The contribution of Brownian motion to the stress in a colloidal suspension
胶态悬浮液的偏应力通常用Batchelor提出的表达式计算[J. Fluid Mech.83，97- 117（1977）]。我们通过例子表明，在其推导过程中的中心特征，热力学力驱动粒子的密度梯度，是不一致的胶体的运动。提出了一种新的应力表达式。
2020-05-29 cond-mat.soft
Shear Thickening in Concentrated Soft Sphere Colloidal Suspensions: A Shear Induced Phase Transition
本文建立了布朗软球胶体颗粒稠密悬浮液的剪切增稠模型。软球悬浮液的剪切增稠可以解释为剪切诱导的相变。基于稳定胶体颗粒凝聚相变的Landau模型，考虑了序参量涨落与局部应变场的耦合，该模型表明凝结颗粒团的出现（亚临界气泡）通过施加连续剪切扰动，导出了软球悬浮液剪切增稠的临界剪切应力，有着相同的起源。电稳定的胶体悬浮液的实验研究的理论比较证实了所提出的方法。
2015-01-09 cond-mat.soft
Transport properties of monodisperse and bidisperse hard-sphere colloidal suspensions from multiparticle collision dynamics simulations
Auburn University（奥本大学）
通过多粒子碰撞动力学模拟研究单分散和双分散硬球胶体悬浮液的输运性质，发现双分散体系在直径比为2和4时的沉降速度与文献一致，揭示了模拟方法对离散化效应的敏感性。
2026-02-26 cond-mat.soft
Bi-axial shear of confined colloidal suspensions: the structure and rheology of the vorticity-aligned string phase
利用一种新型的双轴共焦流变仪，我们研究了约束条件下剪切胶体悬浮液的结构和流变性。与以前的工作一致[X. Cheng \textit{et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.}，2011，109，63]，我们在单轴剪切下在中等浓度的胶体悬浮液中观察到涡旋对齐的弦相。使用双轴剪切协议，我们直接操纵的字符串结构的方向和形态。同时，我们使用双轴力测量装置测量了沿流动和涡度方向的悬浮液流变学。我们的研究结果表明，尽管高度各向异性的微观结构，悬浮液粘度保持各向同性和恒定的剪切速率探索。这些结果表明，流体动力学的贡献占主导地位的悬浮液响应。此外，他们强调双轴共焦流变仪的能力，阐明复杂流体的微观结构和流变学之间的关系。
2013-05-31 cond-mat.soft
Charge Renormalization, Thermodynamics, and Structure of Deionized Colloidal Suspensions
在电荷稳定的胶体悬浮液中，高度带电的大离子，由强相关的抗衡离子修饰，携带有效电荷，可以从裸电荷大幅减少（重整化）。修饰大离子之间的相互作用被弱相关的抗衡离子和盐离子屏蔽。胶体悬浮液的热力学和结构性质敏感地依赖于有效电荷和有效屏蔽常数的大小。将有效静电相互作用的电荷重整化理论与单组分模型的蒙特卡罗模拟相结合，计算了去离子胶体悬浮液的渗透压和对分布函数。这种计算实用的方法产生密切的协议与相应的结果从大规模模拟的原始模型到适度的静电耦合强度。
2008-12-10 cond-mat.soft
Local elastic perturbation of colloidal suspensions near the colloidal glass transition
Saint Joseph’s University（圣约瑟夫大学）；MIT Technology Review（麻省理工学院科技评论）；Emory University（埃默里大学）
本研究利用磁性探针粒子旋转扰动胶体悬浮液，通过共聚焦显微镜追踪粒子运动，测得不同体积分数下的黏弹性模量，证实连续介质描述适用于胶体样品的小尺度力学分析。
2026-08-06 cond-mat.soft
Simulating hydrodynamic interactions in colloidal suspensions using multiparticle collision dynamics with rigid-body constraints
Auburn University（奥本大学）；University of Houston（休斯顿大学）
本文提出一种基于多粒子碰撞动力学的模拟方法，通过刚体约束模型高效模拟胶体悬浮液的流体动力学行为，相比谐波键模型具有更小的计算开销和更大的时间步长，提升了模拟效率。
2026-04-15 cond-mat.soft
Shear-driven solidification of dilute colloidal suspensions
我们表明，剪切诱导的稀电荷稳定（DLVO）胶体的固化是由于剪切诱导的形成和破碎的大的非布朗集团之间的相互作用。虽然它们的尺寸受到破碎的限制，但它们的数密度随着剪切时间的增加而增加。在流动停止时，簇的密集堆积通过粒状键互连成刚性状态，每个键涉及大量的初级胶体键。在稀胶体悬浮液中出现的剪切驱动固化的图像结合了布朗体系的凝胶化和非热体系的堵塞。
2011-03-09 cond-mat.soft
Shear-induced migration in colloidal suspensions
使用布朗动力学模拟，我们进行了系统的调查剪切诱导迁移的胶体粒子受到Poiffille流在圆柱形和平面几何形状。我们发现，添加一个有吸引力的组件的粒子间的相互作用增强了迁移效果，与最近的模拟研究血小板悬浮液。单分散，双分散和多分散系统的研究在一定范围内的剪切速率，考虑稳态和瞬态动力学所产生的发病流动。对于双分散和多分散体系，观察到尺寸偏析。
2017-12-19 cond-mat.soft
Off-equilibrium surface tension in colloidal suspensions
本文研究了两种可混溶流体，一种胶体悬浮液和它自己的溶剂之间的界面指进不稳定性。Hele-Shaw细胞中的界面的时间演化被发现是由悬浮液的非线性粘度和非平衡的，有效的表面张力$Γ_e$之间的竞争。通过研究悬浮液在很宽的体积分数范围内，$Φ_\mathrm{C}$，我们表明，$Γ_e \sim Φ_\mathrm{C}^2$，与Korteweg的理论相一致的可混溶流体。的表面张力表现出一种反常的颗粒大小，我们占使用熵参数增加。
2013-12-16 cond-mat.soft
Surface-charge-induced freezing of colloidal suspensions
使用巨正则蒙特卡罗模拟，我们调查的影响，带电的墙壁上的带电胶体悬浮液的结晶性能限制在这些墙壁之间。调查是基于一个有效的模型，专注于单独的胶体。我们的研究结果表明，流体的高密度行为相比，不带电的墙壁的情况下，带电的墙壁产生的流体-墙壁的相互作用有着至关重要的影响。特别是，基于面内键序参量的分析，我们发现表面电荷诱导的冻结和熔化转变。
2010-06-07 cond-mat.soft
Determination of the zeta potential for highly charged colloidal suspensions
我们使用混合介观模型计算嵌入胶体悬浮液中的带电粒子的表面静电势或zeta电位$ζ$。我们表明，对于弱扰动电场，在电泳过程中的稳态下获得的$ζ$的值是统计上无法区分的热力学平衡从$ζ$。我们量化了反离子浓度对$ζ$的影响。我们还评估了相关的晶格分辨率的计算$ζ$和讨论如何确定有效的静电半径。
2011-02-24 cond-mat.soft
Influence of dispersion medium structure on the physicochemical properties of aging colloidal suspensions investigated using the synthetic clay Laponite
假设：胶体悬浮液中的老化表现为胶体动力学自由度的降低。在带电胶体的水悬浮液中，粒子间静电相互作用对老化动力学的作用是有争议的。尽管水是分散介质，但水结构对老化胶体物理化学性质的影响以前从未被考虑过。锂皂石是一种锂蒙脱石粘土模型，可用于评价介质结构和静电在确定老化胶体悬浮液物理化学性质中的相对贡献。实验：分散介质的结构通过掺入不带电/带电的亲液（结构诱导）或离液（结构破坏）分子或通过改变悬浮液温度来改变。一个新的协议，其中的介质被加热，然后再加入粘土颗粒，也被引入到悬浮液老化的氢键破坏的影响进行评估。采用动态光散射、流变学测量和颗粒尺度成像来评价悬浮液的物理化学性质。结果：介质结构的强烈影响是显而易见的，当粒子间的静电相互作用是弱的。介质中氢键的增强和破坏分别与悬浮液老化动力学的加速和延迟密切相关。因此，通过改变分散介质中的氢键来控制带电粘土胶体悬浮液的物理化学性质。
2021-06-16 cond-mat.soft
Shear thickening in Electrically Stabilized Colloidal Suspensions
提出了一种理论的剪切增稠的胶体悬浮液中的颗粒，稳定的静电斥力的发病。基于活化模型的临界剪切应力可以推导出一个恒定的电位和恒定的电荷的方法的球体在稠密的悬浮液中的剪切增稠的开始。与以前的模型不同，考虑了总的相互作用势（吸引力和排斥力之和）。临界剪切应力与总相互作用势的最大值有关，该最大值由每个颗粒的自由体积缩放。与实验研究的比较表明了理论的适用性。
2011-07-25 cond-mat.soft
Surface Fluctuations of an Aging Colloidal Suspension: Evidence for Intermittent Quakes
我们提出了测量的自由表面的老化胶体悬浮液，Laponite的热波动。该技术包括测量从自由表面反射的激光束的位置的波动。分析数据统计，我们表明，随着流体年龄的增长，动态变得间歇性。间歇性事件对应于自由表面的局部斜率在几毫秒内的大变化。我们表明，这些地震是不相关的，虽然它们是由表面在短时间尺度的记忆。
2009-03-25 cond-mat.soft
Metastable and Unstable Cellular Solidification of Colloidal Suspensions
胶体粒子通常被视为可以在真实空间中直接观察到的大原子。因此，它们作为模型系统在研究凝聚态物理中感兴趣的过程，如熔化、冻结和玻璃化转变中发挥着越来越重要的作用。胶体悬浮体的固化一直是一个令人困惑的现象，有许多无法解释的特征。在这里，我们证明和合理化的不稳定和亚稳域的存在，在细胞凝固的胶体悬浮液，通过直接原位高分辨率X射线摄影和断层扫描观察。我们解释这样的界面不稳定性的部分布朗扩散的粒子导致宪法过冷的情况。在不稳定的条件下加工导致固/液界面的局部和全局动力学不稳定性，影响晶体形态和颗粒再分布行为。
2018-03-29 cond-mat.soft
A Lattice-Boltzmann model for suspensions of self-propelling colloidal particles
本文提出了一种格子玻尔兹曼方法，用于模拟二维自推进（主动）胶体粒子。考虑了活性粒子表面力分布的对称性和非对称性。由一个单一的活性粒子产生的速度场，改变其方向随机，以及所涉及的不同的时间尺度的详细特征。流体中的稳态速度分布，从活动中产生的，示出偏离平衡分布相当大。
2006-01-23 cond-mat.soft
Two-stage Seebeck effect in charged colloidal suspensions
我们讨论了稳定的电解质中含有胶体颗粒的塞贝克效应的特点。其不寻常的特点是两个阶段的字符，与微分热功率的线性增加的函数的胶体颗粒浓度$n_{\odot}$在第一阶段和急剧下降，在小$n_{\odot}$在第二个（稳态）。我们表明，初始状态的属性是由热扩散流动的稳定电解质介质本身的移动离子和胶体颗粒如何参与形成的电场在大部分的悬浮液。热电效应中稳态的具体原因是大量胶体粒子在缓慢的热扩散过程中发生了相当大的位移，并在电极附近破坏了电中性
2020-10-18 cond-mat.soft
Mesoscopic electrohydrodynamic simulations of binary colloidal suspensions
本文提出了一种求解混合流体中胶体悬浮液动电现象的模型。采用格子玻尔兹曼方法求解含BGK碰撞算子的离散玻尔兹曼方程，模拟二元流体流动。溶剂-溶剂和溶剂-溶质相互作用使用赝势模型实现。能斯特-普朗克方程，描述溶解离子物种的动力学，使用有限差分离散的基础上的链接通量方法求解。胶体在晶格上分解，并通过适当的边界条件耦合到流体动力学和电动力学。我们提出了这三个要素的第一次全面整合。通过与已知的流体界面处的离子分布、介电液滴变形和胶体悬浮液的电泳迁移率的解析解进行比较，该模型得到了验证。它的可能性探索考虑各种物理系统，如带电和中性液滴和胶体动力学在平面或球形流体界面的分裂。
2018-02-20 cond-mat.soft
Diffusion and sedimentation in colloidal suspensions using multiparticle collision dynamics with a discrete particle model
我们研究了自扩散和沉降在胶体悬浮液中的近硬球使用的多粒子碰撞动力学模拟方法的溶剂与离散网格模型的胶体颗粒（MD+MPCD）。我们涵盖胶体体积分数从0.01到0.40和比较MD+MPCD模拟布朗动力学模拟与自由排水流体动力学（BD）以及成对的远场流体动力学描述使用Rotne-Prager-Yamakawa流动张量（BD+RPY）。MD+MPCD中的动力学表明，胶体颗粒在短时间内仅部分地与溶剂偶联。MD+MPCD的自扩散系数与BD和BD+RPY相当，沉降系数与BD+ RPY相当，说明MD + MPCD能较好地描述胶体悬浮液中的流体动力学相互作用.离散颗粒MD+MPCD方法是方便的，很容易扩展到更复杂的形状，我们确定了近硬立方体的悬浮液中的长时间自扩散系数，以证明其普遍性。
2021-10-12 cond-mat.soft
Particle-scale modeling of the drying characteristics of colloidal suspensions
本研究构建颗粒尺度模型，结合朗之万动力学模拟与渗透阻力评估，揭示颗粒间吸引性相互作用形成聚集体可抑制干燥速率下降，为预测和控制胶体悬浮液干燥特性提供途径。
2022-01-31 cond-mat.soft
Steady state extensional rheology of a dilute suspension of spheres in a dilute polymer solution
本文研究了球形颗粒在稀聚合物溶液中的稀悬浮液的稳态拉伸流变学。对于不含颗粒的聚合物流体，除了溶剂粘度之外，聚合物的拉伸粘度$μ^\text{poly}$对总的无量纲拉伸粘度$1+μ^\text{poly}$有贡献。当一个小体积分数，$ϕ$，球被添加到聚合物流体，应力被改变的爱因斯坦粘度为2.5 $ϕ$和两个额外的应力贡献：相互作用应力和颗粒诱导的聚合物应力（PIPS）。在较低的Deborah数（拉伸速率和聚合物松弛时间的乘积）$De\lesssim0.5$下，净相互作用应力为正，而在较大的$De$下为负。相对于未扰动流，单轴拉伸流中球体的存在产生了更大和更小的局部拉伸区域。在卷曲-拉伸转变（$De<0.5$）之下，远离颗粒的聚合物处于卷曲状态，并且当它们被颗粒周围的大拉伸区域拉伸时，在颗粒下游形成拉伸聚合物的尾流。这导致正相互作用应力波（表面）和PIPS（拉伸尾流）。在卷曲-拉伸转变之外，远离颗粒的聚合物被高度拉伸，但当它们到达颗粒表面附近的低拉伸区域时，它们更接近卷曲状态。因此，负PIPS由塌陷的聚合物区域产生。当$De\gtrsim0.6$时，来自相互作用小应力和PIPS的拉伸粘度的变化分别为$ϕμ^\text{poly}$和大约-1.85 $ϕμ^\text{poly}$。在大的$De$下，聚合物拉伸粘度$μ^\text{poly}$大。因此，添加颗粒降低了悬浮液（$(2.5…
2022-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear zones and wall slip in the capillary flow of concentrated colloidal suspensions
我们的图像流动的一个几乎随机的紧密包装，硬球胶体悬浮液（一个“膏”）在一个正方形毛细管使用共聚焦显微镜。流动由中心的“塞子”组成，而剪切发生在邻近通道壁的局部，使人联想到屈服应力流体行为。然而，所观察到的缩放的速度分布与流速强烈对比屈服应力流体的预测。相反，速度剖面可以捕获的应力波动理论最初开发的干颗粒介质的斜槽流。我们验证了光滑和粗糙的边界条件下的这种行为。
2007-02-27 cond-mat.soft
The renormalized Jellium model of colloidal suspensions with multivalent counterions
提出了一种扩展的重正化Jeldinger模型，它允许研究含有三价抗衡离子的胶体悬浮液。该理论是基于一个修改后的泊松-玻尔兹曼方程，它采用了一个新的边界条件附近的胶体表面的相关性的影响。使用修改的重整化Jellium模型可以轻松计算重整化电荷、反离子密度分布和渗透压。结果进行了比较，使用传统的Wigner-Seitz（WS）细胞近似也与一个新的边界条件。我们发现，虽然在重整化的Jelvis模型中得到的热力学函数与WS对应物是一个很好的协议，有效的电荷预测的两个理论可以显着不同。
2010-11-11 cond-mat.soft
Mesoscale modeling of colloidal suspensions with adsorbing solutes
本文构建含可逆吸附溶质的胶体悬浮液介观模型，耦合颗粒、流体与溶质动力学，并以方势阱描述吸附，支持直接数值模拟。
2015-01-14 cond-mat.soft
Thermodynamics of interface in the freezing of colloidal suspensions: from macroscale to the microscale
冰透镜效应在冻胀研究中一直存在争议。通过阐明界面处的力学平衡和热力学平衡，我们提出了从宏观尺度到微观尺度的水/冰界面的胶体悬浮液的冻结热力学。克拉珀龙方程的应用证实了在宏观尺度和微观尺度通过曲率效应。界面处的热力学表明，冰的透镜化/带状化是由孔隙冰的生长引起的，由临界曲率过冷度决定，而不是由冻结边缘的临界断裂决定。研究还表明，在水/冰界面前的颗粒层中多孔结构的堆积状态决定了冰的透镜化行为。本文的研究结果与以往胶体悬浮液冷冻的研究结果不同，对这一领域的研究具有一定的指导意义。
2017-03-23 cond-mat.soft
Yield stress aging in attractive colloidal suspensions
我们调查的起源屈服应力老化在半致密，盐水，混浊的悬浮液中，结构的演变是迅速逮捕的形成热不可逆的滚动阻力颗粒间的接触。通过对颗粒棒进行光镊（OT）三点弯曲试验，我们发现这些接触屈服于滚动阈值，其临界弯矩随时间呈抛物线增长。我们证明，这种时间依赖性的接触尺度滚动阈值控制的悬浮屈服应力和其老化动力学。我们确定了一个简单的本构关系之间的接触尺度的抗弯刚度和滚动阈值，转移到宏观尺度。这导致我们建立宏观剪切模量和屈服应力之间的本构关系，是通用的胶体系统的阵列。
2021-10-25 cond-mat.soft
Ion specificity and the theory of stability of colloidal suspensions
本文提出了一种精确计算疏水胶体悬浮液临界凝聚浓度（CCC）的理论。对于带正电的粒子，CCC遵循Hofmeister（溶致）系列。对于带负电荷的粒子，这个级数是相反的。我们发现，强烈的可极化离液阴离子的胶体表面驱动的静电和疏水力。在离表面大约一个离子半径内，离液阴离子松散了它们的水合鞘的一部分，并被强烈吸附。另一方面，亲液阴离子被疏水表面排斥。该理论定量准确，不需要任何可调参数。我们推测，相同的机制是负责管理蛋白质溶液的稳定性的霍夫迈斯特系列。
2011-04-06 cond-mat.soft
Optical extinction, refractive index, and multiple scattering for suspensions of interacting colloidal particles
我们提供了一个一般的微观理论的散射截面和折射率的相互作用的胶体粒子的系统，精确地在二阶的分子极化率。特别是：a）我们证明了悬浮液的结构特征通过多重散射效应被编码到前向散射场中，多重散射效应的贡献对于所谓的“光学定理”在存在相互作用的情况下的成立是必不可少的; b）我们研究了辐射反应对光消光的作用; c）我们在有效介质理论的框架下讨论了我们的结果，给出了有效折射率的一般结果，无论悬浮液的结构特性如何，在粒子远大于波长的限制下; d）通过讨论强相互作用的悬浮液，我们揭示了悬浮液折射率的微妙异常色散效应。
2014-07-21 cond-mat.soft
Dynamical clustering and phase separation in suspensions of self-propelled colloidal particles
我们研究了（准）二维胶体悬浮的自推进球形颗粒的实验和数值。这些颗粒是碳涂层的Janus颗粒，由于近临界水-卢剔啶混合物中的扩散泳动而被推进。在低密度，我们发现，驱动稳定小集群。在较高密度下，悬浮液经历相分离成大的团簇和稀气相。相同的定性行为中观察到的一个极小模型的排斥性自推进粒子缺乏任何对齐相互作用的模拟。观察到的行为是合理的动力学不稳定性，由于自陷的自推进粒子。
2013-05-17 cond-mat.soft
Universal hydrodynamic mechanisms for crystallization in active colloidal suspensions
在活性胶体悬浮液中缺乏细致平衡允许耗散以确定静止状态。在这里，我们表明，缓慢的粘性流动产生的极性或非极性的活性胶体附近的平面壁介导有吸引力的水动力，驱动结晶。流体动力学介导的扭矩往往会使晶体不稳定，但稳定性可以通过临界量的底部沉重或手性活性来恢复。数值模拟表明，结晶是不成核的，在平衡，但之前由一个类似的失稳。谐波激发的活性晶体放松扩散，但正常模式是不同的平衡胶体晶体。这里提出的流体力学机制是普遍的，合理化最近的实验活性胶体的结晶。
2016-11-23 cond-mat.soft
Partial Clustering in Binary Two-Dimensional Colloidal Suspensions
本文从理论、计算机模拟和实验三个方面研究了二维水-气界面上强相互作用的超顺磁性胶体颗粒二元混合物。该混合物表现出平衡的部分聚类：在未聚集的大颗粒的基质的空隙中，小颗粒形成具有海绵状拓扑结构的子簇，该拓扑结构伴随着在小-小结构因子中的特征小波矢量峰。这种部分聚类是强耦合负非加性混合物的普遍现象。
2006-04-13 cond-mat.soft
Active and Nonlinear Microrheology in Dense Colloidal Suspensions
我们提出了一个第一性原理理论的胶体模型系统的主动非线性微观流变学：对于恒定的外力对一个球形探针颗粒嵌入在一个密集的主机分散体，忽略流体动力学相互作用，我们推导出一个精确的表达式的摩擦。在模式耦合理论（MCT），我们讨论了阈值外力需要从主机玻璃的探针，其关系到强非线性的速度-力曲线在主机流体。实验微观流变数据和模拟，我们进行了解释与简化模型。
2008-10-15 cond-mat.soft
Effects of polydispersity on the glass transition dynamics of aqueous suspensions of soft spherical colloidal particles
合成了溶胀率几乎恒定、多分散指数（PDIs）在较宽范围（7.4%~ 48.9%）内变化的温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）胶体粒子，研究了多分散性对PNIPAM胶体软粒子悬浮动力学的影响。使用动态光散射（DLS）和扫描电子显微镜（SEM）表征PNIPAM颗粒。这些胶体悬浮液的零剪切粘度（$η_{0}$）数据，从流变实验估计为悬浮液的有效体积分数$ϕ_{eff}$的函数，随着$ϕ_{eff}$的增加而增加，并且在$ϕ_{eff}=ϕ_{0}$处显示出显著增加。作为$ϕ_{eff}$函数的$η_{0}$数据与Vogel-Fulcher-Tammann（VFT）方程拟合良好。观察到增加的PDI导致越来越脆弱的过冷液体状行为，其中从VFT方程的拟合中提取的参数$ϕ_{0}$向更高的$ϕ_{eff}$移动。所观察到的脆性增加是由于在这些多分散悬浮液中的动力学不均匀性（DH）的流行，而在$ϕ_{0}$的同时转移归因于最小和最大颗粒的动力学的解耦。最后，据观察，这些悬浮液的固有非线性，估计在第三谐波附近的$ϕ_{0}$在傅立叶变换振荡流变实验，随着PDI的增加而增加。我们的研究结果与多分散硬球胶体玻璃的理论预测和模拟结果一致，清楚地表明，堵塞的多分散胶体颗粒的悬浮液可以有效地流化与增加的PDI。
2017-10-31 cond-mat.soft
Osmotic force resisting chain insertion in a colloidal suspension
我们考虑将刚性链插入颗粒的胶体悬浮液中的问题，这些颗粒通过排除的体积力与它相互作用。插入的自由能与创造一个没有胶体的空腔的功有关，这个空腔足够大，可以容纳这个链。每单位长度的相应功是抵抗链进入胶体悬浮液的力。在硬球流体的情况下，这项工作可以直接计算内的缩放粒子理论;对于灵活的聚合物的解决方案，另一方面，我们采用简单的缩放参数。以这些方式计算的力示出，纳米链和胶体直径，是几十pN的顺序为生物物理过程的溶液体积分数，如DNA从病毒衣壳喷射到细胞质中。
2003-03-03 cond-mat.soft
Quantifying the destructuring of a thixotropic colloidal suspension using falling ball viscometry
研究了锂皂石悬浮液中小球的沉降动力学。Laponite是一种胶体合成粘土，由于颗粒间静电相互作用的自发演化，其在水悬浮液中显示出物理老化。在我们的实验中，将毫米大小的钢球滴入不同年龄的Laponite水悬浮液中（即，样品制备后经过的时间）。使用高速摄像机捕获下落球的运动，并从图像中估计它们的质心的速度。有趣的是，我们观察到较大直径的球在整个实验过程中未能达到终极速度。我们提出了一个数学模型，占快速的结构变化（预计将引起下降的球）Laponite悬浮液的老化时间尺度是慢得多的下降的球的时间。对于一系列的球的尺寸和Laponite悬浮年龄，我们的模型正确地预测了球的速度的时间依赖性。此外，适合我们的模型，使我们能够估计由于下落球的通道的触变悬浮液的破坏率。
2020-12-19 cond-mat.soft
Translational and rotational irreversibility in cyclically sheared colloidal suspensions
Georgetown University（乔治城大学）
本研究通过共聚焦流变仪追踪循环剪切胶体悬浮液中颗粒的三维轨迹与旋转，发现不可逆状态下的流动诱导各向异性由颗粒间摩擦和互锁机制决定，促进混合并维持旋转各向同性。
2026-10-06 cond-mat.soft
Equilibrium interfacial free energies and Turnbull coefficient for bcc crystallizing colloidal charged sphere suspensions
我们扩展以前的分析数据的熔体-核的界面自由能，$γ$，从光学实验获得的带电胶体球，体心立方（bcc）晶体结构的结晶悬浮液。编译数据从五个纯物种具有不同的多分散性和一个二元混合物，我们发现平衡熔体-晶体界面能是相当大的硬球参考值。这个量和冷冻熵都随着多分散性的增加而减少。此外，我们给出了第一个实验测定的体心立方结晶材料的特恩布尔系数。观察值$C_{T, bcc} \approx 0.3$同意与短到中等范围的相互作用的bcc系统的理论预期。
2014-03-25 cond-mat.soft
Crystallization and order-disorder transition of colloidal particles in a drying suspension: a phase field crystal approach
利用相场晶体模型，我们研究了一滴胶体悬浮液在溶剂蒸发过程中的结构和动力学。我们模拟一个实验系统，其中接触线钉扎的滴在基板上是不存在的。在这种精心控制的条件下，液滴的蒸发产生有序或无序排列的胶体残留物，这取决于溶质的初始平均密度和干燥速率。在密度-干燥速率平面上，我们得到了一个非平衡相界，显示了单组分和二元胶体颗粒混合物的非晶相和晶相。当单组分胶体在二维三角晶格中有序排列时，相互排斥颗粒的对称二元混合物在三个子晶格中有序排列，其中三角晶格的两个子晶格被两种颗粒占据，第三个子晶格空置。
2012-09-05 cond-mat.soft
Experimental study of out of equilibrium fluctuations in a colloidal suspension of Laponite using optical traps
本工作致力于研究老化胶体玻璃中微米级颗粒的位移涨落。我们解决的波动耗散定理（FDT）的有效性和粘弹性的时间演变过程中的粘土（Laponite RG）在胶体玻璃相的水悬浮液老化的问题。鉴于文献中报道的不同实验技术的相互矛盾的结果，我们的目标是使用\emph{simultaneously}被动和主动微观流变学技术来检查和调和它们。为此，我们测量了浸没在胶体玻璃中并被光镊捕获的微小布朗粒子的热涨落。我们发现，这两种微观流变学技术导致兼容的结果，即使在低频率和没有违反FDT观察。在跃迁过程中观察到了一些有趣的粒子统计特性和长时间关联的特征。
2008-12-07 cond-mat.soft
Active colloidal suspensions: Clustering and phase behavior
我们回顾了最近的实验，数值和分析结果的主动悬浮的自推进胶体珠移动（准）二维。活性胶体形成了活性物质这一更大主题的一部分，这一主题以远离热平衡的集体动力学现象的出现而闻名。在实验和计算机模拟中，分离成致密的聚集体，即，团簇和稀气相已经报道，即使当吸引力的相互作用和对齐机制是不存在的。在这里，我们描述了三个实验装置，讨论了不同的推进机制，并总结了相分离的证据。然后，我们比较实验观察数值研究的基础上的极小模型的胶体游泳者。最后，我们回顾了一个平均场的方法来自第一性原理，它提供了一个理论框架的密度不稳定性导致的相分离的活性胶体。
2014-07-25 cond-mat.soft
Inhomogeneous Diffusion in Confined Colloidal Suspensions
本研究通过共聚焦显微镜实验与计算机模拟，定量分析了粗糙壁受限胶体悬浮液的动力学性质，揭示了非均匀扩散等受限印记并探究了表面粗糙度的影响，推进了对受限流体动力学的理解。
2025-04-29 cond-mat.soft
Effect of many-body interactions on the solid-liquid phase-behavior of charge-stabilized colloidal suspensions
电荷稳定的胶体悬浮液的固液相图计算使用的技术，结合连续的泊松-玻尔兹曼描述微观电解质离子与分子动力学模拟的macroionic胶体球。虽然在这种方法中忽略了微离子之间的相关性，但胶体之间的多体相互作用完全包括在内。在高胶体体积分数下确定固-液转变，其中多体相互作用预计是强的。鉴于Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论预测胶体通过Yukawa对势相互作用，我们将我们的结果与简单Yukawa液体的相图进行了比较。在高盐条件下发现良好的协议，而在低离子强度相当大的偏差观察。通过计算有效的胶体-胶体对相互作用，证明了这些差异是由于多体相互作用。我们提出了一个密度依赖的对势的形式截断汤川势，并表明，它提供了一个相当大的改进描述的固-液相的行为浓缩胶体悬浮液。
2002-09-06 cond-mat.soft
Mechanical aging and non-linear rheology of concentrated colloidal suspensions: experimental facts and simple models
许多胶体系统在浓缩时表现出非常非牛顿的和固体状的行为，一个显著的特征是屈服应力的出现。在回顾了胶体颗粒之间相互作用的一些基础知识之后，我提出了一些在这些系统中常见的实验事实：老化和非线性流变学。一个简单的唯象模型，然后介绍，其中的局部状态的系统是由一个单一的标量参数，流动性。我继续在这些系统中的一些异构流的意见。这些笔记并不打算成为一个全面的评论，读者是直接为进一步阅读的参考
2003-03-20 cond-mat.soft
Investigation of the dynamical slowing down process in soft glassy colloidal suspensions: comparisons with supercooled liquids
从动态光散射（DLS）实验中获得的强度自相关函数估计的主要和次要的松弛时间尺度的老化胶态悬浮液的Laponite。这些松弛过程的动态减慢相比，在脆弱的过冷液体的观察，通过建立一个一对一的映射之间的等待时间，因为过滤的Laponite悬浮液和逆的温度的过冷液体，是迅速淬火对它的玻璃化转变温度。新的时间尺度，如Vogel时间和Kauzmann时间，被提取来描述Laponite悬浮液中的动力学停滞现象。结果是强烈地让人联想到那些从接近其玻璃化转变的过冷液体中提取的，它表明，每个Laponite浓度计算的Vogel时间近似等于Kauzmann时间，并且存在一个强耦合的主和次级松弛过程之间的老化Laponite悬浮液。此外，这里给出的实验数据清楚地表明了Laponite悬浮液在样品浓度范围内的老化动力学的自相似性质。
2013-12-04 cond-mat.soft
Leveraging Collective Effects in Externally Driven Colloidal Suspensions: Experiments and Simulations
在这篇综述文章中，我们专注于外部驱动的胶体悬浮液中的集体运动，以及如何利用这些集体效应用于微流体应用。我们强调流体动力学相互作用的主导作用，在自组装，紧急行为，运输和混合性质的胶体悬浮液。一个特别强调的是最近的数值方法来模拟驱动胶体悬浮液在大尺度上。结合实验，他们帮助我们了解紧急动力学，并确定控制参数的个人和集体运动的胶体悬浮液。
2018-10-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wall slip and flow of concentrated hard-sphere colloidal suspensions
我们提出了一个全面的研究的滑移和流动的浓缩胶体悬浮液使用锥板流变仪和同步共聚焦成像。在胶态玻璃体系中，对于光滑的非粘性壁，悬浮液的固体性质导致流变学从大应力下的Herschel-Bulkley（HB）整体流动行为转变为低应力下的宾汉样滑移行为，这对于足够的胶体壁吸引力或胶体级壁粗糙度是抑制的。可视化显示了滑动-剪切转变如何取决于间隙尺寸和两壁的边界条件，并且部分滑动在屈服应力以上持续存在。一个唯象模型，结合宾汉滑移定律和HB散装流量，充分考虑的行为。微观上，宾汉定律与壁处的薄（亚胶体）润滑层有关，从而引起滑移参数对颗粒尺寸和浓度的特性依赖性。我们将此与悬浮液的渗透压和屈服应力，并分析范德华相互作用的影响。对于最大的浓度，我们观察到屈服应力周围的非均匀流动，与最近的工作集中膏体剪切带。我们还描述了残余滑移在浓缩的液体悬浮液中，消失的屈服应力导致共存的（弱）滑移和散装剪切流的所有测量速率。
2012-01-20 cond-mat.soft
Single-particle level access to hydrodynamic and frictional coupling between spheres in dense colloidal suspensions
胶体球在稠密悬浮液中的旋转布朗运动反映了局部流体动力学和摩擦力，这两者对于非线性流变学现象如剪切增稠和堵塞以及拥挤环境中的运输（包括细胞内迁移和血液流动）都是关键的。为了从实验上充分阐明旋转动力学的作用，同时测量所有球体的平移和旋转运动是至关重要的。在这里，我们开发了成分均匀的胶体球，其具有偏心的、完全嵌入的核心，该核心具有与颗粒体不同的荧光团，允许在单颗粒水平上访问所有颗粒的旋转运动。我们揭示了带电胶体晶体中的粒子间流体动力学旋转耦合。我们还发现，较高的局部结晶度在致密的晶体增强旋转扩散，和几乎逮捕的颗粒表现出粘滑旋转运动由于摩擦耦合。我们的方法揭示了大量未开发的局部旋转动力学的致密胶体材料中的球形颗粒。
2020-07-09 cond-mat.soft
Glass transitions in two-dimensional suspensions of colloidal ellipsoids
我们观察到两个步骤的玻璃化转变的胶体椭球单层的视频显微镜。在转动自由度的玻璃化转变是在一个较低的密度比在平移自由度。在这两个过渡之间，椭球形成了一个取向玻璃。接近各自的玻璃化转变，在过冷液体中的旋转和平移的最快移动的颗粒协同移动，并形成具有幂律尺寸分布的集群。随着玻璃化转变的临近，平均团簇尺寸呈幂律发散。平移和旋转最快移动椭球的集群主要形成在伪磁畴内，和域边界周围，分别。
2011-05-29 cond-mat.soft
Re-entrant ordering of solute in a colloidal suspension during solvent evaporation
我们研究了从胶体悬浮液中蒸发溶剂过程中二氧化硅微球在玻璃板上的自组装现象。我们的实验揭示了一个有趣的竞争之间的订购和压缩在一个强有力的驱动，平衡系统所产生的动力学放缓，由于即将到来的玻璃化转变。一个合适的实验条件的选择，最大限度地减少许多其他竞争现象的影响，通常复杂的探测这一基础物理是至关重要的，我们的研究。作为粒子密度和干燥时间的函数的有序-无序相图中的重入行为的建立和结果的解释与模拟和唯象理论的帮助。
2011-06-23 cond-mat.soft
Critical Casimir forces in colloidal suspensions on chemically patterned surfaces
我们研究了胶体颗粒在化学图案化基底存在下浸入水和2，6-二甲基吡啶的二元液体混合物中的行为。接近混合物的临界点，颗粒受到临界Casimir相互作用，力分量垂直和平行于表面。由于这些相互作用的强度和符号可以通过表面性质和混合物温度的变化来调整，临界卡西米尔力允许形成高度有序的单层，但也扩展了胶体作为模型系统的使用。
2008-10-10 cond-mat.soft
Equation of state of charged colloidal suspensions and its dependence on the thermodynamic route
本文在重整化Jelvis模型（RJM）的框架下研究了与盐库接触的高电荷胶体悬浮液的热力学性质。研究发现，状态方程对获得它的特定热力学途径非常敏感，具体地说，用接触值定理计算的RJM内的渗透压与用Kirkwood-Buff涨落关系计算的渗透压有很大的不同。另一方面，蒙特卡罗（MC）模拟表明，有效对势和关联函数都准确地预测的RJM。这表明，在热力学的RJM缺乏自洽性的结果被忽视的抗衡离子和共离子之间的静电关联。
2012-03-26 cond-mat.soft
Velocity oscillations in confined channel flows of concentrated colloidal suspensions
利用快速共聚焦显微镜，在单粒子水平上研究了玻璃微通道中浓胶体的压力驱动流动。对于通道与颗粒尺寸比$a/\bar{D} \lesssim 30$，悬浮颗粒的流速显示波动。对于更高的约束（$a/\bar{D} \simeq 20$），这些转变成规则振荡。我们提出的证据链接这些振荡与溶剂和颗粒（渗透）的相对流量和剪切增稠的约束效果。
2008-06-27 cond-mat.soft
How colloidal suspensions that age are rejuvenated by strain application
我们在这里提出了一个微观研究的剪切作用的致密的纯排斥性胶体悬浮液。我们使用多散斑扩散波光谱学来监测胶体颗粒在受到振荡应变后的瞬态运动。这种技术被证明是有效的记录弛豫时间分布的时间演化。经过高振荡剪切，我们表明，这种分布显示了一个完整的老化行为。然而，当施加中等剪切时，分布以非平凡的方式被修改。高剪切能够消除所有样品的历史并使其恢复活力，而中等剪切有助于其老化。我们称这种现象为过度老化。我们表明，过时效可以理解，如果考虑到完整的形状的弛豫时间分布。我们最后报告如何软玻璃流变模型占这种效果。
2002-10-29 cond-mat.soft
