Phase Diagrams of Binary Mixtures of Oppositely Charged Colloids
从理论上计算了带相反电荷的胶体二元混合物的相图。建议的平均场的形式主义之间的限制，硬球系统在高温和胶体晶体，最大限度地减少马德隆在低温下的能量总和。与计算机模拟的等摩尔混合物的相反电荷，同样大小的球体的比较表明半定量的准确性所提出的形式主义。我们计算全球相图的二元混合物的大小相等的领域，相反的电荷和相等的电荷幅度的温度，压力和组成。讨论了库仑相互作用的屏蔽对相图拓扑结构的影响。洞察到的全局相图的拓扑结构作为系统参数的函数导致特定的二元胶体晶体的制备条件的预测。
2010-05-21 cond-mat.soft
Reentrant Melting of Lanes of Rough Circular Discs
我们考虑二元悬浮粗糙，圆形颗粒在二维无热条件下。系统的平均密度保持不变。悬浮液受到与时间无关的外部驱动，响应于该驱动，一半的粒子沿着场方向被拉动，而另一半则被推向相反的方向。在稳态下模拟不同大小的外驱动系统，我们只在适度的外驱动范围内得到相对运动的宏观车道。在该范围之下以及之上，我们得到没有通道的状态。因此，我们发现，无车道状态重新进入沿轴的外部驱动器在非平衡相图对应的Laning转变，与不同的粗糙度的单个粒子和外部驱动器。由于单个颗粒的粗糙度引起的颗粒间摩擦（接触耗散）是在高外部驱动下重新进入无车道状态的主要因素。
2021-03-25 cond-mat.soft
Reentrance effect in the lane formation of driven colloids
最近，它已被证明，一个强烈的相互作用的胶体混合物组成的相反驱动的颗粒，经历了一个非平衡过渡到车道的形成提供的驱动强度超过一个阈值。我们在这里预测的再入效应车道形成：固定的高驱动力和增加颗粒密度，首先是一个过渡到车道形成，其次是另一个过渡回到一个状态，没有车道。我们的结果是通过布朗动力学计算机模拟和唯象动力学密度泛函理论得到的。
2004-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation of binary mixtures of like- and oppositely charged colloids: the primitive model or effective pair potentials?
我们研究了低盐悬浮液的二元混合物的带电胶体的沉降平衡，无论是通过蒙特卡罗模拟的一个有效的胶体只有系统和泊松-玻尔兹曼理论的胶体离子混合物。我们证明了理论上预测的提升和分层效应，其中涉及到屏蔽离子的熵和自发的宏观电场[J. Zwanikken和R。欧洲天体物理学的范·罗伊。Lett. { \bf 71}，480（2005）]，也可以基于具有成对屏蔽库仑相互作用的有效的仅胶体系统来理解。我们认为，通过理论和模拟，既排斥带相同电荷的胶体，吸引带相反电荷的胶体，我们发现一个重入提升和分层现象时，胶体的电荷比从大的正通过零到大的负值。
2005-12-22 cond-mat.soft
Laning Transitions in Pattern Forming Driven Binary Systems with Competing Interactions
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文研究具有竞争吸引与排斥作用的反向驱动二元粒子系统，揭示其丰富的泳道、晶体、条纹和气泡相及转变特征。
2025-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of lane formation in driven binary complex plasmas
在微重力条件下的二元复杂等离子体实验中研究了车道形成的动力学开始。小微粒被驱动并渗透到大颗粒云中，显示出形成泳道的强烈趋势。所观察到的时间分辨车道形成过程是在良好的协议与计算机模拟的二元汤川模型与朗之万动力学。量化的各向异性标度指数，导致一个通用的序参量驱动系统的方面的拉宁。
2008-12-16 cond-mat.soft
Critical mingling and universal correlations in model binary active liquids
一般来说，沿相反方向移动的驱动或运动体的集合体被报告为自组织成强各向异性的车道。在这里，建立在一个极小模型的自推进机构针对相反的方向，我们首先证明了一个关键的相变之间的混合状态和相分离的车道状态特定的活性粒子。然后，我们证明了混合状态显示代数结构相关性也发现在驱动的二元混合物。最后，构建一个流体动力学理论，我们挑出负责这些普遍的长程相关性的物理机制，典型的合奏相反运动的机构。
2017-04-07 cond-mat.soft
Colloid aggregation induced by oppositely charged polyions
“聚合物参考相互作用网站模型”（PRISM）积分方程形式主义是用来确定对结构的二元胶体分散体，涉及大，小聚离子的相反电荷。这样的双分散悬浮液的两个例子被认为是详细的，即混合物的带电的球形胶体和带相反电荷的双链，和二元混合物的带相反电荷的大和小的粘土片。在这两种情况下，明确的证据是发现由聚离子抗衡离子引起的较大颗粒的聚集，发出信号的长波长浓度波动的强烈增强。
2002-01-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Symmetry-breaking in clogging for oppositely driven particles
通过布朗动力学模拟和理论探讨了对称二元混合物颗粒的堵塞行为，这些颗粒通过收缩被驱动在相反的方向上。具有自发破缺对称性的动力学状态发生在一种物质流动而另一种物质被长时间阻塞的情况下，这可以通过收缩的大小来调整。此外，我们发现自组织振荡堵塞和疏通的两个物种。除了统计物理学之外，我们的结果还与生物学，化学和人群管理等领域有关，其中离子，微粒，行人或其他粒子通过收缩被驱动到相反的方向。
2015-11-10 cond-mat.soft
Lane formation in gravitationally driven colloid mixtures consisting of up to three different particle sizes
本文通过布朗动力学模拟研究重力驱动的二元及三元胶体混合物在二维微通道中的条带形成，发现驱动力差异诱导非平衡相变，并揭示三元系统存在条带形成的最佳中等粒径区间，同时发现细条带长期不稳定且与颗粒沿通道的非均匀分布相关。
2024-01-10 cond-mat.soft
Pickering emulsions stabilized by oppositely charged colloids: stability and pattern formation
带相反电荷的胶体的二元混合物可用于稳定油包水或水包油乳液。采用蒙特卡罗模拟方法研究了胶体荷电比对Pickering乳液稳定性的影响。在界面处的胶体颗粒被建模为排列的偶极硬球，与吸引力之间的相互作用不带电荷和排斥力之间的相互作用带电荷的颗粒。稳定化所需的最佳组成（带正电的粒子的分数）对应于每个粒子的相互作用能的最小值。此外，对于每种装料比，存在可以稳定乳液的组合物范围。粒子的结构排列或乳液界面处的斑图形成强烈地受电荷比的影响。我们发现，在一定的电荷比下，不同组成的乳胶粒子在乳胶表面呈现均匀的各向同性、正方形和六边形排列。计算配位数的分布来表征结构特征。模拟研究对于其中使用带相反电荷的胶体的Pickering修饰的合理设计是有用的，并且对于斑图形成的控制是有用的，所述图案形成可用于合成胶体体和由其衍生的多孔壳。
2015-10-20 cond-mat.soft
Lane formation in a system of dipolar microswimmers
利用布朗动力学（BD）模拟，我们研究了一个两维（2D）二元体系的非平衡结构形成的偶极胶体在相反的方向推进。尽管链形成的一个明显的趋势，该系统显示出一个过渡到一个车道的状态，让人想起在各向同性排斥相互作用的系统中的车道形成。然而，各向异性的偶极相互作用诱导新的功能：首先，泳道本身具有复杂的内部结构，其特征在于链或簇。第二，拉延只发生在相互作用强度的窗口中。我们通过相分离过程和简单的力平衡参数来解释我们的发现。
2015-03-25 cond-mat.soft
Sublattice Melting in Binary Superionic Colloidal Crystals
在超离子化合物中，一种组分预熔融，为固态电解质提供高离子电导率。在这里，我们发现在盐溶液中的大小和电荷高度不对称的带相反电荷的粒子的胶体晶体中的亚晶格熔化。当温度升高时，离子化合物中的小颗粒熔化，形成超离子相。与原子系统中的超离子相相反，这些在大的带相反电荷的粒子的晶体中的离域小粒子形成具有非电中性化学计量比的晶体。这产生了具有可调节化学计量的超离子相的离子晶体的多个域的结构。
2020-02-21 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Length-scales of Dynamic Heterogeneity in a Driven Binary Colloid
本文通过布朗动力学模拟研究电场驱动二元胶体条带形成过程中的特征长度尺度，提出等时密度关联函数并发现慢粒子在快粒子背景中发生微相分离，为理解非平衡态图案提供了可实验测量的方法。
2020-05-19 cond-mat.soft
Hysteresis, Laning, and Negative Drag in Binary Systems with Opposite and Perpendicular Driving
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究了二元系统中相反和垂直驱动下的滞后、车道化及负拖力现象，揭示了驱动强度对系统状态转变和拓扑缺陷的影响。
2025-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Oscillatory driven colloidal binary mixtures: axial segregation versus laning
使用布朗动力学的计算机模拟，我们表明，在相反的方向驱动的振荡外场的胶体的二元混合物表现出轴向偏析片垂直于驱动方向。分离效应仅在振荡频率和驱动强度的有限窗口中是稳定的，并且如果驱动力增加，则在驱动场的方向上由车道形成接管。在交叉制度中，观察到相对于驱动方向倾斜的带。可能的实验来验证轴向偏析进行了讨论。
2008-12-23 cond-mat.soft
Stochastic Density Functional Theory on Lane Formation in Electric-Field-Driven Ionic Mixtures: Flow-Kernel-Based Formulation
本研究以电场驱动二元离子混合物为原始模型，构建含乘性噪声的随机密度泛函理论，结合流核描述涨落流，通过渐近分析与二维逆傅里叶变换验证了车道形成的非平衡有序机制，拓展了确定性密度泛函理论。
2024-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Field driven cluster formation in two-dimensional colloidal binary mixtures
该研究模拟外电场下尺寸与电荷不对称的二元带电胶体，发现驱动力超过临界值时形成团簇，并伴随大颗粒振动中的稳定波包。
2023-04-06 cond-mat.soft nlin.PS
Pattern formation in colloidal mixtures under external driving fields
通过计算机模拟和一个简单的理论，研究了外场对两种组分的二进制胶体混合物进行布朗动力学的影响。在我们的模型中，一半的粒子（$A$ -粒子）被外力${\vec F}^{(A)}$拉动，而另一半的粒子（$B$ -粒子）被外力${\vec F}^{(B)}$拉动。如果${\vec F}^{(A)}$和${\vec F}^{(B)}$是平行的，并且无场状态是混合流体，则先前的模拟（J. Dzubiella等人，Phys. Rev. E { \bf 65} 021402（2002））已经示出了非平衡斑图形成，其仅涉及$A$或$B$颗粒的通道，所述通道在外力的方向上彼此相对滑动。在本文中，我们将这种情况推广到非平行外力和无场晶体状态。对于非平行力，也观察到泳道形成，但相对于外力具有{ \it倾斜}的取向。如果无场状态是结晶的，则平行外力的连续增加产生新颖的{ \it再入冻结}行为：晶体首先通过外力机械地熔化，然后再结晶成相互滑动的分层结晶带。
2002-08-06 cond-mat.soft
Universal Long Ranged Correlations in Driven Binary Mixtures
当两群“粒子”向相反方向移动时，就像电场下带相反电荷的胶体或交叉的行人流一样，它们可以集体移动，沿着它们的运动方向形成车道。这种“拉宁过渡”的性质仍在争论中，特别是对关联函数，这是关键的可观测量来量化这一现象，还没有被描述。在这里，我们确定的相关性使用的分析方法的基础上线性化的随机方程的密度场，这是有效的软粒子的稠密系统。我们发现，沿运动方向的相关代数衰减，并在横向上有一个自相似的指数轮廓。布朗动力学模拟证实了我们的理论预测，并表明它们也超出了我们的分析方法的有效范围，指向一个普遍的行为。
2017-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous pattern formation in monolayers of binary mixtures with competing interactions
本研究通过介观理论与MC模拟研究二元竞争相互作用粒子单层的自发图案形成，发现第二组分可扩大有序相稳定温度范围，得到三种周期浓度相，理论结果经模拟验证。
2023-11-09 cond-mat.soft
Self-assembly in mixtures with competing interactions
通过理论和分子动力学（MD）模拟研究了球对称势作用下二元混合粒子的微观偏析。我们考虑具有相等直径和体积分数的球形颗粒。受近临界二元溶剂中不同吸附偏好的带相反电荷的粒子混合物的启发，我们假设同类粒子之间的相互作用为短程吸引-长程排斥，不同粒子之间的相互作用为短程排斥-长程吸引。为了预测这种复杂混合物的结构和热力学性质，我们发展了一个理论相结合的密度泛函和场论方法。我们表明，在介观区域的浓度波动导致的相图相比，平均场预测的质的变化。理论和MD模拟都表明，低密度无序相与高密度相共存，交替层富含第一和第二组分。有序相的密度和有序度随着温度的升高而降低，直到理论预测随着温度的升高两相密度增加的窄两相区域的温度。分子动力学模拟表明，固体和液晶的单晶体都具有与浓度振荡方向平行的长球形，并且随着周期阶数的增加，偏离球形的程度增加。
2020-11-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Dynamical Responses in a Driven System
在非平衡稳态中，结构和动力学之间的相互作用还远未被理解。我们解决这种相互作用，通过跟踪布朗动力学轨迹的粒子在一个二元胶体的相反的电荷在外部电场，经历交叉从均匀到车道状态，在非平衡系统中的异质结构形成的原型。我们发现，结构相关性的长度尺度控制扩散和随之而来的异常动态响应的异质性，如粒子位移和拉伸指数结构松弛的概率分布中的指数尾。我们概括了我们的观察使用方程的稳态密度，这可能有助于了解凝聚态系统中的非均匀扩散的微观基础。
2016-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of inert spheres in active suspensions of micro-rotors
悬浮在自推进粒子的活性流体中的惰性粒子通常表现出增强的扩散和新颖的相干结构。在这里，我们数值研究的动力学行为和自组织系统的被动和主动旋转球。粒子通过直接碰撞相互作用，并且当它们移动时产生流体流动。在没有被动粒子的情况下，取决于粒子分数，旋转球体的二元混合物中出现三种状态：转子混乱地移动的稀释气体状状态，类似转子在车道或漩涡中移动的相分离状态，以及晶体连续组装，熔化和移动的堵塞状态（K。Yeo，E. Lushi和P.M. Vlahovska，Phys. Rev. Lett. 114，188301（2015））。被动粒子添加到转子悬浮液修改系统动力学和斑图形成：虽然在纯主动悬浮液中识别的状态仍然出现，它们发生在不同的密度和混合比例。惰性粒子的动力学行为也与系统组成密切相关。
2016-02-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Power functional theory for many-body dynamics
基于粒子的系统的丰富多样的动力学最终源于它们的自由度通过内部相互作用的耦合。为了得到这种多体问题的一个易于处理的近似，粗粒化通常是必不可少的一步。幂函数理论为这一概念提供了一个独特的、微观上尖锐的表述。该方法是基于一个精确的单体变分原理来描述过阻尼和惯性的经典和量子多体系统的动力学。在平衡态，密度泛函理论被恢复，因此空间非均匀系统被正确描述。动力学理论是在与时间有关的单体关联函数的水平上工作的。两体和更高体的关联函数可以通过动态测试粒子极限和非平衡态Ornstein-Zernike途径获得。我们描述了这种功能的多体动力学方法的结构，包括许多背景以及广泛的动态情况下的应用，如在液体中的van Hove函数，在非平衡稳态的流动，运动诱导的相分离的活性布朗粒子，车道形成的二元胶体混合物，以及稳定和瞬态剪切现象。
2022-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
