Dynamically Correlated Region in Sheared Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering
利用原位小角中子散射研究了剪切作用下扩展作用荷电胶体玻璃的微观变形机制，发现了一个动态关联区（DCR）。这个短暂的区域提供了抵抗由外部变形所施加的构型重排的能力，如在剪切稀化制度中DCR的尺寸的演变和在低和中等剪切速率下由DCR维持的局部应力与来自流变学测量的宏观应力之间的定量一致性所证明的。这一发现表明，DCR是一个重要的量，在微观上解决流动和变形行为的强相互作用的胶体。
2017-09-21 cond-mat.soft
Visualizing the strain evolution during the indentation of colloidal glasses
我们使用一个模拟的纳米压痕的胶体玻璃，阐明了初期的塑性形变的玻璃。通过跟踪单个颗粒的三维运动，我们可以可视化变形过程中的应变场和玻璃结构。在流动开始时，我们观察到的幂律分布的应变表示强烈相关的变形，并反映了临界状态的玻璃。在后期阶段，应变获得高斯分布，表明塑性事件变得不相关。使用静态和动态测量的玻璃结构的调查显示，结构和新兴的应变分布之间的弱相关性。这些结果表明，塑性的发病是由强大的幂律相关性的应变，弱偏置的异质玻璃结构。
2013-07-29 cond-mat.soft
Low-frequency vibrations of soft colloidal glasses
我们进行实验的胶体热敏性水凝胶颗粒，其包装分数可以通过改变温度以上的干扰过渡调整的二维包装。通过测量粒子之间的位移相关性，我们提取相应的“影子”系统的振动特性具有相同的配置和相互作用，但其中的粒子的动力学是无阻尼的。振动光谱和模式的性质与零温度理想化球模型预测的和在原子和分子玻璃中发现的非常相似;当系统被压缩到干扰跃迁以上时，在低频处有一个玻色子峰，该峰会向高频移动。
2010-03-16 cond-mat.soft
Stress Relaxation in Aging Soft Colloidal Glasses
研究了人工合成粘土Laponite在水溶液中施加阶跃应变的应力松弛行为。应力表现出两步衰减，从中提取的慢松弛模式作为样本年龄和施加的阶跃应变变形的函数。有趣的是，我们估计的慢时间尺度随着应变振幅的增加而显着增强。我们认为，该系统最终探索更深的部分，其能源景观后的步骤应变的应用。
2010-03-25 cond-mat.soft
Surface relaxation of vapour-depositing colloidal glasses
气相沉积可以直接生产超稳定的玻璃，类似于传统的玻璃老化数千年。高流动性的表面层被认为加速了气相沉积玻璃的老化过程，但其微观动力学尚未在实验中观察到。在这里，我们研究了沉积生长动力学的二维胶体玻璃在单颗粒水平上使用视频显微镜。我们发现，新沉积的颗粒在表面层（深度$d<14$颗粒）放松通过频繁的笼外运动，而在更深的中间层（$14<d\lesssim100$颗粒）放松通过激活的合作重排区（CRR）。这些CRR比本体（$d\gtrsim100$颗粒）中或沉积后的CRR大得多、各向异性更强且发生频率更高。它们的质量中心向表面移动，而内部的颗粒向本体移动，导致自由体积的“气泡”向表面移动，从而得到更紧凑的本体玻璃。这种两个表面层中的两步弛豫不同于先前假设的一个表面移动层中的弛豫
2016-10-19 cond-mat.soft
Viscoelastic properties of attractive and repulsive colloidal glasses
我们报告的数值研究的剪切粘度和频率依赖的弹性模量接近动态逮捕的模型的短程吸引力的胶体，无论是排斥和吸引力的玻璃化转变。计算应力自相关函数，我们发现，接近结构因子中的第一个峰值的波矢量的密度波动控制接近排斥玻璃的粘度上升，而较大的波矢量的波动控制接近吸引力玻璃的粘度。在接近玻璃化转变时，粘度以与密度自相关时间相同的指数的幂律发散。
2004-10-14 cond-mat.soft
Particle response during the yielding transition of colloidal glasses
屈服是大范围的软质和分子玻璃的松弛、流动和断裂的核心，但其微观起源仍不清楚。在这里，我们阐明了生产的胶体玻璃，通过使用X-射线散射监测的结构因子在生产过程中。我们应用最近推出的组合的小角X射线散射和流变学的振荡剪切，并遵循结构因子在应变振幅增加。令人惊讶的是，我们观察到一个急剧的转变，在屈服时的最近邻结构的取向排序，在相反的粘弹性模量的平滑变化。这种转变伴随着强度波动向高斯分布的突然变化。因此，我们确定屈服作为一个新的，动态诱导的玻璃在所施加的剪切的过渡。
2014-01-09 cond-mat.soft
Shear banding of colloidal glasses - a dynamic first order transition?
我们表明，玻璃上的应用程序的增加剪切场导致一个有趣的动态一阶过渡模拟平衡过渡。通过以下的粒子动力学作为一个函数的驱动场在胶体玻璃，我们确定了临界剪切速率后，玻璃的扩散时间尺度表现出突然的不连续性。利用一个新的动力学序参量，我们证明了这种不连续性类似于一个一阶相变，其中外加应力作为系统动力学演化的共轭场。这些结果提供了新的视角来理解广泛的非晶材料的通用剪切带不稳定性。
2014-01-09 cond-mat.soft
Increasing the density melts ultrasoft colloidal glasses
我们使用理论和模拟来研究超软胶体中非晶玻璃态的存在。我们结合超网链近似和模式耦合理论，研究了软排斥球与赫兹势相互作用的动态相图，重点是低温和大密度。在恒定温度下，我们发现在压缩时进入无定形玻璃态，如在胶体硬球中，但是当密度进一步增加时，玻璃意外地熔化。我们把这种重入流体玻璃化转变的颗粒的柔软性，并将这种行为与以前报道的软系统中的异常相关联，从而强调其普遍性。预测的流体-玻璃-流体序列得到了数值证实。
2010-09-23 cond-mat.soft
Correlated rigidity percolation and colloidal gels
刚性逾渗（RP）发生时，机械稳定性出现在无序网络中的约束或组件添加。在这里，我们讨论RP与结构相关性，在经典理论中忽略的影响，虽然相关的许多液体到无定形固体的转变，如胶体凝胶化，这是由于有吸引力的相互作用和聚集。使用晶格模型，我们表明，结构的相关性移动RP到较低的体积分数。通过分子动力学模拟，我们表明，在胶体凝胶化的吸引力增加结构相关性，从而降低RP过渡，同意与实验。因此，胶体凝胶化可以理解为RP转变，但发生在体积分数远低于经典RP预测的值，由于有吸引力的相互作用，诱导结构相关性。
2018-07-23 cond-mat.soft
Density of states of colloidal glasses
玻璃在结构上类似液体，但在机械上类似固体。大多数理解玻璃的尝试都是从液态理论开始的。在这里，我们采取相反的观点，并使用固态物理学的概念。我们确定的胶体玻璃的振动模式实验，并发现软低频模式，是非常不同的性质，从普通固体的通常的声学振动。这些模式在令人惊讶的大尺度上延伸。
2009-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct Measurement of the Free Energy of Aging Hard-Sphere Colloidal Glasses
玻璃化转变的性质是凝聚态物理中最重要的未解决的问题之一。玻璃和液体之间的差异被认为是由粒子重排的非常大的自由能势垒引起的;然而到目前为止，还不可能在实验上证实这一点。我们提供了第一个定量测定的自由能老化硬球胶体玻璃。自由能的测定允许在玻璃化转变中的一些新的见解，特别是在自由能中的强空间和时间异质性的量化。对自由能局部极小值的研究表明，所观察到的变化与粒子的重排直接相关。我们的主要发现是，粒子重排的概率显示出幂律依赖于与重排相关的自由能变化，类似于地震学中的古腾堡-里希特定律。
2013-03-17 cond-mat.soft
Direct visualization of aging in colloidal glasses
我们使用共聚焦显微镜直接观察老化胶体玻璃的动态。我们准备了一个高密度的胶体悬浮液，一个简单的模型系统，与其他玻璃共享许多属性，并通过搅拌样品开始实验。我们在搅拌后跟踪了数千个胶体颗粒的运动，观察到它们的运动随着样品的老化而明显减慢。老龄化具有时空异质性。此外，虽然特征弛豫时间尺度随着样品年龄的增长而增长，但在所有时间尺度上都继续发生非平凡的粒子运动。
2002-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Yielding of binary colloidal glasses
实验研究了胶体玻璃对振荡剪切的流变响应，特别是非线性响应。玻璃是高度浓缩的二元硬球混合物，具有相对较大的尺寸差异。对于0.2的尺寸比，在加入第二种物质后，观察到归一化弹性模量、屈服应变和应力的强烈降低，并且对于一些样品，甚至观察到玻璃熔融成流体。这归因于更有效的填充，如随机紧密填充向更大的总体积分数的转变所示。这导致自由体积增加，这有利于融合器变形，从而导致融合器松动。笼变形也有利于第二个物种引入的结构异质性。对于一个有限的参数范围内，我们还发现了两步屈服的迹象，如以前报道的有吸引力的眼镜。在样品中含有更可比的大小，即0.38的大小比的领域，笼似乎较少扭曲和结构的不均匀性，在更大的长度尺度似乎变得重要。有限的结构变化仅反映在模量、屈服应变和应力的小幅降低上。
2013-03-11 cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统，从一个纯粹的低粘度液体，主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学，我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内（1 Hz- 100 kHz）。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的，而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异，这两个系统表现出类似的流变行为，随着老化的时间演变，表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$，其定义机械转变点。我们发现，通过使用$t_{0}$缩放老化时间，可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词：老化，胶体玻璃，被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Arrest and flow of colloidal glasses
我回顾了最近的进展，了解逮捕和流动行为的胶体玻璃，模式耦合理论（MCT）和相关的方法的基础上。MCT最近在预测具有短程吸引力的胶体的重入逮捕行为方面取得了显着的成功。在此基础上的发展提供了重要的步骤计算，从合理的基础上统计力学，非线性流动参数，如屈服应力的胶体玻璃。一个重要的开放问题是为什么MCT效果如此之好。
2002-11-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation of nonequilibrium assemblies of colloidal particles in active chiral liquids
该研究通过实验考察活性手性大肠杆菌液体中胶体粒子的动态团簇与渗流转变，发现临界指数显著偏离标准连续渗流模型，揭示了更丰富的非平衡相行为。
2024-03-04 cond-mat.soft
Local Elasticity in Nonlinear Rheology of Interacting Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering and Rheometry
胶体悬浮液的流动在自然界和工业中普遍存在。胶体悬浮液具有广泛的流变行为，这与体系的微观结构密切相关。利用原位小角中子散射和流变学测量，研究了电荷稳定胶体玻璃在稳态剪切作用下的变形行为。一个短暂的，局部的弹性响应在粒子水平，称为瞬态弹性区（TEZ），被确定从中子谱。TEZ的存在是动力学不均匀性的标志：剪切下的流体在TEZ的空间范围内表现得像弹性固体，但在TEZ之外则像流体。在剪切变稀区，随着剪切速率的增加，TEZ的尺寸逐渐减小，表明剪切变稀伴随着动力学不均匀性的减小。更有趣的是，TEZ被发现是结构单元，它提供了对所施加的剪切力的抵抗力，这可以通过TEZ所承受的局部弹性应力与在低和中等剪切速率下流变学测量的宏观应力之间的定量一致性来证明。除了荷电稳定的胶体悬浮液，硬球胶体悬浮液在相同的体积分数和剪切速率也进行了测量。结果表明，粒子间的静电斥力在提高局部弹性中起着关键作用。我们的研究结果提供了一个理解的非线性流变相互作用的胶体玻璃从微观力学的观点。
2018-12-12 cond-mat.soft
Colloidal suspensions of C-particles: Entanglement, percolation and microrheology
我们利用布朗动力学的计算机模拟和理论探讨了由C形颗粒组成的浓胶体悬浮液的结构和动力学行为。特别是，我们专注于附近的粒子之间的纠缠过程几乎封闭的C-形状与一个小的开角。随着粒子浓度和张开角的增大，纠缠粒子团存在一个渗流相变，表现出经典的标度特性。在一个广泛的密度范围内低于逾渗阈值，我们发现一个拉伸的指数函数的纠缠过程的动力学解相关。最后，我们研究了一个典型的微观流变学的设置，通过拖动一个单一的标记颗粒以恒定的速度通过悬浮液。我们测量与这个标记粒子相连并被其拖动的星系团。与唯象理论相一致，拖曳团簇的大小取决于拖曳方向，并随拖曳速度显著增加。
2016-02-17 cond-mat.soft
A Lattice Model for Colloidal Gels and Glasses
我们研究了吸引胶体的晶格模型。它在稀疏随机图上是完全可解的。随着压力和温度的变化，它再现了液体，玻璃和胶体系统的许多特征现象，如理想的凝胶形成，液体-玻璃相共存，堵塞或玻璃化转变的重新进入。
2008-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Static and dynamic heterogeneities in irreversible gels and colloidal gelation
我们比较了不可逆凝胶，胶体凝胶，玻璃和自旋玻璃的慢动力学通过分析所谓的非线性动力学磁化率的行为，一个数量通常被引入到定量表征的动力学不均匀性。在玻璃中，这个量通常随着时间的推移而增长，达到最大值，然后在很长时间内减小，这是由于动态不均匀性的瞬态性质和不存在发散的静态相关长度。我们最近表明，在不可逆的凝胶的动态磁化率，而不是时间的增加函数，在自旋玻璃的情况下，并趋于渐近的平均集群大小。在分子动力学模拟的基础上，我们发现在胶态凝胶中，当团簇不是永久性的，在很低的温度和体积分数下，即当键的寿命远大于结构弛豫时间时，非线性磁化率具有与不可逆凝胶相似的行为，然后，在更高的体积分数下，通过朝向玻璃形成液体的行为的交叉。
2006-12-20 cond-mat.soft
Aging of rotational diffusion in colloidal gels and glasses
我们研究了旋转扩散的老化Laponite悬浮液的浓度范围很广，使用去偏振动态光散射。测得的取向关联函数经历了一个遍历到非遍历的过渡，其特征在于浓度依赖性的遍历打破时间。我们发现，作为等待时间的函数，与旋转自由度相关的弛豫时间，当与它们的遍历性破坏时间成比例时，在两个不同的主曲线上崩溃。这些主曲线是类似的那些先前发现的平移动力学;这两个不同类别的行为归因于胶体凝胶和玻璃。因此，旋转自由度的老化动力学提供了胶体凝胶和玻璃的不同动力学行为的另一个签名。
2012-03-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
How rigidity percolation and bending stiffness shape colloidal gel elasticity
本文研究了胶体凝胶弹性的涌现机制，发现凝胶化由刚性渗流转变主导，并在统一框架下准确预测了不同条件下凝胶的弹性模量和振动性质。
2025-04-28 cond-mat.soft
Shear banding and flow-concentration coupling in colloidal glasses
我们报告的硬球胶体玻璃，揭示了一种剪切带迄今未观察到的软玻璃的实验。我们提出了一个方案，涉及到剪切浓度耦合，以前认为在这类材料中不重要的机制所产生的不稳定性。低于特征剪切速率$\dotγ_c$，我们观察到越来越多的非线性速度分布和强烈的局部流动。我们将这种趋势归因于不稳定流态中产生的非常轻微的浓度梯度（可能逃避直接检测）。一个简单的模型解释了观察到的$\dotγ_c$随浓度的增加以及在流动中观察到的波动。
2010-11-24 cond-mat.mtrl-sci 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
Viscoelasticity and Stokes-Einstein relation in repulsive and attractive colloidal glasses
我们报告的粘弹性行为的空间排斥和短程吸引力的胶体悬浮液模型的数值研究，沿着不同的路径中的吸引强度与包装分数平面。更具体地说，我们研究的行为的粘度（及其频率依赖性）接近排斥玻璃，有吸引力的玻璃和在再入区域的粘度显示出非单调的行为，增加吸引力的强度。在接近玻璃线，粘度的增加是一致的幂律发散与相同的指数和临界包装分数先前获得的密度波动的发散。模式耦合计算的基础上，我们关联的粘度的增加与特定的贡献，从不同的长度尺度。我们还通过比较同一模型的牛顿和布朗模拟，证明了结果与微观动力学无关。最后，我们评估斯托克斯-爱因斯坦关系接近两个玻璃化转变，找到一个明确的故障，这是特别强大的情况下的吸引力玻璃。
2007-05-21 cond-mat.soft
Structures of local rearrangements in soft colloidal glasses
我们的图像局部结构重排在软胶体玻璃下的小周期性扰动引起的热循环。局部结构熵$S_{2}$与胶体玻璃中观察到的重排正相关。玻璃中重排簇的高$S_{2}$值表明玻璃中的脆性区域在结构上相关性较低，类似于结晶固体中的结构缺陷。缓慢演化的高$S_{2}$斑点能够在弛豫发生之前很久预测局部重排，而波动产生的高$S_{2}$斑点与重排事件之前的局部变形最佳相关。还发现局部自由体积与极端值处的颗粒重排相关，尽管识别弛豫位点的能力显著低于$S_{2}$。我们的实验提供了一个有效的结构标识符的脆弱区域的玻璃，并强调了重要的作用，结构相关性的物理玻璃。
2016-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Schematic models for dynamic yielding of sheared colloidal glasses
稠密悬浮液的非线性流变特性进行了讨论简化的模型，建议最近的第一原理方法的模型中的恒定速度梯度溶剂流的布朗粒子。胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服产生于由于粒子相互作用而导致的结构弛豫的减慢和由密度波动的剪切平流引起的波动的增强的去相关之间的竞争。一个模式耦合的方法来探索剪切引起的抑制粒子笼和由此产生的结构弛豫的速度。
2002-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging near rough and smooth boundaries in colloidal glasses
我们使用共聚焦显微镜研究了粗糙和光滑边界附近的双分散胶体玻璃的老化。在光滑边界附近，颗粒形成层，并且与块体相比，边界附近的颗粒运动显著地更慢。在粗糙边界附近，各层几乎消失，粒子的运动几乎与体相一致。边界附近的动力学梯度被证明是两种类型的boundary.Our观察的结构梯度的函数，壁诱导层结构强烈影响老化。
2017-10-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Three Dimensional Flow of Colloidal Glasses
最近对各种软玻璃质材料进行的实验表明，任何施加的剪切流都可以在所有空间方向上同时破坏这些系统[Ovarlez \textit{et al.}（2010）]。当用第二剪切流探测时，实验系统的粘性响应由主要流化流的速率确定。受这些发现的启发，我们采用最近开发的示意性模式耦合理论[Brader \textit{et al.}（2009）]来研究胶体玻璃的三维流动，受到简单剪切和单轴压缩的组合。尽管叠加流动的具体选择存在差异，但获得的流动曲线与实验结果表现出良好的定性一致性，并恢复了观察到的幂律，该幂律描述了缩放粘度随主导速率的衰减。然后，我们继续进行更正式的分析，我们的本构方程为不同种类的“混合”流的主导主流受到较弱的扰动流。我们的研究提供了进一步的证据，Brader \textit{et al.}（2009）的理论可靠地描述了致密颗粒悬浮液的动态制动和机械流化。
2012-01-09 cond-mat.soft
Three-dimensional imaging of colloidal glasses under steady shear
使用快速共聚焦显微镜，我们图像的三维动力学的颗粒在一个产生的硬球胶体玻璃下稳定剪切。在均匀剪切区域观察到的结构弛豫几乎是各向同性的，但与静态亚稳胶体流体的结构弛豫明显不同。逆弛豫时间$τ_α^{-1}$和扩散常数$D$，作为{ \it局部}剪切速率$\dotγ$的函数，在$\dotγ$中，在超过二十年的时间内显示出与$τ_α^{-1} \propto D \propto \dotγ^{0.8}$的显著剪切稀化。相反，系统的{ \it global}流变性显示Herschel-Bulkley行为。我们讨论了大规模剪切本地化和其他机制在产生这种差异的可能作用。
2007-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Long-range strain correlations in sheared colloidal glasses
玻璃在实验时间尺度上表现得像固体，因为它们的弛豫很慢。增长的动态长度尺度，由于合作运动的粒子被认为是核心，这种缓慢的反应。然而，对于静止的玻璃，合作重排区域的大小从未被观察到超过几个颗粒直径，并且作为弹性固体的签名的长程相关性的观察仍然是难以捉摸的。在这里，我们提供了直接的实验证据的长程相关性在一个致密的胶体玻璃的变形。通过施加外部应力，我们迫使结构重排，使玻璃流动，我们确定长程相关的微观应变的波动，并阐明其缩放和空间对称性。所施加的剪切诱导的过渡从均匀到非均匀流在临界剪切速率，我们调查的应变相关性在这个过渡中的作用。
2011-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fragile-to-Strong Crossover, growing length scales, and dynamic heterogeneity in Wigner Glasses
胶体粒子是结构玻璃化转变（SGT）理论的理想实验场。在这些系统中，玻璃态行为表现为颗粒密度的增加。因此，具有不同柔软度的软胶体颗粒捕获不同的玻璃形成性质，通常在分子玻璃中观察到。通过对微米级带电胶体悬浮液的二元混合物进行布朗动力学模拟，我们发现，通过调整电势的柔软度，可以通过改变单价盐的浓度来实现，在脆弱到强大的行为之间存在连续的过渡。值得注意的是，这是在系统中发现的，其中胶体颗粒之间的良好表征的电位是各向同性的。我们还表明，随机一级跃迁（RFOT）理论的预测定量地描述了普遍的功能，如不断增长的相关长度，$ξ\sim (ϕ_K/ϕ- 1)^{-ν}$与$ν= 2/3$其中$ϕ_K$，模拟的Kauzmann温度，取决于盐浓度。正如RFOT预测所预期的那样，我们在不断增长的相关长度与弛豫时间和动态异质性的急剧增加之间建立了因果关系。在维格纳玻璃中观察到的大范围的脆性被用来与分子玻璃进行类比。脆性的大的变化被发现只有当粘度的温度依赖性检查了一大类不同的玻璃形成材料。与此形成鲜明对比的是，这在一个可以通过实验探测的单一系统中得到了生动的说明。我们的工作还表明，RFOT预测在描述整个密度范围内的动态时是准确的，而不管玻璃的脆弱性如何，这意味着描述SGT的物理学是普遍的。
2019-09-08 cond-mat.soft
Structural criterion for the onset of rigidity in a colloidal gel
针对胶体凝胶刚性起始条件难确定的问题，结合模拟、振荡流变学和渗流分析，发现价态可控粒子的刚性起始与三键及以上粒子渗流同步，且晚于连通性渗流，揭示了键合与非键合作用共同决定刚性的机制。
2023-07-25 cond-mat.soft
Casimir-like forces at the percolation transition
渗流和临界现象具有标度性和普适性等共同特征。胶体粒子在接近临界的溶剂中会受到长程有效力，称为临界卡西米尔力。%这些源自胶体之间的溶剂临界波动的限制。临界现象和渗流之间的类比的基础上，我们探讨了观察附近的渗流阈值的长程力的可能性。为了这个目的，我们数值计算两个胶体颗粒之间的有效电位分散在一个化学溶胶，我们表明，它变得有吸引力的和长期的接近溶胶渗滤过渡。我们开发了一个多分散的Asakura-Oosawa模型的基础上的理论描述，该模型捕获的相互作用范围的分歧，使我们能够解释这样的效果在结构化溶剂中的耗尽相互作用。我们的研究结果提供了临界Casimir力的几何模拟，提出了一种新的方式来调整胶体相互作用，通过控制溶剂的聚集特性。
2014-07-15 cond-mat.soft
Aging and effective delays in colloidal glasses under shear
在本文中，我们分析了胶体玻璃的微观动力学的变化提交振荡剪切。我们使用多散斑扩散波光谱监测瞬态动力学制度后，剪切应用。我们表明，该系统显示了一个自发老化，是由一个低振幅的振荡放大（过度老化），但停止由一个高振幅的（复兴）。中间的振幅驱动系统进入一个无法通过自发演化达到的动态状态。我们表明，这些系统提出了一个弱的长期记忆和所有观察到的现象可以解释由振荡应变下的弛豫时间分布的扩大。我们讨论了我们的结果与自旋玻璃在温度变化时的行为的相似性。我们最终提出了一个方案的基础上存在的更硬和更软的区域的材料。
2003-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Shear-induced anisotropic decay of correlations in hard-sphere colloidal glasses
通过对胶体玻璃在稳态剪切作用下微观涨落的实空间实验和计算机模拟，研究了微观涨落的空间相关性。它示出，而一个粒子的波动的分布总是各向同性的，无论剪切的相对重要性相比，热波动，它们的空间相关性表现出显着的敏感性剪切诱导和热激活松弛之间的竞争。相关性是各向同性的热为主的制度，但发展强烈的各向异性剪切占主导地位的微观波动的动力学。我们讨论的相关性，这一观察，以更好地了解剪切非晶态固体的流动不均匀性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversibility and hysteresis of the sharp yielding transition of a colloidal glass under oscillatory shear
眼镜的机械响应仍然难以理解。最近的研究结果表明，软玻璃的振荡流变学伴随着一个尖锐的非平衡转变的微观动力学。在这里，我们同时使用X射线散射和流变学来研究在胶体玻璃的振荡剪切中观察到的从各向异性固体到各向同性液体动力学的急剧对称性变化的可逆性和滞后性[D. V. Denisov，M. T.当湾，澳-地Struth，A. Zaccone和P. Schall，Sci. Rep. 5，14359（2015）]。我们使用应变扫描与增加和减少应变振幅表明，在类比平衡过渡，这种尖锐的对称性变化是可逆的，并表现出系统的频率依赖性滞后。使用非仿射响应形式主义的非晶态固体，我们表明，这些滞后效应产生的频率相关的非仿射结构笼重排在大应变。这些结果巩固了一阶振荡剪切过渡的性质，并通过测量和理论建模量化相关的滞后效应。
2016-03-16 cond-mat.soft
Short and long range correlated motion observed in colloidal glasses and liquids
我们使用共聚焦显微镜来检查致密胶体悬浮液中单个颗粒的运动。在接近玻璃化转变时，粒子运动在空间上是强烈相关的。相关性随颗粒分离呈指数衰减，产生O（2-3 sigma）的动态长度尺度（就颗粒直径sigma而言）。当接近玻璃化转变时，这个长度尺度适度地增长。此外，相关运动表现出对成对关联函数g（r）的强空间依赖性。玻璃样品内的运动是弱相关的，但这种相关性具有更大的空间尺度。
2006-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Stress-strain relations in bulk metallic glasses and colloidal dispersions
比较了大块金属玻璃形成体和胶体分散体的非线性流变响应。利用推广到均匀不可压缩流动的模式耦合理论的示意性模型，定量分析了恒定变形率接通后测得的应力-应变曲线。金属和分散体流变学之间的映射是可能的，当应力由熵尺度，累积应变的几何因素，和速率的固有弛豫时间重新调整。利用这种相似性和直接观察单个胶体颗粒的可能性，我们使用共聚焦显微镜研究胶体系统中的结构畸变。的扭曲表现出（从弹性理论）预期的四极，但也有很强的各向同性组件。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature (de)activated patchy colloidal particles
我们提出了一个新的模型的补丁粒子中的相互作用网站可以激活或停用通过改变系统的温度。用Wertheim的一级微扰理论研究了体系的热力学，用Flory-Stockmayer聚合理论分析了体系的逾渗阈值。我们发现一个非常丰富的相行为，包括较低的临界点和重入渗流。
2016-01-07 cond-mat.soft
Brush-mediated angular constraints reshape structure, rigidity, and percolation in colloidal depletion gels
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Northeastern University（东北大学）
研究通过降低表面接枝聚合物刷密度，引入非中心力，改变胶体凝胶的结构和机械特性，提升弹性模量。
2026-03-13 cond-mat.soft
Ageing dynamics of colloidal hard sphere glasses
我们报告的相干中间散射函数（ISF）的玻璃的硬球的几个体积分数和一系列的散射矢量周围的静态结构因子的主要最大值的动态光散射测量结果。ISF显示出从初始快速衰减到较慢的非平稳衰减的明显交叉。老龄化有几种不同的量化方式。然而，无论选择哪种方法，完美的“老化”玻璃都以幂律方式接近。特别是，快速和缓慢的衰变之间的耦合，作为衡量的ISF在交叉拉伸的程度，也减少代数与等待时间。这种耦合的非平稳性意味着即使是最快的可检测过程本身也是非平稳的。
2010-05-26 cond-mat.soft physics.comp-ph
Phonon Dispersion and Elastic Moduli of Two-Dimensional Disordered Colloidal Packings of Soft Particles with Frictional Interactions
采用粒子跟踪和位移协方差矩阵技术研究了由温度敏感的微凝胶粒子组成的二维胶体玻璃的声子色散关系，微凝胶粒子的尺寸允许粒子堆积分数的\textit{in situ}变化。散装，$B$，和剪切，$G$，模量的胶体玻璃提取的分散关系作为一个功能的包装分数，和变化的比率$G/B$与包装分数的定量预测摩擦软颗粒堵塞包装。此外，$G$和$B$分别同意摩擦颗粒的数值预测。这一显著的一致性水平使我们能够从单个弹性常数中提取颗粒间相互作用的能量尺度，并推导出颗粒间摩擦系数的近似估计。
2013-10-25 cond-mat.soft
Colloidal gelation, percolation and structural arrest
利用分子动力学方法，研究了一个基于吸引力和排斥力竞争的胶体悬浮模型系统。在低温下，弛豫时间$τ$首先作为体积分数$ϕ$的函数以幂律增加，然后，由于键合结构的有限寿命，其偏离该临界行为。我们发现，在低温和低体积分数的胶体凝胶化是至关重要的跨越长寿命集群的形成有关。除了同意在不同的胶体系统中的实验结果，我们的研究结果揭示了新的长寿命键的形成和拥挤的胶体结构逮捕的颗粒所发挥的不同作用。
2005-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glasses of dynamically asymmetric binary colloidal mixtures: Quiescent properties and dynamics under shear
我们调查的混合效应的玻璃态的二元胶体硬球状混合物具有大尺寸的不对称性，在一个恒定的体积分数φ = 0.61。作为混合比的函数的结构、动力学和粘弹性响应反映了一种或另一种组分的笼状化之间的转变。最强的混合效果是观察到的系统中占主导地位的笼的大部分。在大球体留下的自由体积中填充大量小球体的可能性引起大球体的笼的显著变形，其变得越来越离域。这导致更快的动力学和弹性模量的大幅降低。当小球的相对体积分数超过大球的相对体积分数时，小颗粒开始形成它们自己的笼，减慢动力学并增加系统的弹性模量。大的球体成为少数，并作为杂质的顺序超出第一个邻居壳，即笼，并不直接影响粒子组织的笼水平。在这样的系统中，当施加恒定速率的剪切时，观察到玻璃的熔化，这是由于促进了与剪切诱导的结构各向异性相关的笼外扩散。
2013-03-11 cond-mat.soft
Structure, dynamics and phase transitions in electric field assembled colloidal crystals and glasses
本文系统研究了交流电场下粒子尺寸、zeta电位、电压和频率对胶体粒子组装成晶体或玻璃结构的影响，揭示了非平衡体系中的扩散与主动运动机制以及频率驱动的无序-有序-无序相变，为微机器人和智能材料设计提供了依据。
2024-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Monte-Carlo simulation of string-like colloidal assembly
本文采用蒙特卡罗模拟方法研究了硬球粒子接枝聚合物的结构相变。利用自洽场计算验证了在硬核外存在弱排斥阶跃的相互作用势。在此基础上，采用Metropolis算法，在二维和三维空间进行了规范蒙特卡罗模拟。在低温和高密度下，我们发现粒子开始自组装并最终排列成弦。通过分析团簇的尺寸分布和串的长度分布，我们构建了一个相图，发现这种串状组装与逾渗现象有关。在熔化转变线和渗流转变线相交的区域，平均弦长发散，这类似于渗流转变线和有序无序线相交于临界点的Ising自旋系统.
2005-10-12 cond-mat.soft
Spin-glass--like aging in colloidal and granular glasses
出于"正常玻璃"和"边缘稳定玻璃"之间的加德纳相变的平均场预测，我们调查的三维多分散硬球，用作胶体或颗粒玻璃的模型的非平衡动力学。在玻璃相的深处，我们发现一个尖锐的交叉压力$P_{\rm G}$分离两个不同的动力学制度。对于压力$P < P_{\rm G}$，玻璃表现为正常固体，显示在玻璃自由能盆内快速平衡的快速动力学。相反，对于$P>P_{\rm G}$，动力学变得强烈异常，显示非常大的平衡时间尺度，老化和不断增加的动力学敏感性。在$P_{\rm G}$的交叉是强烈地让人联想到在三维自旋玻璃在外场中观察到的，这表明这两个系统可能在同一个普适类，与理论预期一致。
2018-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of nonlinear rheology and yielding of dense colloidal suspensions
提出了一种求解稠密悬浮液非线性流动的第一性原理方法，该方法可以描述胶体流体的剪切变稀和胶体玻璃的动态屈服。密度波动的平流起着核心作用，抑制了粒子的束缚，加速了结构弛豫。模式耦合的方法来探索这些影响。
2002-10-22 cond-mat.soft
Slow dynamics in gelation phenomena: From chemical gels to colloidal glasses
我们在这里讨论的结果的3D蒙特卡罗模拟的最小晶格模型的凝胶系统。我们专注于动力学，调查通过时间的自相关函数的密度波动和粒子的均方位移。我们从化学凝胶化的情况下，即与永久键，我们的特征的临界动力学所确定的形成的聚合物凝胶中的实际观察到的，作为一个集群。通过适时地引入有限的键寿命$τ_b$的动态显示相关的变化，并最终开始的玻璃态。这已被解释在交叉动力学更典型的胶体系统和一个新的连接之间的经典凝胶化和最近的结果胶体系统的建议。通过系统地比较结果的情况下，永久债券有限的债券寿命，交叉和玻璃状制度可以理解的有效集群。
2004-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Absence of Red Structural Color in Photonic Glasses, Bird Feathers and Certain Beetles
胶体玻璃、鸟类羽毛和甲虫鳞片都可以显示出散射中心之间的短程空间相关性所产生的结构色。与蛋白石等有序材料中布拉格衍射产生的结构色不同，这些光子玻璃的颜色与取向无关，这是由于它们的无序，各向同性的微结构。然而，在自然界中，具有角度无关红色的光子玻璃的例子很少，并且具有被选择以产生红色结构色的颗粒尺寸的胶体玻璃显示出弱的颜色饱和度。使用散射理论，我们表明，角度无关的红色的情况下，可以解释的倾向，个别粒子的反向散射光更强烈的蓝色。我们讨论了单个粒子的后向散射共振如何从腔状模式中产生，以及它们如何与结构共振相互作用以防止红色。最后，我们使用该模型来开发具有红色、角度无关结构色的胶体玻璃的设计规则。
2014-11-14 cond-mat.soft physics.optics
A thermodynamic description of colloidal glasses
利用Franz-Parisi方法和无序系统的复制方法，在无限维空间范围内研究了硬球粒子与短程势相互作用系统的相行为.对于一个有吸引力的方阱势，相图显示出重入性的液体玻璃化转变，多个玻璃态和玻璃-玻璃转变。对于排斥方肩势，没有观察到这样的特殊功能。我们的研究结果表明，Franz-Parisi方法可以一致地扩展到处理高阶玻璃奇异性和粒子间的吸引力是至关重要的复杂的玻璃态行为在足够大的尺寸，至少对于单分散系统。
2013-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scalings and jamming in thermal colloidal systems
在热胶体堵塞过程中，对分布函数的第一个峰显示最大高度$g_1^{\rm max}$。我们发现，$g_1^{\rm max}$伴随着材料性质的显着变化，从而标志着从unjamming到jamming眼镜的过渡。在$g_1^{\rm max}$的标度律导致结构和热力学量的标度崩溃，表明T=0堵塞过渡的临界性。$g_1^{\rm max}$的物理意义是突出的，它与动能和势能相等和配位数的最大波动的巧合。在堵塞玻璃中，我们发现在均衡温度下的振动态密度的均衡性和平坦化之间的强耦合与压缩成比例。
2012-01-07 cond-mat.soft
