Polarization of active Janus particles
我们研究了在温度梯度或浓度梯度中Janus粒子的集体运动。由于外部或自生场施加的扭矩，粒子在此梯度上对齐其轴。在一群自驱动粒子中，这种极化增强了相互作用驱动的约束。非均匀激光束的自偏振可以用来引导热粒子沿着给定的轨迹运动。
2014-01-30 cond-mat.soft
Clustering Dynamics of SiO2-Pt Active Janus Colloids
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究SiO2-Pt活性Janus胶体在动态聚集体 regime 中的聚集体动力学，揭示了聚集体形成机制的转变及预测性描述。
2026-01-07 cond-mat.soft
Cluster formation and phase separation in heteronuclear Janus dumbbells
我们最近研究了由两个相同的相切硬球构成的模型胶体哑铃的相行为，其中第一个球被有吸引力的方阱相互作用包围（Janus dumbbells，Munaubert G等人2014软物质10 5269）。在这里，我们通过在模型中引入硬核直径的尺寸不对称性来扩展我们先前的分析，并研究由此获得的富集相场景。通过采用标准的蒙特卡罗模拟，我们表明，在这样的“异质Janus哑铃”一个较大的硬球网站促进集群的形成，而在相反的条件下，气-液相分离发生，与中间不对称的两个阶段的行为可能会竞争的一个狭窄的间隔。此外，一些特殊的几何安排，如lamantum，观察到只有周围的完美对称的情况。一个定性的协议，发现与最近的实验结果，它表明，在异质二聚体的分子表面的粗糙度导致形成的胶态胶束。
2014-12-04 cond-mat.soft
Programmable Active Janus Droplets Driven by Water/Alcohol Phase Separation
我们报告存在的自推进Janus液滴驱动相分离，这是能够提供货物在一个可编程的方式。自推进液滴最初由角鲨烷/单油酸甘油酯溶液中的水/乙醇混合物形成，并且取决于乙醇浓度在多达三个阶段中演变。在第一阶段中，液滴推进由源自乙醇在油相中的溶解的Marangoni流产生。在该过程中，液滴吸收表面活性剂分子;与乙醇的连续损失相结合，这导致水/乙醇/单油酸甘油酯混合物的相分离和Janus液滴的形成，即富水液滴连接到能够递送货物的富乙醇液滴。我们的特点不同的演化阶段的自推进的液滴周围的流场，从一个弱的推动者，在一个中性的游泳者，二聚体的中性游泳者的演变。最后，我们利用这个主动系统来运送DNA作为货物。通过改变液滴的化学成分来调整相分离之前的延迟时间，可以对几种不同的货物输送过程进行编程。
2016-12-23 cond-mat.soft
Electrokinetic Janus micromotors moving on topographically flat chemical patterns
离子和分子的选择性被认为是纳米尺度的独特之处，在微流体中是不可实现的。这是由于尺度匹配的问题-一个难以匹配的离子和静电势屏蔽长度与微米尺寸的限制的尺寸。在这里，我们展示了离子传输过程的微观实现，非常类似于那些特定的离子通道或纳米流体连接，包括选择性，通过复杂的几何形状和流动聚焦的指导。作为一个模型系统，我们探索电动球形Janus微电机移动带电表面具有复杂的空间电荷分布，没有任何地形墙。我们讨论了长程静电相互作用对系统行为的特殊性，包括界面穿越和带正电粒子从带负电界面的反射。这些结果对于理解限制下生物化学物质的电动运输至关重要，有可能提高基于芯片实验室的测定的精度，以及扩大纳米/微机械的用例和控制策略。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Orientational ordering of closely packed Janus particles
我们用广泛的蒙特卡罗模拟研究了$2$维密排Janus粒子的取向有序.对于较小的补丁大小的系统保持在塑性晶体相的旋转自由度是无序的最低温度。在那里，液体由有吸引力的斑块的二聚体和三聚体组成。对于足够大的补丁大小，该系统表现出一个热力学过渡到一个阶段的条纹图案的补丁打破三重旋转对称。我们的结果有力地表明，后者是一个二阶相变，其普适性与$2$维中$3$态Potts模型的普适性相同.此外，我们分析了系统的弛豫动力学进行淬火模拟到条纹相。我们发现条纹的范围越来越大。关键动力学量的弛豫遵循域大小的普遍标度特征。
2018-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Confinement Effects on the Kinetics and Thermodynamics of Protein Dimerization
在细胞中，蛋白质复合物的形成依赖于其单体之间的特异性相互作用。排除体积效应，由于分子拥挤将导致分子之间的相关性，即使没有特定的相互作用。在拥挤的细胞环境中，这些效应的相互作用是什么？我们研究了模型同二聚体的二聚化，无论是当mondimer是自由的或拴在一起。我们考虑一个结构化的环境：两个单体首先扩散到一个大小为$L$的空腔中，然后在空腔内折叠并结合。折叠和绑定使用分子动力学基于简化的拓扑结构为基础的模型进行模拟。单元中的{ \it约束}由有效分子浓度$C \sim L^{-3}$描述。结果表明，在有效分子浓度$C^{op}\simeq 1m$ M（与细胞浓度相关）下，二聚体的二聚速率最大。相反，对于栓系链，当$C<C^{op}$时，速率保持在平台，但当$C>C^{op}$时，速率急剧下降。对于自由和拴系的情况下，模拟的二聚反应速率和热力学稳定性与有效分子浓度的变化与实验观察吻合得很好。此外，还从理论上论证了限制效应对二聚化的影响。
2009-03-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Light-activated Janus particles in geometrically confined binary solvent
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）；Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）；Kyoto University（京都大学）
研究空间受限二元溶剂中光激活 Janus 粒子的自推进，用考虑局部相分离等效应的数值模拟，发现受限使推进速度降低、定向运动时间延长，取向动力学不限于二维，还阐明关键物理参数对粒子运动控制效率的意义。
2026-07-17 cond-mat.soft
Emergent colloidal edge currents generated via exchange dynamics in a broken dimer state
控制物质的流动到微米级的限制在材料和环境科学中具有核心重要性，直接应用于纳米微流体，药物输送和生物技术。微粒的电流通常由不同性质的外场梯度产生[例如，电的、磁的、光的、热的或化学的]，其难以在空间上扩展的区域和样本上控制。在这里，我们展示了一个一般的战略，组装和运输可极化的微粒在流体介质中，通过限制和磁偶极相互作用的组合。我们使用一个均匀的磁调制组装成旋转的二聚体状态和沮丧的二元晶格分散的粒子，并产生集体边缘电流所产生的一种新的，场同步的粒子交换过程。这些动力学状态类似于电子和分子系统中的回旋加速器和跳跃轨道，从而为理解和设计凝聚态物质中不同长度尺度的类似过程铺平了道路。
2019-11-14 cond-mat.soft
Optoelectronically Enabled Simultaneous and Decoupled Navigation and Selective Pairing of Electrically Driven Janus Particles for Multi-Agent Microrobotics
School of Mechanical Engineering, Tel-Aviv University（特拉维夫大学机械工程学院）；School of Biomedical Engineering, Tel-Aviv University（特拉维夫大学生物医学工程学院）
本文提出光电子策略，通过可编程虚拟电极实现电驱动双面神颗粒的同步解耦控制，完成多颗粒配对与独立操控，为多智能体微机器人操控提供通用框架。
2026-10-14 cond-mat.soft
Hierarchy of Periodic patterns in the twist-bend nematic phase of mesogenic dimers
烃连接的介晶二聚体的一些有吸引力的性质已经被发现，这些的主要特征是二聚体在限制下形成周期性图案的能力。在不同的实验条件下，在这些材料中可以观察到至少六种不同类型的条纹状周期图案。我们最近的发现是在N-Ntb相变界面处发现了微米尺度的周期性图案，以及Ntb相中的亚微米尺度图案。使用三光子激发荧光偏振显微镜观察到的层状亚微米图案，这些都在这里报道。
2015-02-13 cond-mat.soft
Phase behavior of symmetric diblock copolymers under 3D soft confinement
基于自洽场理论研究了三维软约束下对称嵌段共聚物的相行为，发现约束程度与均聚物选择性调控产生堆叠层状及洋葱状等丰富形态，并揭示了两者间的一阶可逆转变。
2024-08-27 cond-mat.soft
Confinement and shear effects on the rotational diffusion of a minimal virus-inspired colloidal particle
División de Ciencias e Ingenierías, Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学理学院与工程学院）
通过耗散粒子动力学模拟，研究振荡剪切流和受限空间对带有二聚体的刚性球体（模拟包膜病毒）旋转扩散的影响，发现旋转扩散系数受流动振幅强烈调制，而受刺突数量影响较弱。
2026-05-26 cond-mat.soft
Emergence of oscillatory states of self-propelled colloids under optical confinement
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
研究光束作用下自驱动胶体的单粒子运动，发现其在接近固体表面时表现出准二维活性运动，并通过旋转反转形成稳定振荡态，提出包含非线性扭矩效应的最小现象模型解释其定向变化。
2025-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nanoconfined Polystyrene: A New Phase
旋涂无规聚苯乙烯中分子回旋球的横向分层（$aPS$）薄膜，对于薄膜厚度$R \leq$ 4 $R_g$（$R_g$ =未扰动回转半径），导致自由能增加，不遵循平面限制的$(R_g/R)^{-2}$依赖性，并通过调用固定范围，排斥，修改Pöschl-Teller分子间势来解释，其强度随着$R$的增加而降低。真空紫外光谱表明，随着膜厚从9 $R_{g}$增加到2 $R_{g}$，$aPS$的相邻苯环侧链的“物理二聚体”从“斜”构型变为“头-尾”构型。这通过减少二聚体偶极矩来减少内聚力。因此，形成了$aPS$的新相，即纳米限制相，其有序但具有比本体低的内聚力。
2006-10-05 cond-mat.soft
Phase behaviour of primitive models of molecular ionic liquids in porous media: effects of cation shape, ion association and disordered confinement
本文结合标度粒子理论、Wertheim微扰理论和缔合平均球近似，研究无序多孔介质中室温离子液体的相行为，发现球柱体阳离子模型比链状阳离子模型具有更低的临界温度和临界密度及更窄的相共存区。
2024-12-02 cond-mat.soft
Self-organisation of auto-phoretic suspensions in confined shear flows
本研究通过连续介质动力学模型模拟，探究受限剪切流中趋化性Janus泳动粒子稀悬浮液的动力学，揭示了受限驱动的一维瞬态稳态分布特征及稳定性，并分析了粒子对流动的反馈与悬浮液有效黏度。
2023-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecular Dynamics Investigation of the Influence of the Shape of Cation on the Structure and Lubrication Properties of Ionic Liquids
我们提出了一个理论研究的影响的阳离子的分子几何形状的离子液体（IL）的限制和机械应变的响应。所谓的{ \it tailed}模型包括一个大的球形阴离子和由带电头部和中性尾部组成的不对称阳离子。尽管它的简单性，这个模型恢复了广泛的结构中看到IL：简单的立方晶格的小尾巴，液体状的对称阳离子尾部二聚体，和分子层结构的二聚体与大尾巴。所有调查模型离子液体的一个共同的特点是形成的固定（稳定）层的阳离子沿固体板。我们观察到单阴离子层的小间隙宽度，双阴离子层的中间，和尾部-到-尾部层形成宽的差距。法向力随间隙尺寸的演变可以与间隙内部形成的层有关。线性循环运动期间的低滞后损失表明间隙内存在强滑移。在我们的模型中，比摩擦系数很低，摩擦力随着尾部尺寸的减小而减小。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Active Brownian motion in a single-relaxation viscoelastic fluid
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究扩展了模拟单弛豫粘弹性流体的布朗动力学模型，分析并模拟了主动布朗粒子在粘弹性介质中的两类主导动力学 regime，与实验定量吻合，为相关研究提供了可控的粘弹性环境。
2026-08-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
