Phase Behavior of the Patchy Colloids Confined in the Patchy Porous Media
本文提出功能化无序多孔介质模型，结合多种理论方法研究斑块粒子流体在受限条件下的相行为，发现键形成竞争导致具有三个临界点和两个液-气相共存区域的重入相行为，理论预测与模拟结果吻合良好。
2023-11-24 cond-mat.soft
A fully solvable equilibrium self-assembly process: fine tuning the clusters size and the connectivity in patchy particle systems
自组装是控制从无序的预先存在的部分形成良好定义的结构的机制。尽管自组装作为一种制造方法的重要性和越来越多的实验实现复杂的自组装纳米聚集体，理论预测是落后的。在这里，我们表明，对于一个非平凡的自组装现象，起源分支无环集群，它是可能的，以获得一个完全预测的参数自由理论的平衡自组装相结合的Wertheim理论相关联的液体与Flory-Stockmayer的方法化学凝胶化。
2007-08-14 cond-mat.soft
Inverse patchy colloids with small patches: fluid structure and dynamical slowing down
反斑状胶体（IPC）不同于传统的斑状颗粒，因为它们的斑相互排斥（而不是吸引），并吸引（而不是排斥）没有斑的胶体表面部分。这些特定的特征发生，例如，在异质带电的胶体系统中。在这里，我们考虑整体中性IPC携带两个，相对较小，极性补丁。以前的研究相同的模型下的平面限制已经证明了形成的分支，无序的聚集体组成的环状结构。在这里，我们调查通过分子动力学模拟的系统的整体行为，专注于在相图的宽区域的流体相的结构和动力学。此外，静态观测量的仿真结果进行了比较，基于多密度Ornstein-Zernike理论的积分方程方法的缔合Percus Yevick解决方案。理论和数值量之间的一个很好的协议，观察到即使在该区域的相图中的动力学的减速发生。
2014-12-11 cond-mat.soft
Chromatic patchy particles: effects of specific interactions on liquid structure
我们研究了片状颗粒液体的结构和热力学性质，特别关注“颜色”的作用，即单个补丁之间的特定相互作用。一个可能的实验实现这种“彩色”的相互作用是通过装饰与单链DNA接头的颗粒补丁。接头的互补性可以促进预定的贴片对之间的选择性键形成。利用分子动力学模拟，我们比较了“有色”和“无色”体系形成的聚集体的局部连通性、键取向顺序和其他结构性质。分析是做两个不同的补丁安排（四面体和立方）的球形颗粒。结果发现，“无色”片状颗粒的聚集（液体）相是更好地连接，密度和通常具有较强的局部秩序比相应的“有色”的。这反过来又使有色液体在化学上不太稳定。具体来说，我们预测，在一个典型的情况下，色相互作用应该增加相对于无序液体的结晶相的相对稳定性，从而扩大其区域的相图。
2015-01-29 cond-mat.soft
Dimerizing hard spherocylinders in porous media
本研究基于标度粒子理论与液体缔合理论，分析了无序多孔介质中非球形贴片粒子的热力学性质，揭示了缔合相互作用和空间约束对各向同性-向列相转变的影响。
2024-04-01 cond-mat.soft
Entropically Patchy Particles: Engineering Valence through Shape Entropy
片状颗粒是设计和合成用于自组装的纳米颗粒和胶体的流行范例。在“传统的”片状颗粒中，由图案化的涂层、功能化的分子、DNA和其他非线性手段产生的各向异性相互作用创造了将颗粒定向结合成更高有序结构的可能性。虽然非球形颗粒的各向异性几何形状通过范德华力，静电和其他相互作用有助于相互作用的斑块，但颗粒形状如何在熵上有助于自组装现在才开始被理解。最近已经证明，对于硬形状，熵力是方向性的。一个新提出的理论框架，定义和量化的方向熵力证明了各向异性-也就是说，补丁-这些新兴的，吸引力的性质。在这里，我们介绍的熵补丁粒子的概念，作为熵对应的熵补丁粒子。使用三个例子“家庭”的形状，我们明智地修改熵补丁通过引入几何特征的颗粒，以针对特定的晶体结构，然后组装与蒙特卡罗模拟。我们通过平均力和力矩的势来量化涌现熵价。我们推广这些形状操作形状各向异性尺寸，在类比的各向异性尺寸为spectically斑片状颗粒。我们的研究结果表明，熵补丁和紧急价提供了一种方式的工程定向键合到纳米粒子系统，无论是在存在或不存在额外的，非熵力。
2014-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Limiting the valence: advancements and new perspectives on patchy colloids, soft functionalized nanoparticles and biomolecules
有限的键价，通常伴随着明确的方向相互作用和选择性键合机制，现在被认为是创造具有定制特性的复杂结构的关键成分之一：尽管各向同性相互作用单元已经保证了对各种功能材料的访问，但各向异性相互作用可以提供额外的指令来引导特定架构的组装。有效相互作用的各向异性产生了丰富的自组装结构，无论是在适当合成的纳米和微米尺寸的构建块的领域和在自然界中，其中相互作用的各向同性通常是复杂现实的零阶描述。在这篇综述中，我们跨越了广泛的系统，其特点是有限的键价，从新一代的补丁胶体聚合物为基础的功能化纳米粒子，DNA为基础的系统和蛋白质，并描述了如何的相互作用模式的单个构建块可以设计定制的目标最终结构的属性。
2017-05-11 cond-mat.soft
Note: Simple argument for emergent anisotropic stress correlations in disordered solids
现在已经确定，无热无序固体中的力学平衡引起粗颗粒应力场的各向异性空间相关性，其在空间中衰减为$1/r^d$，其中$r$是到原点的距离，并且$d$表示空间维度。在这篇文章中，我们提出了一个简单的，基于几何的参数的尺度形式的新兴的空间相关的应力场在无序固体。
2021-01-04 cond-mat.soft
Stabilizing quasicrystals composed of patchy colloids by narrowing the patch width
我们利用蒙特卡罗模拟研究了具有8个或10个对称排列的片状胶体颗粒的行为。粒子之间的相互作用遵循一种各向同性的对势，这种对势只有一个典型的长度。补丁导致额外的吸引力是各向异性的，并取决于两个相邻粒子的相对取向。我们研究了组装结构中的准晶特别感兴趣。我们发现，补丁宽度是非常重要的：只有在窄补丁宽度的情况下，我们能够观察到亚稳的八边形和十边形准晶，而十二边形准晶也可以发生广泛的补丁。这些结果是重要的，以获得准晶体的相互作用与优选的结合角的理解的作用。我们的研究结果表明，在尖锐的结合角的情况下，因为它们发生在金属合金中，八角形和十边形对称性可能会观察到更经常比在系统中与不太尖锐的结合角，因为它是在软物质系统的情况下，十二边形准晶占主导地位。
2019-06-03 cond-mat.soft
On generalization of Van der Waals approach for isotropic-nematic fluid phase equilibria of anisotropic fluids in disordered porous medium
本文提出了一种求解无序多孔介质中各向异性流体的广义范德瓦尔斯方法。作为参考系，本文在具有Carnahan-Starling和Parsons-Lee修正的标度粒子理论框架下，考虑并描述了无序多孔介质中的硬球柱流体。相互作用的吸引力的一部分是在平均场近似的框架内处理，其中由于取向的依赖性的排除体积的两个spherocylinders，吸引力和排斥力之间的耦合contributions. We专注于spherocylinder流体与足够长的粒子长度的向列相转变建立。结果表明，这两种不同的取向相具有不同的密度和取向顺序的特点。强的影响力的类型的颗粒间的吸引力的各向异性流体在无序多孔介质中的相行为的建立。为此目的，三个简单的模型被认为是，即一个模型与Lennard-Jones各向异性吸引力，一个模型与修改的Lennard-Jones吸引力和一个模型与各向异性方阱势。对于所有考虑的模型，随着孔隙率的降低，相图移到较低密度和较低温度的区域。
2020-03-04 cond-mat.soft
Phase diagram of two-patch colloids with competing anisotropic and isotropic interactions
片状颗粒被认为是蛋白质聚集的一个很好的模型。计算了两块胶体粒子在各向同性势作用下的凝聚平衡相图。这项研究表明，根据各向同性和各向异性势的相对强度，不同的相共存，如无序的簇，链，晶体和束，这些相也报告了葡萄糖异构酶蛋白。我们还表明，形成网络的束是亚稳态对形成的结晶有利的有限尺寸的束，这也是亚稳态的结晶稳定的晶体。这些纤维束似乎是螺旋状的结构，类似于在镰状细胞血红蛋白中观察到的结构。
2019-05-04 cond-mat.soft
Directed assembly of tetrahedral patchy particles
Faculty of Physics and CeNS, Ludwig-Maximilian-University Munich（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学物理学院和CeNS）
研究四面体片状颗粒的定向组装问题，采用基于DNA折纸的方法，通过改变两种结合构型的相对强度，将其组装成多种结构，特定条件下形成特殊结构，笼形物结构还赋予晶体结构颜色。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ordering and association of patchy particles in quasi-one-dimensional channel
本文推广Wertheim一阶热力学微扰理论至准一维通道中的旋转粘性粒子，证明在特定条件下理论精确，并采用NPT系综简化缔合处理，以压力和未键合位点分数表达所有量。
2025-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversible self-assembly of patchy particles into monodisperse icosahedral clusters
我们系统地研究了简单的补丁球模型，可逆地自组装成单分散二十面体集群的设计。我们发现，最佳的补丁宽度是结构特异性（补丁必须足够窄，积极选择所需的集群）和动力学可及性（他们必须足够宽，以避免动力学陷阱）之间的妥协。类似地，为了获得好的产率，温度必须足够低以使簇是热稳定的，但是簇还必须具有足够的热能以允许不正确形成的键断裂。有序团簇可以通过许多不同的动力学途径形成，包括直接成核和涉及大的无序中间体的间接途径。后一种途径与降低温度时中间斑块宽度发生的折返液体到气体的转变有关。我们还发现，组装过程是强大的不准确的补丁位置达到一定的阈值，它是可能的，以取代五个离散的补丁与一个单一的环形补丁没有显着的损失产量。
2007-04-26 cond-mat.soft q-bio.BM
Design of patchy rhombi: from close-packed tilings to open lattices
在功能材料领域，具有可调孔隙率的二维结构的生产对于许多实际应用是至关重要的：具有规则孔阵列的表面可用于选择性吸附或固定在形状和/或尺寸上与孔互补的客体单元，从而实现例如选择性过滤或对外部刺激的明确响应。控制这种结构形成的原理在分子和胶体尺度上都是有效的。在这里，我们提供了简单的设计方向，结合建筑单位的各向异性形状-无论是分子或胶体-和选择性定向键合。使用广泛的计算机模拟，我们表明，经常菱形血小板装饰有吸引力和排斥力的相互作用网站导致特定的平铺，顺利地从密堆积的安排开放的晶格。所观察到的丰富的平铺场景背后的理由可以描述在空间不相容性，不满意的键合几何形状和本地和长程序之间的相互作用。
2019-07-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Controlling crystallization and its absence: Proteins, colloids and patchy models
控制颗粒的结晶行为（包括其不存在）的能力，无论它们是生物分子如球状蛋白质、无机胶体、纳米颗粒还是合金中的金属原子，都具有基础和技术重要性。从生物系统对蛋白质行为的精密控制中可以学到很多东西，其中蛋白质结晶和聚集通常被抑制，但在特定情况下，可以形成具有功能目的的复杂晶体组装体。我们还探讨了可以从计算建模中获得的见解，重点是粒子间相互作用，优选的局部顺序和由此产生的结晶动力学之间的微妙的相互作用。特别是，我们强调的“挫折”，其中有一个优选的本地顺序和全球晶体秩序之间的不相容性，使用原子玻璃形成和模型各向异性颗粒的例子所发挥的作用。
2007-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Orientational phase transitions induced by two-patch interactions
本研究针对二维双斑块粒子体系，揭示了各向异性斑块相互作用与三角晶格耦合产生的多种取向相变行为，为相关相变与临界现象研究及斑块相互作用设计提供了新方向。
2025-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling morphology in hybrid isotropic/patchy particle assemblies
布朗动力学被用来研究在各向同性粒子（IP）的混合系统中的自组装，结合代表特殊“设计者粒子”的各向异性构建块。这些被建模为球形斑块颗粒（PP），仅允许其斑块和IP之间的结合。在这项研究中，两种类型的PP被认为是：八面体PP（Oh-PPs）和正方形PP（Sq-PPs），八面体和正方形排列的补丁，分别。自组装另外通过模拟退火过程来促进。所得到的结构的特征在于在立方有序的局部相关性的组合，和键取向序参量（SymbBOP）的特定的变化。通过改变PP/IP尺寸比，我们在两种类型的系统中检测到两种不同形态之间的急剧交叉。高对称相，NaCl晶体的OH-PP和正方形晶格的SQ-PP，观察到较大的尺寸比。对于较小的，主要形态是显著不同的，例如，Oh-PP形成紧密的无定形结构，其中相邻PP主要为面对面取向。不寻常的形态没有一个长程序，它仍然是可能的，以确定组织良好的连贯集群的这种结构，由于我们的SymbBOP为基础的表征。
2021-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Studying protein assembly with reversible Brownian dynamics of patchy particles
蛋白质复合物如病毒壳、中心粒、核孔复合物或肌动蛋白细胞骨架的组装强烈地由它们的空间结构决定。此外，越来越清楚的是，蛋白质组装的可逆性也是其生物学功能的基本要素。在这里，我们介绍了一种计算方法的各向异性组装和完全可逆反应的补丁粒子的布朗动力学。不同的粒子随机缔合和解离的微观反应速率取决于它们的相对空间位置。所有蛋白质复合物的平移和旋转扩散特性进行了评价。因为我们专注于可逆组装，我们引入了一个计划，确保详细的平衡补丁粒子。然后，我们展示了宏观速率如何遵循微观速率。作为一个有指导意义的例子，我们研究了组装的五聚体环结构，我们发现模拟结果和宏观动力学描述之间的协议，没有任何可调参数。这表明我们的方法正确地解释了蛋白质组装中涉及的扩散和反应过程。
2014-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
The vibrational density of states of a disordered gel model
本文研究了在不同相对组成$x_2$下，两块和三块胶态斑片粒子的二元混合物在简谐近似下的振动态密度（vDOS）。在低温下，该体系形成热可逆凝胶，即两片颗粒链的完全键合网络，其中分支点由三片颗粒提供。对于所有的组合物，我们发现在vDOS中的一个明显的峰值在低频率的高度增长上增加的分数的两个功能的颗粒，或相当于链的平均长度。为了识别各种光谱特征，我们比较了整个系统的vDOS与网络的小的代表性结构之一，并与一个长的线性链的两个补丁粒子的vDOS，我们发现，这些结构确实能够合理化的各种峰在整个系统的vDOS。在大的$x_2$中，凝胶和长链的vDOS显示出显著的相似性。分析线性链的色散关系和光谱，我们表明，过量的低频模式，玻色子峰在玻璃无序系统中的模拟，来自旋转和平移之间的强耦合。
2011-08-30 cond-mat.soft
The orientational structure of a model patchy particle fluid: simulations, integral equations, density functional theory and machine learning
本文针对四面体四斑块Kern-Frenkel流体，结合积分方程、分子密度泛函理论与机器学习方法构建非均匀密度泛函，并通过与模拟对比验证其性能，旨在发展适用于一般各向异性流体的机器学习增强泛函。
2025-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-assembly of anisotropic particles on curved surfaces
该研究通过分子动力学模拟探究表面曲率与各向异性斑贴颗粒的耦合作用，揭示了丰富的几何相图与类玻璃态等独特结构，为材料设计提供了新的形貌调控空间。
2025-10-29 cond-mat.soft
Patchy sticky hard spheres: analytical study and Monte Carlo simulations
我们考虑一个硬球轴承一个或两个均匀的圆形粘性补丁，分布，以便不重叠的流体。如果两个球的中心连线与每个球上的一个补丁相交，则两个球通过“粘性”巴克斯特势相互作用，否则通过硬球势相互作用。我们分析的位置的流体-流体的过渡和渗流线的大小的补丁（分数覆盖的球体的表面）和补丁的数量内的维里扩展到第三阶和内的前两个条款（C 0和C1）的一类封闭Cn铰链上的直接关联函数的密度扩展的函数。我们发现，这两条线的位置敏感地依赖于总的粘合剂覆盖率及其分布。在所选择的近似理论中，处理几乎完全是解析的。我们测试我们的研究结果，通过专门的蒙特卡罗（MC）模拟，并发现的关键行为的主要定性特征，以及捕捉尽管低密度微扰性质的封闭。引入各向异性吸引力到模型悬浮液的球形颗粒是第一步更现实的描述球形蛋白质在溶液中。
2007-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Regimes for Driven Colloidal Particles on a Periodic Substrate at Commensurate and Incommensurate Fillings
我们研究胶体颗粒驱动周期性松饼锡基板使用数值模拟。在没有驱动力的情况下，该系统表现出丰富多样的相称和不相称的静态相，其中拓扑缺陷可以形成畴壁，有序条纹，超晶格和无序补丁制度作为填充分数的函数。当施加外部驱动时，这些不同的静态相位产生不同的动态响应。在无公度填充物处，流动通常以与拓扑缺陷结构的运动相关的局部脉冲或孤子的形式发生。我们还发现与速度力曲线的变化，拓扑缺陷安排的结构转变，以及速度分布和粒子轨迹的修改相关联的不同类型的移动状态之间的动态过渡。我们发现，有序和无序流动之间的动态转换表现出滞后，而在强无序制度没有滞后和速度力曲线是光滑的。当存在条纹图案时，可以沿着条纹方向而不是沿着驱动方向发生传输。结构动态转变也可以发生在钉扎制度时，所施加的驱动器导致扭曲的纵向钉扎的粒子，而钉扎网站捕获的粒子保持不动。
2013-06-07 cond-mat.soft
The stability of a crystal with diamond structure for patchy particles with tetrahedral symmetry
模型各向异性粒子的相图与四个有吸引力的补丁在四面体的安排已计算在两个不同的值的范围内的潜力，与调查的条件下，可以形成金刚石晶体的目的。我们发现，金刚石相是从来没有稳定的，为我们的长期潜力。在低温和低压下，流体冻结成体心立方固体，该体心立方固体可以被视为两个互穿的金刚石晶格，在两个子晶格之间具有弱相互作用。在压缩时，取向有序的面心立方晶体变得比体心立方晶体更稳定，并且在较高温度下，塑性面心立方相通过由于取向无序而增加的熵而稳定。一个类似的相图被发现为较短的范围内的潜力，但在低温和低压下，我们也发现了一个区域，在该区域的金刚石相的体心立方相的青睐。相对于体心立方固体，金刚石结构的较高振动熵解释了为什么即使后一相的焓较低，它也是稳定的。对从晶种开始的金刚石结构的生长进行了一些初步研究。尽管金刚石相在长程模型中永远不会稳定，但流体与体心立方晶体之间以及流体与金刚石晶体之间的界面的直接共存模拟表明，在足够低的压力下，在这两种情况下，固体都很可能生长成金刚石晶体，尽管存在一些缺陷。这些结果突出了动力学效应在片状颗粒系统中金刚石晶体形成中的重要性。
2010-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A closed-form theory of charge-regulated electrostatic interactions between anisotropically charged spheres
Department of Theoretical Physics, Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所理论物理系）
本研究提出融合电荷调控与斑状特性的闭式理论，推导各向异性带电球体的相互作用能，应用于两种蛋白质时可复现实验数据并预测吸引态条件的扩展。
2026-10-27 cond-mat.soft
Clogging and Jamming of Colloidal Monolayers Driven Across a Disordered Landscape
我们实验研究堵塞和堵塞的相互作用的顺磁性胶体驱动通过淬火无序景观的固定障碍物。当粒子被迫穿过两个障碍物之间的一个单一的孔，我们发现一个间歇性的动力学特征的爆发大小的指数分布。在集体水平上，我们观察到淬火无序降低了粒子的流动，但它也大大增强了“更快更慢”的效果，当增加粒子的速度。此外，我们表明，堵塞事件可以通过调整在运输过程中的颗粒之间的相互作用对控制，这样的胶体流减少排斥相互作用，但增加各向异性吸引。我们提供了一个实验测试平台，以调查的关键作用的无序堵塞和堵塞在驱动的微尺度物质。
2017-12-14 cond-mat.soft
Diffusion, viscosity and linear rheology of valence-limited disordered fluids
本文数值研究了斑块粒子无序系统的动力学与线性流变学，发现动力学受成键控制，验证了Stokes-Einstein关系，并表明可通过粒子组成调节流变响应，为理论框架提供数据支持。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and elasticity of model disordered, polydisperse and defect-free polymer networks
无序和多分散聚合物网络的弹性是软物质物理学的一个基本问题，至今尚未解决。在这里，我们通过模拟二价和三价或四价片状颗粒的混合物自组装聚合物网络，这导致类似于实验随机交联系统的指数链长分布。组装完成后，网络连接和拓扑将被冻结，并对生成的系统进行特征化。我们发现网络的分形结构依赖于组装的数密度，但是具有相同平均价和相同组装密度的系统具有相同的结构性质。此外，我们计算的均方位移的长时间限制，也被称为（平方）本地化长度，的交联和链的中间单体，显示长链的动态是很好地描述了管模型。最后，我们找到了在高密度下连接这两个局部化长度的关系，并将交联局部化长度与体系的剪切模量联系起来。
2023-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multiscale simulations of anisotropic particles combining Brownian Dynamics and Green's Function Reaction Dynamics
例如，细胞生物化学网络或自组装软物质中的复杂反应扩散过程的建模可以通过采用多尺度算法来极大地加速，该多尺度算法将介观格林函数反应动力学（GFRD）方法与显式随机布朗、朗之万或确定性分子动力学相结合以在微观尺度下处理反应物[A. Vijaykumar，P.G. Bolhuis和P.R. Ten Wolde，J. Chem. Phys. { \bf 43}，21：214102（2015）]。在这里，我们扩展了这种多尺度BD-GFRD方法，包括取向动力学，这是至关重要的描述各向异性的相互作用，往往普遍存在于生物分子系统。我们说明了新的算法，使用一个简单的补丁粒子模型。在对算法进行验证后，我们讨论了它的性能。旋转BD-GFRD多尺度方法将为大规模模拟例如蛋白质信号网络开辟可能性。
2016-11-28 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.MN
Strain localization and failure of disordered particle rafts with tunable ductility during tensile deformation
对二维多分散颗粒筏状结构的无序固体模型进行了准静态拉伸实验。通过控制毛细管相互作用范围来调节延展性，毛细管相互作用范围随颗粒尺寸而变化。在拉伸试验期间，在弹性形变的初始阶段之后，应变局部化发生并且导致剪切带的形成，在该剪切带处支柱随后失效。在这个过程中，具有长程相互作用的小颗粒可以承受大的塑性形变而不会形成明显的空隙，而具有短程相互作用的大颗粒则会在小变形下破裂而急剧失效。粒子级结构进行了测量，应变局部化区域被发现具有较高的结构各向异性比散装。各向异性位点和颗粒重排之间的局部相互作用是驱动应变局部化和随后的破坏的主要机制，并且这种相互作用在延性和脆性行为之间存在显著差异。
2020-05-08 cond-mat.soft
Disorder-driven transition to tubular phase in anisotropic two-dimensional materials
本文发展了一种具有正交晶体对称性的无序二维柔性材料的反常弹性理论。类似于清洁的情况下，我们预测存在无限多个平坦的相位与各向异性的弯曲刚度和杨氏模量显示幂律缩放与动量控制的一个单一的普遍指数，非常相同的清洁各向同性的情况下。随着温度的升高或无序度的增加，这些扁平相发生皱曲转变。值得注意的是，与在所有空间方向上同时发生起皱的各向同性材料相反，各向异性材料起皱成管状相。与在非物理高温下发生皱曲转变的干净情况不同，即使在室温条件下也可以存在无序诱导的管状皱曲相。我们的结果适用于各向异性原子单层掺杂的吸附原子或重离子轰击无序。
2022-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Photon random walk model of low-coherence enhanced backscattering (LEBS) from anisotropic disordered media: a Monte Carlo simulation
相干波在随机介质中沿时间反演路径传播时，相干波之间的相长干涉导致在接近后向散射的方向上观察到的光散射增强。这种现象被称为增强后向散射（EBS）。根据扩散理论，EBS锥的角宽度与光的波长$λ$与随机介质的传输平均自由程长度ls* 的比率成比例。在生物介质中，大的1 * ~ 0.5-2 mm $λ$导致EBS锥的极小（~0.001 $^\degree$）角宽度，使得难以实验观察这种窄峰。最近，证明了在低空间相干照明（空间相干长度Lsc<<ls*）下观察EBS的可行性。低空间相干性表现为拒绝较长路径长度的空间滤波器，并且因此导致低相干性EBS（LEBS）锥的角宽度增加超过100倍。然而，传统的基于扩散近似的EBS模型已经无法解释这种急剧增加的LEBS宽度。在此，我们提出了一个光子无规行走模型的LEBS使用蒙特卡罗模拟阐明机制占前所未有的LEBS峰加宽。通常，散射光子的出射角在扩散机制中的EBS建模中不被考虑。我们表明，小的出射角是高度敏感的低阶散射，这是至关重要的LEBS的准确建模。我们的结果表明，该模型的预测与实验数据非常吻合。
2005-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Formation of double glass in binary mixtures of anisotropic particles
我们研究了在两个维度的椭圆形和圆形颗粒的混合物中的玻璃化转变，使用取向相关的Lennard-Jones势。通过改变势、尺寸比和浓度等各向异性参数，我们实现了双玻璃，其中粒子的位置和取向都是无序的，但仍保持介观有序。椭圆在垂直或平面方向上锚定在圆形杂质周围。我们研究旋转和平移的时间-关联函数的减速。翻转运动的椭圆被激活更频繁的配置变化，后者导致结构松弛。
2013-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic control of self-assembly of quasicrystalline structures through reinforcement learning
Future University Hakodate（函馆未来大学）；Mathematics for Advanced Materials-OIL, AIST（日本国立研究开发法人产业技术综合研究所先进材料数学研究部门-OIL）
本文采用 Q-learning 学习温度控制策略，引导补丁粒子沿有利动力学路径自组装为低缺陷 DDQC，并借助三势阱模型解释强化学习发现特征温度的机制。
2024-09-19 cond-mat.soft cs.LG
Anisotropic suppression of hyperuniformity of elastic systems in media with planar disorder
无序超均匀材料由于其独特的物理性质而引起人们的关注。在这些系统中，大规模的密度波动被强烈抑制，就像在完美的晶体中一样，即使系统可以像液体一样无序。然而，超均匀性可能受到不同类型的淬火无序的影响，这些无序可避免地存在于成分成核的主体介质中。在这里，我们使用涡旋物质在超导体作为一个模型的弹性系统，研究如何平面相关的障碍影响，否则超均匀结构成核的样品与薄弱点无序。缺陷平面以各向异性的方式抑制超均匀性：虽然在缺陷的横向方向上，长波长密度波动是非零的，但在纵向方向上，它们较小，并且系统最终可以恢复足够厚的样品的超均匀性。我们的研究结果强调，需要考虑的性质的混乱和厚度依赖的尺寸交叉在寻找新的超均匀材料。
2022-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Self-assembly of "Mickey Mouse" shaped colloids into tube-like structures: experiments and simulations
通过实验和计算机模拟研究了三角形各向异性片状粒子的自组装。胶体颗粒在两步种子乳液聚合过程中合成，并且由以$\sim$ 90 $^{\circ}$的角度连接到两个粗糙叶的中心光滑叶组成，类似于“米老鼠”头的形状。由于重叠体积的差异，添加适当的洗脱剂仅在胶体的光滑叶之间诱导吸引相互作用，而两个粗糙叶充当空间约束。“米老鼠”颗粒的基本上平面的几何形状是哑铃形片状颗粒的第一几何偏差。这种新的几何形状预计将形成一维管状结构，而不是球形，基本上是零维胶束。在足够强的吸引力下，我们确实发现了管状结构，其核心是粘性叶，而非粘性叶则是空间约束，将生长限制在一个方向上，从而在实验和模拟中提供了具有明确直径但长度可变的管。在模拟中，我们发现管状碎片的内部结构可以是直的，也可以扭曲成所谓的Bernal螺旋。
2014-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular dynamics simulation of orientational glass formation in anisotropic particle systems in three dimensions
提出了一个简单的微观分子动力学模拟模型，用于三维取向玻璃的研究。我们目前的模拟结果为轻度各向异性颗粒和球形杂质的混合物。我们实现了在旋转相中没有取向顺序的fcc固体。随着温度$T$的降低，无序的基体逐渐被四种取向有序的菱面体畴所取代。两相共存在一个温度窗口内实现。杂质用于锚定周围各向异性颗粒的取向，导致精细划分的域或中远程取向顺序。我们研究的旋转动力学的分子取向是在低$T$减慢。我们预测的形状记忆效应下的拉伸周期由于变量间的转换。
2012-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
