spherical Colloids: Effect of Discrete Macroion Charge Distribution and Counterion Valence
本文报道了球形胶体原始模型中宏观离子电荷离散化和反价的耦合效应。而不是考虑一个均匀带电的表面，因为它是传统上做的，我们考虑一个更现实的情况下，\textit{discrete monovalent microscopic charges}随机分布在球体。单价或多价抗衡离子确保整体电中性。我们使用分子动力学模拟来研究这些效应在基态和有限的温度。基态分析涉及到共轭结构和\textit{charge inversion}。结果进行了讨论，在简单的分析模型。对于有限温度，强和弱库仑耦合处理。在这种有限温度的情况下，我们考虑并讨论了离子配对（钉扎）和非配对（解钉扎）现象。
2002-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversible Ratchet Effects for Vortices in Conformal Pinning Arrays
一个均匀的三角形钉扎阵列的保角变换产生了一种称为保角晶体的结构，它保留了原始晶格的六重排序，但包含钉扎密度的梯度。在这里，我们使用数值模拟表明，在第二类超导体驱动的交流驱动器的梯度钉扎阵列产生最明显的棘轮效应在很宽的参数范围内的共形阵列，而方形梯度或随机梯度阵列具有相同的钉扎密度减少棘轮效应。在共形阵列中，钉扎位点在横向于交流驱动的方向上的较大间距允许对于一个驱动方向容易地形成间隙涡旋，从而产生增强的棘轮效应。在正方形阵列中，钉扎位点之间的横向间距是均匀的，当驱动方向切换时，在涡流的漏斗中没有不对称性，而在随机阵列中，对于任一驱动方向都存在许多易流动通道。我们发现多个棘轮反转的共形阵列作为一个函数的旋涡密度和交流振幅，并与反转的旋涡排序，这是更大的棘轮方向的运动的功能。增强的共形钉扎棘轮效应也可以实现的胶体粒子移动的共形阵列，表明共形结构控制粒子的运动的一般用途。
2015-04-01 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Ice Rule Fragility via Topological Charge Transfer in Artificial Colloidal Ice
人造粒子冰是受约束、相互作用的粒子的模型系统。他们已被引入理论研究冰流形出现挫折，随着畴壁和晶界动力学，掺杂，钉扎脱钉，控制运输的拓扑缺陷，雪崩和记忆效应。最近，这种基于粒子的冰已经通过纳米图案超导体或引力捕获胶体中的涡旋实验实现。在这里，我们证明，虽然这些冰通常被认为是等同于磁自旋冰，他们可以访问一个新的频谱的现象，是无法访问后者。通过实验、理论和模拟，我们证明了在混合配位几何中，熵驱动的负单极子自发地以由顶点混合比确定的密度出现。与其基于自旋的类似物不同，胶体系统显示出“脆弱的冰”流形，其中局部能量学反对冰规则，而不是通过全局拓扑电荷守恒来执行。脆弱的胶体冰，拓扑稳定，可以自发地打破拓扑电荷转移。
2018-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sliding states of a soft-colloid cluster crystal: Cluster versus single-particle hopping
我们研究了一个二维模型的相互作用的胶体粒子，显示自发聚类。在这个模型中，我们调查之间的竞争钉扎到一个周期性的电势，和一个横向恒定的拉力，这将促进滑动状态。对于几个样本的粒子密度和振幅的周期性自旋势，我们研究了从静态钉扎到动态滑动制度的脱钉。这种滑动状态表现出两种动力学之间的竞争，一种是整个团簇从最小值被拉到下一个，另一种是单个胶体或更小的基团离开团簇并移动穿过势能垒，在力的方向上加入下游的下一个团簇。这两种滑动状态可以在整个样品中相干地发生，也可以异步地发生：这两种状态导致不同的平均迁移率。有限的温度往往会破坏单独的滑动制度，产生一个更平滑的依赖于驱动力的流动性。
2018-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
The Effect of Pinning on Drag in Coupled One-Dimensional Channels of Particles
我们考虑了一个简单的模型，用于检查淬火无序的影响，由粒子通过汤川势，放置在两个耦合的一维通道相互作用的阻力。一个通道中的颗粒被驱动，并受到第二个通道中未被驱动的颗粒的拖曳。在没有钉扎的情况下，对于有限的驱动力，没有钉扎相;相反，有两个动力学制度的完全耦合或锁定流和部分耦合流。当钉扎被添加到一个或两个通道，我们发现，一个显着丰富的各种动力学阶段和阻力的影响出现，可以清楚地识别的速度力曲线中的功能。仅在未驱动通道中存在淬火无序可在两个通道中诱导钉扎相。以上的脱钉过渡，驱动颗粒上的阻力随着钉扎强度的增加而减小，并且对于足够高的钉扎强度，在未驱动的通道中的颗粒达到一个可重入钉扎相，产生一个完全解耦的通道。我们绘制出的动态相图作为一个功能的钉扎强度和钉扎在每个通道的密度。我们的研究结果可能是相关的理解阻力耦合在一维维格纳晶体相，我们观察到的效果也可以探索使用胶体在耦合通道中产生的光学阵列，纳米结构超导体中的涡流，或其他分层系统的阻力效应出现。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall 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
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
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
From Coffee Rings to Self-Driven Assembly: Active Matter Enabled Design of Drying Droplets
Raman Research Institute（拉曼研究所）
研究探讨活性物质在干燥液滴中的作用，揭示自驱动流体、界面应力和接触线行为的关键机制，提出可控沉积与功能界面设计策略。
2026-05-14 cond-mat.soft
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
On-demand contact line pinning during droplet evaporation
根据接触线运动，富含胶体的液滴蒸发可以留下环状或点状残留物。在这里，我们确定了这个结果，通过控制接触线的运动，使用共面直流电润湿上的金属（DC-EWOD）。结合液滴形状和蒸发速率的理论计算，首先从实验和模拟中推导出随时间变化的驱动电压。由于对接触角的额外控制，即使在接触角滞后很小的表面（如均匀平坦的Teflon涂层）上，接触线也可以保持在钉扎状态。在没有EWOD控制的情况下，悬浮在液滴中的聚苯乙烯颗粒和大肠杆菌在初始接触的中心形成点状图案，而应用该机制导致半径可控的环状图案。与化学或结构图案化的基底不同，接触线可以在达到控制极限之前的任何预设时间恢复其迁移率，这对于在不同表面上准确且一致地制造所需图案的自组装纳米结构是有用的。
2019-05-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-sorting of Bi-dispersed Colloidal Particles near Contact Line of an Evaporating Sessile Droplet
我们调查沉积模式和相关的形态蒸发后形成的水液滴含有单分散和双分散的胶体颗粒。特别是，基板加热和颗粒直径的综合效果进行了研究。我们采用高速可视化，光学显微镜和扫描电子显微镜来表征蒸发液滴，颗粒运动，和沉积物的形态，分别。在单分散胶体颗粒的情况下，较小和较大的颗粒分别在非加热表面上形成内部沉积物和典型的环。在较大的衬底温度下，形成具有内部沉积物的薄环，这可以通过接触线的自钉扎和颗粒从接触线到液滴中心的平流来解释。在双分散的胶体颗粒的情况下，环内的胶体颗粒的自分选在较大的基板温度下发生。与较大直径的颗粒相比，较小的颗粒沉积在最外边缘处，并且在接触线附近的停滞区域中的这种优先沉积是由于基板上方的液体-气体界面的空间变化的高度。分选发生在较小和较大颗粒的直径的较小比率下。在较大的衬底温度和较大的比率下，颗粒不会被分选并且彼此混合。我们的测量结果表明，存在一个临界衬底温度以及直径比，以实现分选。我们提出了制度地图基板温度颗粒直径和基板温度直径比平面单分散和双分散的解决方案，分别。
2018-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Curvature Capillary Migration of Microspheres
我们解决的问题：毛细作用如何推动微球沿曲率梯度？对于流体界面上的颗粒，有两个条件可以应用于三相接触线：要么接触线采用平衡接触角，要么它可以通过动力学捕获被钉扎，例如在颗粒表面上的化学不均匀性、粗糙度或其他钉扎位点。我们制定的曲率毛细管能量小于毛细管长度和远离任何钉扎边界的粒子的情况下。由颗粒的颗粒半径设置的失真的规模和范围，我们使用奇异摄动方法找到的失真，并严格评估相关的毛细管能量。对于平衡接触角的颗粒，与文献相反，我们发现，毛细能是可以忽略不计的，与第一个贡献有界到四阶的产品的颗粒半径和偏曲率。对于钉扎接触线，我们发现曲率毛细能量是有限的，与我们以前研究的磁盘和microcylinders弯曲的界面上的功能形式。在实验中，我们表明微球迁移沿确定性的轨迹向区域的最大偏曲率毛细管能量范围从$6 \times10^3 - 5 \times 10^4~k_BT$。这些数据同意的情况下，钉扎接触线的曲率毛细能量。这种迁移的基本物理是由于颗粒的接触线起伏的界面中的纳米扰动的四极模式的界面偏曲率的耦合。这项工作是一个例子的纳米粗糙度和接触线钉扎胶体动力学的主要影响。
2015-05-11 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
Curvature capillary repulsion
胶体的定向组装是材料科学中一个令人兴奋的领域，可以形成具有新的对称性和响应的结构。流体界面已经被广泛地利用来制造密集堆积的有序结构。我们一直在研究如何以新的方式使用界面曲率来引导结构形成。在流体界面上，吸附微粒周围的变形场的面积取决于界面曲率;颗粒移动以最小化它们在界面中产生的变形的多余面积。对于足够小的粒子，当粒子沿着主轴移动到高偏曲率的位置时，该区域减小。我们已经研究了这种迁移的微粒在一个弯曲的主机接口与零平均曲率通过钉扎周围的微柱的油-水界面。在这里，在一个类似的接口，我们证明毛细管曲率排斥，也就是说，我们确定的条件下，微粒迁移远离高曲率网站。通过理论和实验，我们讨论了这些相互作用的起源及其与粒子的波状接触线的关系。我们讨论了这种新型的相互作用在各种情况下，从材料科学microrobotics的影响。
2017-06-30 cond-mat.soft
Capillary migration of microdisks on curved interfaces
弯曲流体界面上颗粒的毛细能量景观强烈影响颗粒润湿条件。接触线钉扎现已被广泛报道的胶体颗粒，但其在毛细相互作用的影响还没有得到解决。在这里，我们提出的实验和分析与弯曲流体界面上的固定接触线的磁盘。在实验中，我们研究微盘迁移的主机接口与零平均曲率，微盘有接触线钉在其尖锐的边缘，是足够小，重力的影响可以忽略不计。磁盘迁移远离平面区域的陡峭的曲率与毛细管能量的区域推断从耗散沿粒子轨迹是线性的偏曲率。我们推导了任意曲率界面的曲率毛细能，并讨论了每一个表达式的贡献。通过吸附到弯曲的界面上，颗粒消除了一片流体界面，并扰乱了周围的界面形状。分析预测，完全光滑，圆盘不迁移，从一个平面的圆形，接触线，像那些周围的弱粗糙的平面盘，纳米偏差将驱动迁移与偏曲率的线性依赖，与实验一致。
2014-12-23 cond-mat.soft
Particle deposition after droplet evaporation on super-hydrophobic micro-textured surfaces
我们研究了当一滴胶体颗粒在由微柱制成的超疏水表面上干燥时获得的最终沉积物的大小和形状。正如预期的那样，大多数颗粒位于圆形区域内，其半径大致对应于结构内液体刺穿的拉普拉斯压力阈值（Cassie-Wenzel转变），由于接触线钉扎引起咖啡污渍沉积。尽管宏观上液体/固体摩擦很低，但在主环外部区域的柱顶部观察到微小沉积物，这一点不太令人期待。实验进行了不同的颗粒浓度和初始体积的下降，以确定这些参数对沉积物的尺寸分布的影响。根据最近的非挥发性液体滑动滴的实验，提出了微小沉积物的微观见解。
2012-05-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Force balance of particles trapped at fluid interfaces
我们研究了作用在流体界面处的胶体颗粒之间的有效力，该界面本身暴露于压力场。为此，我们应用我们所谓的“力的方法”，它只依赖于机械平衡的条件，并在某种意义上比更常用的“能量方法”限制性更小，它是基于自由能泛函的最小化。主要目的是阐明与能量方法相比，力方法的优点和缺点。首先，我们推导出一个一般的应力张量制定的接口处的力，并制定出一个有用的类比与二维静电在特定情况下的小变形的接口相对于其平坦的配置。我们应用这个类比来计算被困在流体界面的粒子之间的有效力的渐近衰减，扩展了以前的结果的有效性。其次，我们解决的情况下，变形的非平坦接口。我们计算了球形液滴的变形，由于电场的带电粒子被困在其表面，并得出结论，粒子间的毛细作用力是不太可能解释某些最近的实验观察。最后，我们讨论的应用程序一般弯曲的接口，并显示作为一个说明性的例子，一个非球形粒子沉积在一个接口上形成一个最小的表面被拉到较大的曲率区域。
2008-03-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Shape, confinement and inertia effects on the dynamics of a driven spheroid in a viscous fluid
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；EPCC, The University of Edinburgh（爱丁堡大学 EPCC）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）
研究了在粘性流体中约束的spheroid动力学，发现粒子长宽比、约束强度和流体惯性影响其运动，非约束情况下，特定长宽比的椭球体具有最大平移速度，约束下最优长宽比转向扁平形状，流体惯性打破闭合轨迹，产生新的稳定点。
2026-03-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
