Two-Dimensional Vesicle Hydrodynamics from Hydrophobic Attraction Potential
我们开发了一个新的模型，据我们所知，多体流体动力学的两亲性Janus粒子悬浮在粘性背景流。Janus粒子通过疏水吸引势相互作用，导致自组装成双层结构。我们采用一种有效的积分方程方法来解决屏蔽拉普拉斯方程的疏水吸引力和解决流动性问题的水动力相互作用。积分方程公式准确地捕捉到近接触边界的相互作用。在线性剪切流作用下，我们观察到了由Janus粒子组成的二维囊泡的坦克踩踏变形。结果产生测量单层间摩擦，膜渗透性，并在大的剪切速率，膜破裂。模拟研究包括抛物流中的囊泡和剪切流和拉伸流中的囊泡-囊泡相互作用。Janus颗粒囊泡的流体动力学复制了不可伸展的弹性囊泡膜的行为。
2021-10-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Orientationally Glassy Crystals of Janus Spheres
胶体Janus球在水中（一个半球吸引，另一个半球排斥）组装成二维六方晶体，其取向顺序由各向异性相互作用控制。我们利用解耦的平移和旋转顺序来量化的取向动力学。通过成像实验和蒙特卡罗模拟，我们证明了在个别Janus球的方向的相关性表现出玻璃样的动态，可以通过离子强度控制。因此，这些胶体构建块提供了一个特别合适的模型玻璃系统，用于阐明由定向相互作用产生的非平凡动力学，而不是通过考虑平移顺序来捕获。
2014-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A cluster theory for a Janus fluid
最近的蒙特卡罗模拟的克恩和弗伦克尔模型的Janus流体显示，在气相中有一个明确定义的数量的颗粒组成的首选集群的形成：胶束和囊泡。一个集群理论的发展，近似的确切聚类性能源于模拟。结果表明，该理论能够再现胶束化现象。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How to model the interaction of charged Janus particles
我们分析了带电Janus粒子的相互作用，包括屏蔽效应。显式相互作用映射通过一个可变的数量$n$的系统生成的张量，反映了潜在的角度依赖性通过最小二乘法。对于$n = 2$，我们表明，相互作用是等价的，以前所描述的模型Erdmann，Kröger和赫斯（EKH）。有趣的是，这种映射无法捕捉到小筛选长度的相互作用的微妙之处。相反，必须使用更大数量的张量。我们发现，Janus型相互作用的特点起着重要的作用的聚集行为。通过蒙特卡罗模拟，我们获得了$n = 2$和$36$的$13$颗粒大小以及屏蔽长度$κ^{-1} = 0.1$和$1.0$的簇结构。的屏蔽长度的影响进行了分析和结构进行比较的结果为静电型电位和多极扩展Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论。我们发现，一个偶极类势（EKH或偶极DLVO近似）是不能够充分再现的潜力的各向异性效应。相反，必须使用更高阶的展开来获得与高达$N = 8$颗粒的实验结果相同的簇结构。由此产生的最小能量集群相比，那些粘性硬球系统。Janus粒子与短程屏蔽相互作用类似于粘性硬球集群的所有考虑的粒子数，而对于远程屏蔽，即使是非常小的集群结构不同。
2016-07-20 cond-mat.soft
Encapsulation by Janus spheroids
微/纳米包封技术在药物递送、生物材料工程和材料科学领域中获得了相当大的关注。基于化学粒子合成的最新进展，我们提出了一个原始模型的Janus扁球体，扁球体和两个半表面编码不同的化学性质的粒子的自组装产生的封装系统。利用蒙特卡罗模拟，我们研究了以球形粒子作为包封客体的包封体系，对于不同的密度。我们研究了由于包封剂的几何形状和化学组成对包封形态和效率的各向异性效应。鉴于我们从模拟中发现的相对较高的封装效率，我们相信这种封装方法具有潜在的实用价值。
2011-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Coarse-grain Molecular Dynamics Study of Fullerene Transport across a Cell Membrane
药物分子通过细胞膜进入细胞的能力的研究在药物递送领域中是至关重要的。在药物分子通过膜的运输不容易被破坏的情况下，使用其他载体分子。球形富勒烯分子已被假定为高亲水性药物穿过质膜的潜在载体。本文采用粗粒分子动力学方法研究了C60富勒烯及其衍生物在1，2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DSPC）双层细胞膜中的迁移。模拟结果表明，原始富勒烯分子迅速进入双层，并驻留在其中。极性官能团的加入使富勒烯不太可能驻留在双层，但增加了它们在本体水中的停留时间。在富勒烯表面的一半上添加极性官能团，实际上产生了Janus颗粒，这在开发富勒烯模型中提供了最大的希望，该模型可以实现通过膜双层的完全易位。
2015-03-14 cond-mat.soft
Self-assembly and time-dependent control of active and passive triblock Janus colloids
本研究通过BD模拟扩展了活性三嵌段Janus胶体在更广密度与温度下的自组装研究，并提出一种活性时间协议，在更宽密度范围内实现了Kagome结构结晶，且结晶边界与早期MC模拟高度吻合。
2025-04-29 cond-mat.soft
Critical adsorption of polyelectrolytes onto charged Janus nanospheres
基于广泛的蒙特卡罗模拟和分析的考虑，我们研究了静电驱动的柔性链吸附到带电Janus纳米球。这些净中性胶体由两个相等但带相反电荷的半球组成。的临界结合条件的Janus粒子的半径和它的表面电荷密度，以及周围的溶液中的盐浓度的函数进行了分析。特别是对于有限长度的双链到Janus纳米颗粒的吸附，我们证明了当Janus颗粒的大小或电解质的筛选长度变化时，临界吸附条件有很大不同。我们比较的尺度律得到的吸附-解吸阈值均匀带电的球形粒子的已知结果，观察显着的差异。我们还对比了Janus纳米颗粒的吸附-脱附转变附近的α链构象和结合能分布的变化，以及简单球形颗粒的变化。最后，我们讨论了实验相关的物理化学系统，我们的模拟结果可能变得重要。特别是，我们观察到类似的趋势与相反的，但异质性带电的蛋白质的复合物。
2014-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Thermophoresis of Janus particles at large Knudsen numbers
计算了在有温度梯度的稀薄气体中运动的Janus球所受的力和力矩。大努森数的制度被认为是，与碰撞气体分子的动量要么从查普曼-恩斯科格分布或从二进制麦克斯韦分布之间的两个相对的平行板在不同的温度。在Janus粒子表面的反射特性的特征在于具有恒定的，但不同的值在每个半球上的调节系数。结果表明，Janus粒子优先取向，使半球具有较大的适应系数指向较低的温度。计算了颗粒的热泳速度，并研究了热泳运动对颗粒取向力矩大小的影响。分析计算支持直接模拟蒙特卡罗结果，扩大研究范围向较小的克努森数。结果揭示了纳米粒子从气相到冷表面上的定向沉积的效率。
2018-07-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Finite-size effects and thermodynamic limit in one-dimensional Janus fluids
本文重新讨论了由限制在一维通道中的双面粒子构成的Janus流体的平衡性质。精确的吉布斯自由能为有限数量的粒子$N$精确推导淬火和退火实现。证明了这两类系统的结果在热力学极限（$N\to\infty$）内趋向于最近导出的一个共同表达式（Maestre M A G and Santos A 2020 J Stat Mech 063217）。理论上的有限尺寸的结果是specialized的克恩-弗伦克尔模型和淬火和退火系统（包括偏置和无偏置）的蒙特卡罗模拟证实。
2021-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-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
Phase diagram of heteronuclear Janus dumbbells
使用聚集体积偏差蒙特卡罗模拟以及连续伞采样和直方图重新加权，我们研究了由两个接触的球体形成的哑铃系统的相图具有可变的大小，以及不同的相互作用特性。第一个球体（$h$）与属于不同哑铃的所有其他球体相互作用，具有硬球势。第二个球（$s$）通过方阱相互作用与属于不同哑铃的其他$s$球相互作用，并与所有剩余的$h$球具有硬球势。我们专注于$s$球大于$h$球的区域，如通过控制两个球的相对大小的参数$1\le α\le 2 $测量的。作为$α\to 2$，恢复了方阱球的简单流体，而$α\to 1$对应于Janus哑铃极限，其中$h$和$s$球具有相等的尺寸。根据$α$的值，可以观察到分为三类的许多相图。该$1.8 \le α\le 2$是由气-液相分离非常相似的纯方阱流体的临界温度和密度变化。当$1.3 \le α\le 1.8$，我们发现一个渐进的不稳定的气-液相图的自组装结构的开始，最终导致低于$α=1.2$的气-液转变的亚稳态。
2016-12-18 cond-mat.soft
Universal Critical Behavior of Percolation in Orientationally Ordered Janus Particles and Other Anisotropic Systems
我们结合渗流理论和蒙特卡罗模拟，在二维的相互作用的Janus磁盘，自组装成一个取向有序的条纹相在低温下的平衡晶格模型的连接性研究。随着补丁大小的增加或温度的降低，补丁连接的磁盘集群增长，并在阈值处出现一个扩展集群。在条纹相中，临界团簇在平行于条纹的方向上比在垂直方向上延伸得更长，因此渗流是各向异性的。研究发现，在适当的空间尺度下，Janus系统的临界渗流行为与标准各向同性渗流的临界行为是一致的。重标度过程可以应用于理解其他各向异性系统，如对齐的刚性杆和$q$状态Potts模型与各向异性相互作用的渗流。
2022-12-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase diagrams of Janus fluids with up-down constrained orientations
利用Gibbs系综蒙特卡罗模拟和简单的解析近似方法，研究了一类由疏水半球和胶体球组成的Janus流体的二元混合物.这些流体可以通过施加外部静电场在实验上实现。分析了五个具有不同斑-斑亲和力的具体模型中的气-液和分层相变。结果发现，在所有的模型中，即使只有一个可能的补丁相互作用是有吸引力的气-液转变。此外，如果相似颗粒之间的吸引力比不同颗粒之间的吸引力强，则系统在足够低的温度和高的密度下分层成具有不同组成的两个子系统。
2013-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
One-dimensional Janus fluids. Exact solution and mapping from the quenched to the annealed system
精确地导出了一维通道中Janus流体的平衡性质。流体由具有两个面（主动面和被动面）的粒子组成，因此对相互作用是硬球的相互作用，除非两个主动面彼此在前面，在这种情况下，相互作用具有方阱吸引尾。我们的精确解决方案是指淬火系统（即，每个粒子具有固定的面取向），但是我们通过热力学-机械工具论证了该结果也适用于退火系统（即，每个粒子可以翻转其取向）。淬火和退火系统的理论结果和蒙特卡罗模拟之间的比较，分别显示出良好的协议。
2020-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
A New Mechanism of Model Membrane Fusion Determined from Monte Carlo Simulation
我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟的融合紧张并列的双层膜形成的两亲性分子的框架内的粗粒晶格模型。融合途径不同于通常的茎机制。茎并形成之间的并列双层，但不是径向膨胀，形成一个轴对称的半融合隔膜的两个双层的transleaves，他们促进在其附近的双层中的小孔的成核。观察到两个随后的路径：（i）茎围绕一个双层中的孔，产生由另一个完整双层的两个叶组成的隔膜，并且其破裂以完成融合孔。(ii)在柄可以包围一个双层中的孔之前，在另一个双层中形成第二个孔，并且柄对准并包围它们两者以完成融合孔。这两种途径引起双层的顺式和反式叶之间的混合，并允许瞬时泄漏。
2003-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dilute suspensions of Janus rods: the role of bond and shape anisotropy
本研究利用Monte Carlo模拟考察尖端功能化Janus硬球柱体在低密度下的组装，揭示形状与键合各向异性及相互作用参数对胶束、囊泡和层状相等结构的调控作用。
2024-06-12 cond-mat.soft physics.comp-ph
Janus helices: From fully attractive to hard helices
本研究针对特定形状硬螺旋添加不同占比短程吸引位点，通过模拟发现高于玻意耳温度时相行为仍以熵主导，吸引位点占比和温度会影响压强与近晶相稳定性，但转变线位置与吸引位点占比无简单依赖关系。
2023-10-09 cond-mat.soft
Orientational Ordering of Janus Particle Arrays as Classical Compass Spin Systems
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Shanghai Research Center for Quantum Science（上海量子科学研究中心）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics（中国科学院量子信息与量子物理卓越创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Brandeis University（布兰迪斯大学）；Martin A. Fisher School of Physics, Brandeis University（布兰迪斯大学马丁·A·费舍尔物理学院）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Department of Physics, University of Virginia（弗吉尼亚大学物理系）；Department of Mathematics, University of Virginia（弗吉尼亚大学数学系）
本研究通过经典罗盘模型和Kern--Frenkel模型模拟Janus粒子阵列，揭示六重取向有序源于热序-by-无序，并展示高阶相互作用可改变取向选择，连接微观各向异性与XY涡旋物理。
2026-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bond Orientational Order Parameters in the Crystalline Phases of the Classical Yukawa-Wigner Bilayers
本文研究了在弱屏蔽区通过Yukawa排斥势相互作用的平面双层粒子的晶相结构性质。研究是用MonteCarlo方法进行的，用Ewald方法对准二维系统考虑了长程能量贡献。在恒温条件下改变表面密度时，发现了两个一级相变（流-固和固-固）和一个二级相变（固-固）。通过键取向序参量和中心-中心关联函数的分析，特别注意了晶相的特征。
2008-10-24 cond-mat.soft
Coarse-Grained Model for Phospholipid/Cholesterol Bilayer
我们构建了二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）/胆固醇双层的粗粒度（CG）模型，并将其应用于大规模模拟研究的脂膜。我们的CG模型是膜的二维表示，其中单个脂质和甾醇分子由点状颗粒描述。有效的分子间相互作用模型中使用的系统来自详细的原子尺度分子动力学模拟使用逆蒙特卡罗技术，这保证了CG模型的径向分布特性是一致的，相应的原子系统。我们发现，DPPC/胆固醇双层的粗粒度模型比原子模型更有效，提供了约8个数量级的速度。结果是有利于形成富含胆固醇和胆固醇穷人域在中间胆固醇浓度，与实验相图的系统。我们还探讨了新的粗粒度模型的局限性，并讨论了本方法的一般有效性和适用性。
2004-06-30 cond-mat.soft
Lattice analogy of area-difference elasticity model for lipid-detergent bilayer vesiculation
使用小角中子散射实验\cite{1}在脂质洗涤剂溶液（二肉豆蔻酰-锡-甘油-磷酸胆碱/八乙二醇正十二烷基醚/水）中检查了囊泡化过程。当观察囊泡从棒状胶束到单层囊泡的过程时，这种转变是由跳跃式的温度升高和洗涤剂浓度的单调增加引起的。我们的数值估计的囊泡形状参数（弹性系数和其在宏观尺度上的分数）的基础上的面积差弹性模型\cite{2, 3}。因此，我们组成的数值蒙特卡罗方法，它连接的宏观和微观尺度的自回避随机表面的概念。
2006-08-04 cond-mat.soft
The rich polymorphic behavior of Wigner bilayers
自组装成目标结构是一种有效的材料设计策略。结合分析计算和计算技术的演变和蒙特卡罗类型，我们报告了一个显着的结构变化的维格纳双层基态，当电荷被限制在平行带电板之间。改变层间分离或板电荷不对称性，出现有序图案的级联。与对称的情况下的现象学的差异，可折叠性功能和电荷中和之间的竞争导致远程吸引，宏观电荷的外观，奇异的阶段，和非常规的相变与不同的临界指数，提供了一个微妙的，但精确和方便的控制模式的可能性。
2016-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fluid-Fluid and Fluid-Solid transitions in the Kern-Frenkel model from Barker-Henderson thermodynamic perturbation theory
本文用Barker-Henderson二阶热力学微扰理论研究了片状胶体的Kern-Frenkel模型。该模型描述了一种流体，其中硬球粒子用一个补丁装饰，以便它们通过方阱（SW）势相互作用，如果它们彼此足够接近，并且如果每个粒子上的补丁正确对齐。气-液和流-固两相共存的计算和对比相应的蒙特卡罗模拟结果。我们发现，微扰理论描述相当准确的数值模拟所有的方式从一个完全覆盖的方阱潜力的Janus限制（半覆盖）。在数值数据不可用的区域（从Janus到硬球），该方法提供了临界线位置的估计，可以作为在这些低覆盖率下进一步有效数值工作的指导方针。与其他技术，如积分方程理论的比较，突出了这种方法在本上下文中的重要方面。
2012-02-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
