Biophysicochemical interaction of a clinical pulmonary surfactant with nano-alumina
我们报告的相互作用的肺表面活性物质组成的磷脂和蛋白质与纳米氧化铝（Al 2 O3）的背景下，肺暴露和纳米毒性。我们研究了磷脂/纳米颗粒分散体的整体性质，并确定其相互作用的性质。临床表面活性剂Curosurf，无论是本地和挤出，和无蛋白质的表面活性剂进行了研究。通过光学和电子显微镜、光散射和zeta电位测量确定混合表面活性剂/颗粒分散体的相行为。它与强相互作用的纳米系统如聚合物、蛋白质或颗粒表现出广泛的相似性，并支持静电络合的假设。在临界化学计量下，形成由带相反电荷的囊泡和纳米颗粒之间的缔合产生的微米级聚集体。与脂蛋白冠或颗粒包裹模型相反，我们的工作表明，囊泡保持其结构完整性，并在其表面捕获颗粒。颗粒在表面活性剂相中的团聚是一种重要的现象，因为它可以改变颗粒与肺细胞的相互作用。
2015-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Comment on Bilayer aggregate microstructure determines viscoelasticity of lung surfactant suspensions by C.O. Ciutara and J.A. Zasadzinski, Soft Matter, 2021, 17, 5170-5182
对于将肺表面活性剂递送至肺的应用，现有临床制剂的流变学问题是最重要的。最近，Ciutara和Zasadsinky（软物质，2021，17，5170-5182）测量了Infasurf、Survanta和Curosurf（三种最常用的肺表面活性剂替代物）的流变学性质。这项研究表明，这些流体是剪切稀化的，其特征在于屈服应力。Ciutara等人在Curosurf上获得的结果与我们在Colloids and Surfaces B：Biointerfaces，2019，178，337-345和ACS Nano，2020，14，466 - 475中发表的结果不同。相比之下，我们发现固尔苏悬浮液是粘性牛顿流体或轻微剪切稀化流体，没有屈服应力的证据。本评论的目的是讨论两项研究之间差异的可能原因，并建议对于生物液体，如表面活性剂替代品，旋转磁谱（MRS）的微观流变学技术可以提供有价值的结果。
2022-10-12 cond-mat.soft
Supported pulmonary surfactant bilayers on silica nanoparticles: Formulation, stability and impact on lung epithelial cells
研究表明，暴露于颗粒物后，超细部分（< 100 nm）可能沿着呼吸道沉积到肺泡区域。为了评估纳米颗粒在肺中的作用，必须解决其与不同肺环境（包括肺衬里液和上皮细胞）的生物化学相互作用的问题。在这里，我们研究这些相互作用的情况之一，并研究支持的脂质双层（SLB）对40 nm荧光二氧化硅颗粒对活细胞的命运的作用。我们首先研究了Curosurf（一种用于替代疗法的肺表面活性剂替代品）存在下的颗粒相行为。结果发现，固尔苏囊泡强烈相互作用的纳米粒子，但不自发形成SLB。为了实现这一目标，我们使用超声处理来重塑囊泡膜并诱导颗粒周围的脂质融合。离心沉降和电子显微镜进行，以确定最佳的涂层条件和层厚度。然后，我们探讨了表面活性剂SLB对恶性上皮细胞系的细胞毒性潜力和相互作用的影响。所有体外试验表明，SLB减轻颗粒毒性和内化率。在细胞质中，颗粒定位也是强烈的包被依赖性的。它的结论是，SLB深刻影响细胞的相互作用和功能在体外，并可能代表一种替代策略的颗粒涂层。目前的数据也揭示了一些关于颗粒或病原体通过空气-血液屏障运输的潜在机制。
2017-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
The interaction of hybrid nanoparticles inserted within surfactant bilayers
我们确定通过小角X-射线散射的结构因子的疏水颗粒插入层状表面活性剂相为各种颗粒浓度。然后通过数值求解Ornstein-Zernicke方程来分析数据，同时考虑到内部和层间相互作用。我们发现，在同一层内的粒子相互排斥，相互作用势（作为独立的浓度）有一个接触值为2.2 k $_{\text{B}}$ T和一个范围约为10 Ω。如果允许振幅随浓度增加而减小，则对于类似范围，稀释极限中的接触值约为5 k $_{\text{B}}$ T。
2015-04-06 cond-mat.soft
Encapsulation of fragrances and oils by core-shell structures from silica nanoparticles, surfactant and polymer: Effect of particle size
油和香料可以通过使用二氧化硅纳米颗粒、聚合物和表面活性剂（油酸钾）的复合壳来包封。用于产生核-壳结构的模板是颗粒稳定的（Pickering）乳液。表面活性剂吸附在纳米颗粒上，导致其可逆疏水化和在油水界面上的吸附。自组装壳的外层代表来自交联聚合物的层。包封的程序很简单，包括通过超声对包含所有成分的制剂进行单次均质化。所生产的胶囊具有在2微米和11微米之间的范围内的平均半径。通过数量级和趋势，胶囊尺寸遵循关于纳米颗粒尺寸和浓度的依赖性的有限聚结定律。壳的复合结构也导致依赖于添加的聚合物和表面活性剂的浓度。当用pH在3 - 10范围内的纯水冲洗时，所产生的微胶囊是稳定的。然而，如果分散在pH > 11的水中，则微胶囊不稳定并释放它们的货物，即，它们是pH响应性的。各种香料和油，如柠檬烯、香茅醇、乙酸苄酯和葵花籽油被封装。所开发的方法可以在任何领域中找到应用，其中需要对油性物质进行可逆包封。
2020-09-08 cond-mat.soft
Modeling Coating Flow and Surfactant Dynamics inside the Alveolar Compartment
我们推导出一个新的模型的涂层流动内的肺泡室，考虑到肺表面活性物质的生产和回收的2型细胞，以及其降解。由于肺泡涂层的厚度远小于肺泡的平均半径，我们采用经典的润滑近似来描述在肺表面活性剂存在下的薄液膜动力学，肺表面活性剂是一种表面张力降低剂，从而防止肺塌陷。在润滑极限，我们推导出一个退化系统的两个耦合的抛物型偏微分方程，描述的涂层膜的厚度内的肺泡连同在界面处的表面活性剂浓度的时间演化。我们目前的数值模拟使用的参数值与实验测量一致。
2018-02-01 cond-mat.soft physics.med-ph
Surface Aggregate Structure of Nonionic Surfactants on Silica Nanoparticles
研究了两种非离子表面活性剂，五甘醇单十二烷基醚（C12 E5）和正十二烷基-麦芽糖苷（C12 G2）在粒径均匀的硅溶胶中的自组装（直径16 nm）已研究了吸附测量，动态光散射和小角中子散射（SANS）使用H2O/D2 O混合物匹配的二氧化硅，以突出表面活性剂聚集体的结构。对于C12 E5强聚集吸附到二氧化硅珠，与一个高的平台值以上的CMC的吸附等温线被发现。SANS测量进行了一系列的负载，从零表面活性剂到最大的表面覆盖度。结果发现，球形核壳模型很好地再现SANS数据，并包括在q = 0.42 nm-1的局部最大值，但不是在Porod区域的高q，表明吸附的表面活性剂的表面积被低估的均匀吸附层的模型。一个令人满意的代表性的整个散射配置文件得到与胶束装饰的二氧化硅珠的模型，表明C12 E5被吸附为球形胶束聚集体。这种行为归因于二氧化硅的高表面曲率，其阻止了两亲物的疏水链在双层构型中的有效堆积。对于麦芽糖甙表面活性剂EST-C12 G2非常弱的吸附在二氧化硅珠上被发现。SANS曲线表明，这种表面活性剂在二氧化硅分散体中形成扁椭圆形胶束，在没有二氧化硅珠的情况下。
2010-08-26 cond-mat.soft
Size and shape control of magnetite nanoparticles with a nonselective binding surfactants
火星陨石、磁性墨水、药物靶向、电池、核磁共振成像对比、数据存储甚至临床热疗似乎都没有联系，但它们都有一个共同点，那就是一种叫做磁铁矿的黑色矿物。然而，在这些应用中，这种氧化铁以不同的形式出现，因为它们的光学，电学和磁学性质强烈依赖于表面活性剂的大小，形状和种类。在这个意义上，这种特性的控制长期以来一直是科学和技术的兴趣。在AC磁场辅助的癌症治疗\textit{e.g.}中，从生物学观点来看，纳米颗粒与细胞的相互作用关键地由控制它们在生物环境中的命运的表面性质决定。除了大小，形状等因素似乎也影响细胞摄取。另一方面，在固定频率和磁场下的比吸收率（SAR）极大地依赖于纳米颗粒的尺寸、形状、结晶各向异性和聚集或团聚程度的平均值和分布。这些因素中的每一个都有助于独立的能量损失机制：Néel弛豫，Brown弛豫或磁滞损耗。因此，提高给定应用的效率的关键是关于形态控制的知识。
2014-02-05 cond-mat.soft
Controlling electrostatic co-assembly using ion-containing copolymers : from surfactants to nanoparticles
在这篇综述中，我们解决了带电中性的二嵌段共聚物和带相反电荷的纳米胶体之间的静电络合的问题。我们发现，纳米胶体，如表面活性剂胶束和氧化铁磁性纳米粒子共享类似的性能时，与带电中性二嵌段混合。在临界电荷比以上，在直接混合条件下自发地形成核-壳分级结构。核壳结构的小角散射技术和透射电子显微镜的组合进行了鉴定。多能级物体的形成是由相反电荷之间的静电吸引和凝聚的反离子的释放驱动的。还描述了受分子生物学启发的替代混合过程。这里应用的方案包括筛选混合分散体的静电相互作用，然后例如通过透析逐渐除去盐。通过这些技术，带相反电荷的物质在它们可以相互作用之前被紧密混合，并且它们的缔合通过双稳态动力学来监测。其结果是，球形和棒状聚集体具有显着的超顺磁性和稳定性的性能。这些研究结果进行了讨论，在一个新的范例，处理的可能性，使用无机纳米粒子作为积木的设计和制造具有增强功能的supracolloidal组件。
2011-01-30 cond-mat.soft
Design of nanoparticles for generation and stabilization of CO2-in-brine foams with or without added surfactants
尽管许多研究已经检查了具有和不具有添加的表面活性剂的纳米颗粒（NP）在低盐度水相中的乳液和泡沫的稳定性，但是最近对与地下石油和天然气应用相关的高得多的盐度的兴趣已经增长。首次表明，接枝有明确定义的低分子量配体的NP在浓盐水（特别是API盐水，8%NaCl +2%CaCl 2）中胶体稳定，并且在盐水-空气界面处具有界面活性。三种类型的配体实现了这些性能：一个非离子二醇称为GLYMO和两个短的聚（乙二醇）（PEG）低聚物与6-12 EO重复单元。水包二氧化碳（C/W）泡沫只能由在A/W界面处具有较高表面压力的改性NP形成。此外，这些配体是充分亲CO2的，使得二氧化硅NP的亲水性/亲CO2平衡足够低以用于用API盐水稳定水包CO2（C/W）泡沫。此外，具有这三种配体的NP在室温下与各种自由分子表面活性剂在去离子水甚至API盐水（8%NaCl +2%CaCl2）中形成稳定的分散体。各种各样的混合物的NP加上阴离子，非离子，或阳离子的混合物，形成稳定的分散体也被发现稳定的C/W泡沫在多孔介质中在高盐度。这些结果为进一步研究NP和NP/表面活性剂混合物在高矿化度下的稳泡机理提供了基础。
2019-05-30 cond-mat.soft
Effect of Nanoparticle Size on the Morphology of Adsorbed Surfactant Layers
采用小角中子散射（SANS）方法研究了二甲基十二胺-N-氧化物（C12 DAO）在3种不同粒径（16 ~ 42 nm）SiO2分散液中的表面聚集体结构。在实验条件下（pH 9）的表面活性剂以其非离子形式存在，吸附层的结构不受添加电解质。发现C12 DAO在16 nm的二氧化硅颗粒上形成直径为2nm的球形表面胶束，而在27和42 nm的颗粒上形成扁椭圆形表面胶束。这些扁圆形表面聚集体的尺寸（小半轴Rn和大半轴Rlat）类似于水溶液中的C12 DAO胶束的尺寸。它的结论是，从球形到椭球形的表面聚集体的形态转变是由二氧化硅颗粒的表面曲率引起的。由C12 DAO和C12 E5在16 nm二氧化硅颗粒上形成的表面聚集体的形状和尺寸的比较表明，表面活性剂头部基团的性质不决定表面聚集体的形态，但由于头部基团与二氧化硅表面的不同相互作用，对每个颗粒的表面聚集体的数量具有强烈的影响。
2010-08-30 cond-mat.soft
Small-Angle X-ray Scattering Unveils the Internal Structure of Lipid Nanoparticles
本文利用同步辐射小角X射线散射揭示固体脂质纳米颗粒的桶状内部结构，发现表面活性剂在片晶间形成粘性斑块并部分覆盖界面，挑战经典核-壳模型，为脂质纳米颗粒的理性设计提供关键依据。
2024-02-24 cond-mat.soft
Effect of Nanoparticles on the Bulk Shear Viscosity of a Lung Surfactant Fluid
吸入的纳米颗粒（< 100 nm）到达肺深部区域时，首先与肺表面活性物质（一种衬在肺泡上皮细胞上的脂质薄膜）相互作用。迄今为止，大多数生物物理研究都集中在颗粒诱导的膜界面性质的修改。相比之下，有较少的工作表面活性剂的整体性能，并在颗粒暴露后，他们的变化。在这里，我们研究了各种工程纳米粒子的存在下，仿生肺表面活性剂的粘弹性。所使用的微流变学技术是基于通过应用旋转磁场远程驱动微米尺寸的线和延时光学显微镜。结果发现，与脂质囊泡强烈相互作用的颗粒，如阳离子二氧化硅（SiO2，42 nm）和氧化铝（Al 2 O3，40 nm）诱导的表面活性剂的流动性能的深刻修改，即使在低浓度。特别是，我们发现，二氧化硅引起流化，而铝钠诱导液体到软固体的转变。这两种现象的定量描述和acc-counts的背景下，胶体物理模型。最后建议，结构和粘度的变化可能会损害呼吸过程中发生的液体重组和再循环。
2019-12-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Effect of Cationic and Anionic Surfactants on the Application of Calcium Carbonate Nanoparticles in Paper Coating
用表面活性剂对碳酸钙颗粒进行改性显著改善了纸张上碳酸钙涂层的性能。采用湿法碳酸化法制备了未改性、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和油酸酯改性的纳米碳酸钙，并用于纸张涂布。采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和阴离子表面活性剂油酸钠对沉淀纳米粒子的尺寸、形貌和表面性质进行改性。采用XRD、FT-IR、Zeta电位、TGA和TEM等手段对所制备的纳米粒子进行了表征。涂料由制备的未改性和改性碳酸钙配制，并通过在参比纸上形成薄涂层来检查。研究了碳酸钙粒度和表面改性对纸张性能的影响，如涂布厚度、涂布量、表面粗糙度、透气度、白度、白度、不透明度和疏水性，并与GCC碳酸钙涂布纸进行了比较。所获得的碳酸钙纳米颗粒处于方解石相。所制备的碳酸钙纳米粒子形貌为菱面体，平均粒径<100 nm。与商业GCC相比，在纸张涂布中使用未改性的和CTAB-和油酸酯-改性的碳酸钙纳米颗粒改善了纸张的性能。对于涂覆有油酸酯改性的纳米颗粒的纸，观察到最高的测量的纸性质，其中光滑度（纸粗糙度降低）（+23%）、亮度（+1.3%）、白度（+2.8%）和不透明度（+2.3%）的增加以及透气性的降低（-26%）是在少25%的涂层重量下获得的。与GCC涂覆的纸的104°相比，涂覆有油酸酯改性的纳米颗粒的纸在10分钟时的WCA为约112°，涂覆有CTAB改性的纳米颗粒的纸为42°。
2016-05-02 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Cold-burst method for nanoparticle formation with natural triglyceride oils
甘油三酯油在水中的纳米乳液的制备通常需要高机械能和复杂的设备。最近，我们发现，大多数脂质物质（甘油三酯、甘油二酯、磷脂、烷烃等）都存在α-β（即凝胶-晶体）相变，可以使用脂质分散体的简单冷却/加热循环使分散在适当表面活性剂的水溶液中的这些脂质的微粒自发崩解成纳米颗粒/液滴（Cholakova等人，ACS Nano 14（2020）8594）。在目前的研究中，我们表明，这种“冷爆裂过程”也观察到具有高度实际意义的天然油，包括。椰子油、棕榈仁油和可可脂。平均液滴直径。50至100 nm的实现与一些研究的油。从专门的模型实验的结果，我们得出结论，当满足以下要求时，观察到强烈的纳米碎裂：（1）在空气-水-固体脂质界面处的三相接触角小于约。（2）表面活性剂溶液的平衡表面张力低于ca. 30 mN/m，动态表面张力迅速下降。(3)表面活性剂溶液含有非球形表面活性剂胶束。例如椭圆形胶束或更大的超分子聚集体;（4）在接触线（冷冻油-熔融油-表面活性剂溶液）处测量的三相接触角也相对较低。揭示了颗粒爆裂过程的机理，并在此基础上，阐明和讨论了所有这些因素的作用。我们解释了实验观察到的所有主要影响，并定义了各种实际相关的脂质-表面活性剂系统中冷爆过程优化的指导原则。
2021-07-06 cond-mat.soft
Scaling properties in the adsorption of ionic polymeric surfactants on generic nanoparticles of metallic oxides by mesoscopic simulation
我们研究了聚丙烯酸类分散剂在金属氧化物$XnOm$的通用表面上的吸附等温线的缩放作为单体单元的数量的函数，使用静电耗散粒子动力学模拟。模拟显示了这些系统中的标度特性如何出现，以及等温线如何重新标度为通用曲线，再现了报道的实验结果。这些系统的临界指数也得到了，在完美的协议与标度理论的deGennes。一些重要的应用被提及。
2014-02-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Probing surfactant bilayer interactions by tracking optically trapped single nanoparticles
单粒子跟踪和光镊是在微观尺度上研究各种过程的强大技术。显微镜下可观察到的颗粒的随机行为包含关于其与周围分子相互作用的信息，并且光学镊子可以通过其将颗粒约束到感兴趣区域的能力进一步促进这种观察。虽然这些技术最初应用于生物学，但它们也可以通过实时揭示纳米级形态和分子水平的相互作用来揭示胶体和界面现象，这在传统的系综分析中已经被掩盖了。在这里，我们展示了应用单粒子跟踪和光镊研究分子在固液界面的相互作用。具体来说，我们调查的行为，表面活性剂在水玻璃界面跟踪他们的相互作用与金纳米粒子，这些分子被光学捕获。我们发现了粒子运动的基本机制，这可以通过界面处表面活性剂单体之间的疏水相互作用、破坏和重排来解释。这种解释得到了对单个轨迹的统计分析以及与理论预测的比较的进一步支持。我们的研究结果提供了新的见解，在这个特定的系统中的表面活性剂动力学，但也说明了单粒子跟踪和光学操纵的承诺，在研究纳米级的表面和界面的物理和化学。
2022-04-14 cond-mat.soft physics.optics
Effects of nanoparticles and surfactant on droplets in shear flow
我们提出了三维数值模拟，采用完善的格子玻尔兹曼方法，并探讨表面活性剂和纳米粒子作为添加剂在流体-流体界面之间的异同。我们报告他们各自的表面张力这样的接口上的效果。接下来，我们将流体液滴剪切和探索液滴的变形特性，其相对于剪切流的倾斜角，在界面处的颗粒的动力学，以及破碎的可能性。颗粒被认为不影响界面的表面张力，虽然它们确实改变了整体界面自由能。颗粒不会保持均匀分布在界面上，而是在优选区域中形成簇，只要施加剪切，这些簇就稳定。然而，虽然整体结构保持稳定，但单个纳米颗粒漫游液滴界面，其旋转频率在液滴界面的中间最高，垂直于剪切流，并且随着毛细管数增加。当表面活性剂或颗粒加入液滴界面时，我们恢复了液滴小变形的泰勒定律。表面活性剂的影响被捕获在毛细管数，但吸附的块状颗粒的惯性增加变形在较高的毛细管数，并最终导致更容易破碎的液滴。
2012-04-03 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Colloidal structure, energy extensivity and Monte Carlo sampling properties of improved short-range interaction models for surfactant-coated magnetic nanoparticles
针对标准DLVO理论描述离子型表面活性剂磁性胶体的局限性，通过修正范德华能发散并比较短程相互作用模型，发现更详细模型的蒙特卡洛模拟更符合理论预期，还揭示了粒径分散性的影响及能量扩展性偏差。
2025-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shaping nanoparticle fingerprints at the interface of cholesteric droplets
本文通过调节表面活性剂与手性掺杂剂浓度，在胆甾相液晶液滴界面动态塑造可调控、可交联的纳米颗粒图案，为光学和能源应用中的可重构材料设计提供基础。
2018-04-12 cond-mat.soft
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质（例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等）混合时，形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构，其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献，我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子（半径2纳米）和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统，并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验，我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论，如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
Interfacial mechanisms for stability of surfactant-laden films
液体薄膜是日常生活的核心。它们普遍存在于现代技术（药品、涂料）、消费品（泡沫、乳液）中，也具有重要的生物功能（眼睛的泪膜、肺部的肺表面活性剂）。所有这些例子的共同特征是在空气-液体界面处存在表面活性分子。虽然它们只形成分子薄层，但这些表面活性剂在自由表面上产生复杂的表面应力，这对下面的薄液膜的动力学和稳定性具有重要影响。在这里，我们进行简单的减薄实验，探索的基本机制，使表面活性剂分子减缓重力驱动排水的底层膜。我们提出了一个简单的模型，适用于可溶性和不溶性表面活性剂系统。我们表明，表面活性剂与有限的表面流变性的影响，通过粘弹性界面应力的体积流量，而表面活性剂与无粘表面实现稳定，通过相对的表面张力引起的马兰戈尼流。
2016-08-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Effects of interplay of nanoparticles, surfactants and base fluid on the interfacial tension of nanocolloids
系统设计的研究已经进行了理解和明确划分的程度的贡献的组成元素的纳米胶体的表面张力。通过拟合Young Laplace方程，采用悬滴形状分析法研究了表面活性剂、颗粒等元素及其联合作用对这类复杂流体界面张力的影响。在极性介质如去离子水中，只有颗粒显示出表面张力随颗粒浓度的显著增加，而在弱极性介质如甘油和乙二醇中，颗粒对表面张力的影响很小。这种行为已被归因于增强的解吸颗粒的接口和数学框架已被推导出量化。粒子和表面活性剂对复杂纳米流体体系表面张力的影响随粒子浓度和表面活性剂浓度的增加而减小，粒子浓度的影响很小。该组合的胶体体系记录的表面张力值低于相同浓度的水性表面活性剂体系的表面张力，这是违反直觉的观察，因为只有颗粒导致表面张力增加，只有表面活性剂导致表面张力降低。解释了在复杂的流体-空气界面上发生这种异常现象的可能物理机制。根据热力学、机械和化学平衡，详细分析了各组分及其从吉布斯吸附分析中提取的吸附-脱附特性。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Probing microsecond dynamics of disperse nanoparticles at oil-water interfaces using nanometer localization precision total-internal-reflection dark-field microscopy
本研究利用高时空分辨率的全内反射暗场显微镜，探测油水界面纳米颗粒的微秒动力学，发现表面活性剂可逆转扩散尺寸趋势并揭示多种稳定浸没状态。
2025-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controlled Nanoparticle Formation by Diffusion Limited Coalescence
聚合物纳米粒子在科学技术领域具有巨大的应用潜力。它们的功能在很大程度上取决于它们的大小。我们提出了一个理论，通过沉淀聚合物到一个坏的溶剂中的存在下，稳定的表面活性剂形成的纳米粒子的大小。分析理论是基于聚合物的扩散限制聚结动力学。确定了两个相关的时间尺度，混合和聚结时间，并显示它们的比率以确定最终NP直径。发现尺寸以普遍的方式缩放，并且如果表面活性剂浓度足够高，则主要对混合时间和聚合物浓度敏感。模型预测与实验数据吻合良好。因此，该理论提供了一个坚实的框架，剪裁纳米粒子与先验确定的大小。
2012-11-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Synchronized motion of gold nanoparticles in an optothermal trap
本研究探讨了CTAC表面活性剂溶液中光热阱内金纳米颗粒的受限行为，发现粒子在微米距离上出现径向受限与同步旋转扩散，揭示了表面活性剂环境促成的新力机制，拓展了光热捕获理解并助力纳米组装。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Structure and rheological properties of model microemulsion networks filled with nanoparticles
本文研究了由非离子表面活性剂和遥爪聚合物C_（18）-PEO（10 k）-C_（18）稳定的油滴在两种液滴/聚合物尺寸比下的微乳液网络模型。网络的流变性能已被测量为网络连接的函数，并可以描述在简单的渗流定律。网络结构的特点是小角中子散射。反向蒙特卡罗方法被用来证明由共聚物引起的吸引力和排斥力的相互作用。然后将这些模型网络用作二氧化硅纳米颗粒（R= 10 nm）的掺入的基质，通过散射检查个体分散。发现二氧化硅体积分数高达9%时，对流变性能产生强烈影响。
2008-06-25 cond-mat.soft
Reaction Kinetics in the Production of Pd Nanoparticles in Reverse Microemulsions. Effect on Particle Size
在微乳液中合成金属纳米颗粒时，我们假设颗粒尺寸主要由反应速率控制。因此，观察到的粒径变化作为反应条件，如浓度、温度、所用表面活性剂的类型等，不应与这些条件的改变直接相关，而应与它们对反应速率产生的变化间接相关。通过时间分辨紫外-可见光谱，我们测量的反应速率中生产的钯纳米粒子在不同的反应物浓度的微乳液内，保持所有其他参数不变。然后将测量的反应速率与通过透射电子显微镜（TEM）测量的颗粒尺寸相关联。我们发现，纳米颗粒的尺寸线性增加的反应速率增加，独立的实际反应物浓度。我们提出的动力学控制主要是通过扩散的还原剂通过表面活性剂单层覆盖的微乳液膜。根据该模型，我们预测粒径应通过反应动力学间接取决于胶束半径（v0 ~ r^-3）、水体积（v0~ vw ^-3）和微乳液总体积（v0~vT^-3）以及温度（Arrhenius）。本文探讨了其中的一些预测。
2018-06-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Self-Assembly, Interfacial Properties, Interactions with Macromolecules and Molecular Modelling and Simulation of Microbial Bio-based Amphiphiles (Biosurfactants). A Tutorial Review
化学表面活性剂在消费者的产品中无处不在，但它们受到环境问题的困扰。出于这个原因，生物表面活性剂完全取代石化表面活性剂构成了圣杯，但这远远不会很快发生。如果“生物表面活性剂革命”还没有发生，主要是由于生物表面活性剂的成本较高和可用性较低，另一个原因解释了这一事实：对它们在溶液中的性质知之甚少。本教程审查的目的是审查自组装性能和相行为，实验（第2.3和2.4节）和分子建模（第5节），在水中的最重要的微生物生物表面活性剂（槐糖脂，鼠李糖脂，表面活性剂，纤维二糖脂，糖脂）以及它们的主要衍生物。根据众所周知的表面活性剂的堆积参数，对这些性质进行了严格的讨论（第2.5节）。纳米级自组装和宏观材料性质之间的关系，包括水凝胶化，固体发泡，模板或封装进行了具体讨论（第2.7节）。我们还介绍了它们的自组装和吸附在平坦和复杂的空气/液体（例如，泡沫）、空气/固体（粘附）、液体/固体（纳米颗粒）和液体/液体（例如，乳液）界面（第3节）。特别提供了关于使用生物表面活性剂作为封端剂开发稳定纳米颗粒的关键讨论（第3.2.4节）。最后，我们讨论了涉及生物表面活性剂和大分子，包括蛋白质，酶，聚合物和聚电解质的主要发现。
2021-05-04 cond-mat.soft
Interaction of surfactant and protein at the o/w interface and its effect on colloidal and biological properties of polymeric nanocarriers
本文综述复乳溶剂蒸发法中聚合物基表面活性剂的作用，阐明其加入方案如何影响负载生物分子的聚合物纳米颗粒的稳定性、尺寸、免疫识别及生物活性。
2024-01-18 cond-mat.soft physics.app-ph
Vesicle-like structure of lipid-based nanoparticles as drug delivery system revealed by molecular dynamics simulations
基于脂质的药物递送系统被认为是用于疏水性药物化合物的有前途的载体。液滴内的脂质分布可以影响这些载体中的药物负载能力。这是非常具有挑战性的，以确定这些载体内的纳米结构，通过实施的直接实验方法，由于超细尺寸。因此，粗粒分子动力学（MD）模拟被用来模拟不同的基于脂质的纳米颗粒的直径约12 nm，包括固体脂质纳米颗粒（SLN），纳米乳液（NE），和纳米结构的脂质载体（NLC），和组织的脂质在载体内进行了探索。上述纳米颗粒由硬脂酸、油酸作为脂质和十二烷基硫酸钠（SDS）作为表面活性剂在水介质中组成。此外，关于NLC模拟，研究了固液质量比对脂质基质内脂质分布的影响。我们观察到所有研究系统的囊泡样结构，其中脂质和表面活性剂的亲水部分组织成半双层折叠进入液滴，疏水性尾部在其中积累。值得一提的是，虽然SDS作为一种苛刻的表面活性剂，这是一种特殊情况，预计存在于液滴的表面，但它渗透到脂质中。我们的研究结果表明，在液滴内部的一个或多个空腔的形式的头部基团的内部层，其中所包围的脂质头部基团的捕获的水珠。还报道了在纳米乳液和SLN的构建结构中，在液滴的中心部分，脂质比NLC的情况更致密。我们的研究结果表明，在NLC模拟的情况下，脂质基质内的脂质分布是不敏感的固体液体脂质的质量分数。
2019-01-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Ferrihydrite nanoparticles entrapped in shear-induced multilamellar vesicles
由于其大的反应表面积、晶体结构和纳米颗粒形态，水铁矿（Fh）纳米颗粒受到相当大的科学兴趣。它们在生物地球化学过程中非常重要，并具有隔离危险和有毒物质的能力。在此，工作假设是使用40重量%的聚乙烯醇将具有6.2 nm的回转半径和具有0.8 nm半径的多分散球体的主要结构单元的分形样Fh纳米颗粒捕获在剪切诱导的多层囊泡（MLV）状态中。聚乙二醇十二烷基醚表面活性剂。小角和广角X射线散射实验揭示了非离子平面层状相、Fh分散体及其混合物的平衡态。通过在流变仪的Taylor-Couette几何结构中使用剪切流来诱导MLV状态。结果-非离子表面活性剂最初表现出层状凝胶相，具有两个不同的d-间距为11. 0和9. 7 nm，在剪切流下坍塌成MLV状态。的Fh纳米粒子诱导双层吸引力通过抑制层状层的起伏，减少d-间距。这些结果有助于理解纳米颗粒尺寸和纳米颗粒-双层相互作用之间的关系，并提供了在动力学稳定的MLV状态下对Fh修饰的见解。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stability and Adsorption Properties of Electrostatic Complexes : Design of Hybrid Nanostructures for Coating Applications
我们报告的静电凝聚复合物的体积和界面性质之间的相关性的存在。通过阳离子中性二嵌段与带相反电荷的表面活性剂胶束或7 nm氧化铈纳米颗粒之间的共组装获得复合物。光散射和反射测量表明，混合纳米粒子聚集体更稳定，通过稀释和冲洗（从聚苯乙烯或二氧化硅表面）比它们的表面活性剂对应物。这些发现归因于两个系统之间的临界缔合浓度的显着差异和混合结构的冻结状态。
2007-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spontaneous Formation of Double Emulsions at Particle-Laden Interfaces
由于其隔室结构，双重乳液在食品，农业和制药应用中是必不可少的。传统上，双重澄清依赖于油溶性和水溶性表面活性剂或外部刺激响应性材料的存在，并且需要顺序的液滴形成设置或独特的流体设计。我们报告的不寻常的现象，即双乳液自发形成的水性纳米粒子分散体放置在与油酸胶束溶液接触。纳米级水滴在油中以溶胀胶束的形式成核。随着时间的推移，纳米颗粒形成水壳，用溶胀的胶束包封饱和油相。值得注意的是，我们发现纳米颗粒的逐渐表面活化是自双乳化和控制乳液强度的关键。我们建立在这一新的发现和设计一个新的系统的双重乳液的形成。这种方法是一种可扩展的自序策略，用于制备核-壳双重乳液，其通过采用胶束作为运输载体将纳米颗粒分散在相反相中。将纳米颗粒分散到自发乳化系统中为设计基于乳液的材料开辟了新的途径。
2020-05-17 cond-mat.soft
The interaction of charged nanoparticles at interfaces
我们利用同步辐射的小角散射研究了吸附在表面活性剂双层膜上的带电纳米粒子。的颗粒的面内相互作用是很好地描述了由DLVO组件（在溶液中独立测量）和排斥偶极相互作用，由于界面的存在，与接近的振幅理论预测。我们证明，带电的纳米粒子在软界面的泊松-玻尔兹曼和范德瓦耳斯条款的经典模型很好地描述，作为一个推论，他们不经历类似的电荷吸引力在文献中报道的一些系统的微米大小的球体在接口。
2015-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rapid Stabilization of Droplets by Particles in Microfluidics: Role of Droplet Formation
基于液滴的微流控技术已经成为生化分析小型化和自动化的强大技术。用纳米粒子代替表面活性剂作为界面稳定剂已引起越来越多的关注。然而，微通道中纳米颗粒对液滴的稳定机制知之甚少，严重阻碍了实际应用的发展。目前用于液滴稳定化的方法涉及低液滴生产通量和大量纳米颗粒的浪费之间的权衡。在这里，我们介绍了一个修改的液滴生产交界处，减少了一个数量级的液滴稳定时间，并在同一时间显着减少了颗粒的浪费。我们的研究结果表明，在动力学的稳定的限制步骤是初始时间，两个阶段接触，并提供了一个指导方针的颗粒稳定液滴生产设备的设计。
2019-06-20 cond-mat.soft
Organic versus Hybrid Coacervate Complexes : Co-Assembly and Adsorption Properties
我们报道了由聚电解质-中性嵌段共聚物和带相反电荷的纳米胶体制成的凝聚复合物的共组装和吸附性质。仔细研究的纳米胶体是离子表面活性剂胶束和高度带电的7 nm氧化铈（CeO 2）纳米粒子。静态和动态光散射被用来研究的有机和杂化复合物的微观结构和稳定性。采用低温透射电子显微镜（Cryo-TEM）对CeO 2基复合物的微观结构进行了分析，发现复合物的核心是由密集堆积的纳米颗粒组成的团簇。在感兴趣的浓度范围内，c = 10-4 -lwt. %时，基于表面活性剂的复合物显示出临界缔合浓度（CAC），而纳米颗粒-聚合物杂化物则没有。用驻点吸附反射法研究了配合物在cac上的吸附性能。吸附量作为时间的函数测量的聚合物和复合物使用带阴离子电荷的二氧化硅和疏水性聚（苯乙烯）基板。结果发现，所有的配合物容易吸附在这两种类型的基板高达1 - 2毫克m-2的水平在静止状态。然而，冲洗后，吸附层被除去的表面活性剂为基础的系统，但不是氧化铈簇。至于溶液性质，这些发现被解释在一个临界缔合浓度，这是非常不同的有机和混合配合物。
2007-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
(Super)Spreading and drying of trisiloxane-laden quantum dot nanofluids on hydrophobic surfaces
纳米流体为广泛的工业领域带来了希望。然而，对纳米流体，特别是含有表面活性剂的纳米流体在干燥和铺展过程中的润湿行为和沉积形成的理解仍然很差。本文对基于量子点的纳米流体的蒸发动力学和纳米胶体悬浮液在六甲基二硅氮烷、聚苯乙烯和聚丙烯涂覆的疏水表面上的蒸发驱动自组装进行了实验研究。此外，对于第一次，我们迈出了一步，了解超级铺展表面负载纳米流体的润湿动力学。结果表明，与纯液体相比，无表面活性剂的量子点纳米流体在干燥过程中经历了包括最后一个附加钉扎模式在内的四种蒸发模式，而接触角减小时三重接触线被纳米晶体钉扎。与以前的研究相反，发现向表面活性剂水溶液中添加纳米颗粒导致铺展速率恶化并形成双咖啡环。对于所有检查的表面，超铺展在存在和不存在的量子点纳米粒子发生。尽管在所有基底上形成咖啡环，但它们具有不同的形态。特别地，在六甲基二硅氮烷和聚苯乙烯涂覆的表面上将结状结构并入环中
2020-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of surface functional groups on the formation of nanoparticle-protein corona
在此，我们研究了在官能团存在下蛋白质吸附对纳米颗粒表面的依赖性。紫外-可见分光光度法、透射电子显微镜、红外光谱和动态光散射测量结果表明，这些官能团在纳米颗粒-蛋白质冠的形成中起着重要的作用。我们发现，未涂层和无表面活性剂的银纳米粒子来自激光烧蚀过程中促进最大的蛋白质（牛血清白蛋白）涂层由于熵的变化增加。另一方面，BSA显示出较低的亲和力，静电稳定的纳米粒子由于熵变的约束。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Design of Patchy Particles using Ternary Self-Assembled Monolayers
最近的模拟已经研究了在吸收到球形纳米颗粒表面上的不混溶表面活性剂的二元混合物中图案的形成。得到的图案（Janus，斑点和条纹）与实验结果吻合得很好。我们进行耗散粒子动力学（DPD）模拟，研究通过添加第三表面活性剂的单层作为一个指南，对增加这种方式合成的片状颗粒的丰富性和多样性所获得的图案。我们预测了各种新的模式，可以通过简单的设计元素，如纳米胶体的大小，表面活性剂的不可吸收性，单层的化学计量，表面活性剂之间的长度差异不同的组合产生。在所有情况下，通过构象熵最大化的自由能最小化决定平衡斑图形成。
2012-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Design and applications of a fluorescent labeling technique for lipid and surfactant preformed vesicles
两亲分子如表面活性剂、脂质和嵌段共聚物可以组装成双层并形成囊泡。荧光膜标记方法需要使用可以在合成的不同阶段插入双层中的染料分子。据我们所知，没有一种通用的方法来标记预制的囊泡。在这里，我们开发了一个通用的协议，是适合于表面活性剂和脂质预制囊泡，不需要分离或纯化步骤。基于亲脂性碳菁绿染料PKH 67，该方法在两性离子磷脂酰胆碱囊泡上进行评估。为了证明其多功能性，将其应用于阴离子或阳离子囊泡的分散体，例如给予患有呼吸窘迫综合征的早产儿的药物，或用作家庭护理应用的织物柔软剂的囊泡制剂。通过荧光显微镜，我们然后可视化的相互作用机制的纳米粒子穿越活细胞膜和表面活性剂吸附在棉织物上。这些结果突出了膜标记技术的优点，该技术简单且适用于大量的软物质系统。
2019-06-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Stability of glycol nanofluids -- the consensus between theory and measurement
研究了含有ZnO、Al 2 O3和TiO 2纳米颗粒的稳定纳米流体在丙二醇（PG）、乙二醇（EG）和50wt%的PG和EG在水中的混合物（WPG、WEG）中的配制，在存在和不存在表面活性剂的情况下。通过分散法制备了颗粒浓度为1-9wt%的纳米流体样品。表面活性剂的存在在0- 1重量%/重量%纳米颗粒的范围内。通过目视观察、粒度测定和zeta电位分析评价分散稳定性。总体而言，发现基于PG的样品是最稳定的悬浮液。基础流体对颗粒尺寸的影响和日光对纳米流体稳定性的影响也作为时间的函数进行了检查。TiO 2-PG样品在暴露于阳光下时显示出颜色变化。阳光还导致PG基TiO 2和Al 2 O 3纳米流体在3天的过程中将其粒径增加高达45%。至于稳定性，观察到沉降速度是一个关键参数。最后通过沉降理论与实验的比较，确定了稳定边界，以区分稳定和不稳定的纳米流体。关键词：纳米颗粒、纳米流体、二元醇、配方、稳定性、粒度
2012-08-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tunable Nanoparticle Stripe Patterns at Inclined Surfaces
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究通过控制倾斜基底和纳米粒子浓度，实现了在倾斜表面形成可调周期性纳米粒子条纹图案，揭示了重力与界面力的相互作用对纳米结构组装的影响。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymyxin B-Enriched Exogenous Lung Surfactant: Thermodynamics and Structure
该研究结合量热、散射与荧光等手段揭示PxB主要静电吸附于PSUR双层表面而不插入疏水核心，并指出联合用药时PxB应低于表面活性物质质量的5 wt%。
2024-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Capillary-Assisted Printing of Droplets at a Solid-Like Liquid-Liquid Interface
本文提出利用纳米颗粒表面活性剂构建类固态油水界面以稳定水滴，结合打印技术控制液滴位置实现自组装，并通过金纳米颗粒功能化界面实现光流控操控。
2024-05-02 cond-mat.soft
Building blocks of non-Euclidean ribbons: Size-controlled self-assembly via discrete, frustrated particles
研究通过颗粒模型分析负曲率带状组装中微观形状与介观行为的联系，发现自限制依赖有限内聚相互作用范围且离散非线性可引发多畴组装，为尺寸可编程胶体颗粒设计提供指导。
2022-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
