How antagonistic salts cause nematic ordering and behave like diblock copolymers
我们目前的模拟结果和解释性的理论如何拮抗盐影响调幅分解的二元流体混合物。我们发现，spinodal分解被捕，复杂的结构形式，只有当静电离子-离子相互作用小。在这种情况下，流体和离子浓度耦合，并且电荷场可以近似为单独的相对流体浓度的多项式函数。当离子从一个流体相转移到另一个流体相的溶剂化能为几个kBT的量级时，耦合的流体场和电荷场根据Ohta-Kawasaki自由能泛函演化。这使我们能够准确地预测结构尺寸，并将参数空间减少到两个无量纲数。在我们的模拟中的拮抗盐的存在下诱导的层状结构表现出高度的有序性和有序域随时间的增长似乎遵循幂律。该幂律具有与盐浓度成比例的时间指数。我们重现和解释中子散射数据从以前的实验类似的系统。在这些实验中观察到的高盐浓度的结构溶解同意我们的模拟，我们解释它作为一个消失的表面张力由于静电的贡献的结果。最后，我们提出了初步的3D结果显示相同的形态预测的Ohta-Kawasaki模型作为体积分数的函数，并表明我们的研究结果从2D系统仍然有效的3D。
2019-02-19 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Mesoscale phenomena in solutions of 3-methylpyridine, heavy water, and an antagonistic salt
我们已经调查了有争议的问题，关于3-甲基吡啶（3 MP），重水，和四苯硼钠（NaBPh 4）的解决方案的介观尺度的行为相结合的结果从动态光散射（DLS）和小角中子散射（SANS）。我们已经解决了三个问题：（i）什么是起源的中尺度不均匀性（大小为100 nm的顺序）表现为“慢模式”在DLS？(ii)从SANS观测到的周期性结构是该系统的固有特性吗？(iii)在这个系统中，临界行为的普适性类别是什么？我们的研究结果证实，从DLS实验中观察到的“慢模式”对应于长寿命，高度稳定的中尺度液滴（尺寸为100 nm的顺序），只有当溶质（3 MP）被疏水杂质污染时才会发生。SANS数据证实存在周期性约为10 nm的周期性结构。这种周期性结构不能通过纳米孔过滤消除，因此确实是固有的溶液性质。在DLS实验所研究的浓度和温度范围内，该体系的临界行为表明其临界性属于三维伊辛模型的普适类。
2013-08-22 cond-mat.soft
Microphase separation in oil-water mixtures containing hydrophilic and hydrophobic ions
我们发展了一种基于格子的蒙特卡罗模拟方法，能够处理带电混合物的介电异质性。使用这种方法，我们研究了含有拮抗盐的油水混合物，具有亲水性阳离子和疏水性阴离子。我们的模拟揭示了几个阶段与空间调制的溶剂组合物，其中的离子分配之间的富水和贫水区域根据其亲和力。除了最近观察到的层状相，我们发现管状，液滴，甚至gyroid相让人想起那些发现在嵌段共聚物和表面活性剂系统。有趣的是，这些结构源于离子介导的相互作用，其允许通过浓度、离子性质和温度来调节相行为。
2017-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning colloid-interface interactions by salt partitioning
我们表明，油分散的胶体颗粒与油-水界面的相互作用是高度可调的吸引力排斥，无论是通过改变通过电荷调节的胶体电荷的符号，或通过改变溶解的阳离子和阴离子之间的亲水性的差异。此外，我们调查尚未探索的相互作用之间的自我调节的胶体表面电荷分布与平面双电层的油-水界面和胶体周围的球形。我们的研究结果解释了最近的实验，并与可调皮克林乳液直接相关。
2016-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Direct measurements of the effects of salt and surfactant on interaction forces between colloidal particles at water-oil interfaces
胶体颗粒之间的力量在癸烷-水界面，在低浓度的一价盐（NaCl）和表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的存在下，在水的亚相，已使用激光镊子进行了研究。在不存在电解质和表面活性剂的情况下，颗粒相互作用表现出长程排斥，但不同的颗粒对的相互作用的变化被发现是相当大的。因此，对几个粒子对取平均值被认为是必要的，以获得可靠的评估盐和表面活性剂的影响。之前已经提出，排斥与油相中少量解离电荷之间的静电相互作用一致，导致随着距离的-4次方衰减，并且不存在电解质浓度的任何影响。然而，目前的工作表明，增加电解质浓度确实产生，平均而言，与电解质浓度的相互作用力的大小减少。这意味着水侧的电荷也对静电相互作用有显著贡献。SDS浓度的增加导致相互作用力的类似减小。此外，固定SDS浓度下的排斥力随着时间的推移而降低。最后，测量三体相互作用提供了洞察的各向异性的相互作用的性质。在油-水界面处的颗粒之间的独特的时间依赖性和各向异性相互作用允许定制悬浮结构的聚集动力学和结构。
2007-09-07 cond-mat.soft
Paradoxical Coffee-Stain Effect Driven by the Marangoni Flow Observed on Oil-Infused Surfaces
观察到放置在硅油浸渍的基底上的含有盐水溶液的液滴在蒸发下形成咖啡污渍沉积物。对于体积为5-300微升的液滴，记录了各种摩尔浓度的盐的环状沉积物的形成。当接触线被脱钉时，效果发生，并且硅油阻止了从液滴边缘的蒸发。咖啡渍沉积物的形成与溶质-毛细管Marangoni流有关;平行发生的热-毛细管流的影响可以忽略不计。
2017-10-25 cond-mat.soft
Experimental Demonstration of the Stabilization of Colloids by Addition of Salt
我们证明了一个一般的非-Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek方法来稳定液体中的胶体。通过这种方法，最初形成不稳定悬浮液和从液体中沉淀的胶体颗粒通过向悬浮液中加入盐而稳定。然而，预期盐不会吸附胶体表面或与胶体表面直接相互作用。为了使该方法起作用，液体应该是混合物，并且盐需要是拮抗的，使得每个离子优先被混合物的不同组分溶剂化。稳定性可取决于盐含量、混合物组成或与混合物的共存线的距离。
2014-09-11 cond-mat.soft physics.chem-ph
Solvation Effects in Phase Transitions in Soft Matter
极性二元混合物中的相变甚至可以通过少量的盐而显著改变。这是因为优先溶剂化强烈依赖于环境组成。结合我们在这一问题上的研究总结，我们提出了一些详细的结果，由亲水性和疏水性离子组成的拮抗盐的作用。这些离子倾向于在液-液界面处分离，并选择性地耦合到富水和富油组成波动，导致中间相形成。在我们的二维模拟中，根据相互作用参数（或温度）和盐密度，可以停止或减缓畴结构的腐蚀。我们实现了条纹图案在临界组成和液滴图案在非临界组成。在后一种情况下，带电液滴出现相当大的尺寸分散在一个封闭的区域。我们还给出了离子之间的结构因子，占库仑相互作用和溶剂化的组成波动介导的相互作用。
2010-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Destructed double-layer and ionic charge separation near the oil-water interface
我们研究悬浮液的疏水带电胶体球分散在分层的油-水混合物通过修改后的泊松-玻尔兹曼理论，考虑到图像电荷效应和分区的一价离子。我们发现，离子对油的厌恶可以破坏油分散胶体的双层。这影响了胶体吸附到油-水界面的盐浓度依赖性定性。该理论还预测了一个狭窄的范围内的油介电常数，其中微米级的油包水液滴获得足够的电荷结晶在体积分数小到$\sim 10^{-3}$在没有胶体。这些发现解释了最近的观察结果[M. E。Leunissen { \em等人}，Proc. Nat. Ac. Sci { \bf 104}，2585（2007）]。
2007-05-16 cond-mat.soft
The interaction between colloids in polar mixtures above Tc
本文计算了在临界温度附近或之上的含盐混合水溶液中两种胶体之间的相互作用势。我们发现，由于在胶体表面的优先溶剂吸附和优先离子溶剂化的组合，吸引相互作用远离共存曲线。我们表明，离子特异性相互作用强烈依赖于盐的加入量以及混合物的组成。我们的结果与最近的实验结果是一致的。对于亲水性阴离子和疏水性阳离子的高度拮抗性盐，预测在中间胶体间距离的排斥相互作用，即使单独的静电力和吸附力是有吸引力的。
2012-01-17 cond-mat.soft
Phase Behavior and Emulsion Stability of the Aot/Decane/ Water/NaCl System at Very Low Volume Fractions of Oil
考察了正癸烷/水/气溶胶-OT和盐组成的三元体系的稳定性。相图和乳液的组成与Hofman和Stein [Hofman，1991]以前研究的相似。根据我们的结果，与一般经验相反，这些系统在非常接近平衡区时表现出最大稳定性。
2014-10-09 cond-mat.soft
Asphaltene aggregation onset during high-salinity waterflooding of reservoirs (a molecular dynamic study)
本研究的主要目的是建立一个理解的作用，高盐度盐水的沥青质聚集的强度开始在注水的石油储层。我们已经表明，当将纯水和低盐度水注入储层时，沥青质在水驱过程中具有形成聚集体的高度倾向。为了实现本目标，分子动力学模拟沥青质油/水系统进行。油相由沥青质和邻二甲苯组成，其中沥青质分子是完全可溶的。我们的模拟结果表明，高盐度盐水对七种不同的模型沥青质油的盐溶效应导致沥青质聚集的发生与纯水相比显着减少。这种盐溶效应主要是由于在高压和高温下油相中的水溶性显著降低。
2019-07-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Equilibrium protein adsorption on nanometric vegetable-oil hybrid film/water interface using neutron reflectometry
在空气-水界面处，使用具有交联的甲硅烷基化基团的官能化蓖麻油（ICO）已经形成厚度为约两纳米的纳米膜。这些混合膜代表了在生物医学应用中替代传统聚合物材料的优秀候选材料，但它们需要在与蛋白质吸附高度相关的生物相容性方面进行优化。中子反射率已被用来研究吸附的两个模型蛋白质，牛血清白蛋白和溶菌酶，在硅烷基化油（ICO）-水界面的存在和不存在的盐在生理离子强度和pH值和在不同的蛋白质浓度。这些测量进行比较，吸附在空气-水界面。虽然盐在空气-水和油-水界面上以类似程度增强吸附，但油膜的影响是显著的，与空气-水界面相比，油-水界面上的吸附高三到四倍。在这些条件下，两种蛋白质吸附层的浓度曲线表明多层吸附：外层（油侧）的厚度接近蛋白质分子短轴的尺寸，约30 μ m，表明长轴平行于界面的侧向取向。内层延伸至55-60微米。有趣的是，在所有情况下，油膜的组成保持完整，没有显著的蛋白质渗透到膜中。在这些纳米膜上的最佳吸附，1.7-2.0 mg $\bullet$ m-2，与最近使用石英晶体微量天平和原子力显微镜在厚固体交联膜上获得的结果相当，特别显示在标准生理条件下在这些ICO膜界面处的吸附是非特异性的。这些结果提供了有用的信息，对阐述植物油为基础的纳米膜，在直接的纳米级应用或作为前体膜在制造较厚的宏观膜用于生物医学应用。2
2020-11-20 cond-mat.soft
Salt-induced microheterogeneities in binary liquid mixtures
用小角X射线散射（SAXS）和液相理论研究了盐诱导二元液体混合物微观非均相（MH）的形成。以前的实验表明，这种现象发生在拮抗盐，其阳离子和阴离子更喜欢溶剂混合物的不同组分。然而，到目前为止，导致MH特征长度尺度的确切机制仍不清楚。在这里，它表明，MHs可以产生的短程相互作用和长程偶极子相互作用的竞争。通过拟合推导出的关联函数，可以定量地再现实验SAXS图谱，而无需假设任何特定的模型。的MH结构相对于离子强度和温度的依赖性进行了分析。接近分层相变，临界行为发生相对于在相图中的旋节线。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Spontaneous Charging and Crystallization of Water Droplets in Oil
我们研究的自发充电和结晶的球形微米大小的水滴分散在油中的数值求解，在泊松-玻尔兹曼理论的几何形状的球形细胞，在系统中的阳离子和阴离子的密度分布。我们考虑到筛选，离子玻恩自能油和水之间的差异，并在两种介质中的离子分区。我们发现，液滴的表面电荷密度诱导的离子分区是显着的液滴曲率和液滴的有限密度的影响。我们还发现，盐的浓度和介电常数制度，其中预测的水滴的结晶相比，大大提高了基于平面油-水界面的结果，从而提高了与最近的实验定量一致。
2008-07-31 cond-mat.soft
Salt-Driven Assembly of Magnetic Silica Microbeads with Tunable Porosity
多孔磁性二氧化硅微球具有吸附性能强、易于回收等优点，在生物和环境领域具有广阔的应用前景。这项工作的目的是开发一种新的，廉价的和环境友好的方法的基础上团聚的纳米粒子在水液滴。使用乳液作为几何约束预期导致形成具有取决于水相含量的可调组成的球形珠粒。在室温下，通过向含有二氧化硅和氧化铁纳米颗粒的油包水乳液中加入氯化钙诱导胶体去稳定化来制备磁性二氧化硅珠。研究了盐浓度、乳化方式、疏水表面活性剂浓度以及二氧化硅含量对乳化效果的影响。该方法能够生产直径在1微米和9微米之间的球形珠粒。使用能量色散X射线光谱法和扫描透射电子显微镜证实了在珠结构内掺入磁性纳米颗粒，并导致制备产率高达84%的磁响应珠的生产。通过在油相中加入表面活性剂Span 80，可以调节珠粒的粗糙度和孔隙率。
2020-05-17 cond-mat.soft physics.app-ph
Dynamics of Binary Mixtures with Ions: Dynamic Structure Factor and Mesophase Formation
提出了在优先溶剂化存在下含离子的极性二元混合物的动力学方程。在单相状态下，我们计算的动态结构因子的组成占离子运动。微相分离可以发生足够大的溶剂化不对称的阳离子和阴离子。我们显示了与拮抗盐，其中阳离子是亲水性的和阴离子是疏水性的中间相形成的二维模拟结果。所得中间相中的结构因子S（q）在Debye-Huckel波数量级的中间波数处具有尖锐的峰。随着淬火深度的增加，由于双电层的存在，中间相的表面张力几乎为零。
2009-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cleaning ability of mixed solutions of sulfonated fatty acid methyl esters
在这里，我们提出了一个系统的研究结果，从固体表面（瓷器和不锈钢）的脂肪酸磺酸甲酯（SME），钠盐的解决方案的油性沉积物的清洁。两性离子十二烷基二甲基氧化胺（DDAO）已被用作助表面活性剂。作为植物油和矿物油的代表，已使用葵花籽油和轻质矿物油。已经监测了油滴从固体基底（卷起机制）脱离的过程。在瓷器的情况下，通过SME和DDAO的混合溶液实现了出色的油清洁。在不锈钢的情况下，SME的二元和三元混合物提供了优异的清洁（优于直链烷基苯磺酸盐和月桂基醚硫酸钠的清洁），其还可以包含DDAO。对于所研究的系统，良好的清洁既不与油/水界面张力，也不与表面活性剂链长和头基类型。这些数据意味着，控制因素可能是在固体/水界面上形成的胶束层的厚度和形态。结果表明，SME混合物代表了用于家用洗涤剂中的制剂的有前途的体系，还考虑到SME的其他有用性质，例如生物降解性、皮肤相容性和硬水耐受性。
2020-01-10 cond-mat.soft
Uncovering the nanoscopic phase behavior of ternary solutions in the presence of electrolytes: from pre-Ouzo to Ouzo region
研究反式茴香脑/乙醇/水三元体系中电解质对无表面活性剂微乳液结构与相分离的调控，揭示不同液滴区对离子强度的差异化响应及盐致相分离机制。
2025-06-16 cond-mat.soft physics.chem-ph
Interaction between Nearly Hard Colloidal Spheres at an Oil-Water Interface
我们表明，空间稳定，近硬球[聚（甲基丙烯酸甲酯）-聚（甲基丙烯酸月桂酯）（PMMA-PLMA）]胶体之间的相互作用潜力在水-油界面有一个可以忽略不计的未屏蔽偶极子的贡献，这表明以前开发的带电粒子在液体界面的模型不一定适用于空间稳定的粒子。粒子间的潜力，$U(r)$，提取径向分布函数[ $g(r)$，通过荧光显微镜测量]通过Ornstein-Zernike反演和通过反向蒙特卡罗方案。然后通过闪烁光阱中的颗粒跟踪来验证结果。使用贝叶斯模型的比较，我们发现，我们的PMMA-PLMA数据是更好地描述了一个屏蔽的偶极子，而不是一个功能的形式，有一个屏蔽的偶极子加上一个未屏蔽的偶极子项。我们假设，我们观察到的长程排斥主要是通过带电界面上的中性空穴之间的相互作用产生的，即，液体界面的电荷通常不能被忽略。与此解释一致，我们发现，可以通过改变水相中的盐浓度来调节相互作用。最近的理论工作的启发点电荷在介电界面，我们解释在这里是相关的，我们表明，筛选$\frac{1}{r^2}$长期也可以用来适应我们的数据。最后，我们提出了测量聚（甲基丙烯酸甲酯）-聚（12-羟基硬脂酸）（PMMA-PHSA）颗粒在水-油界面。这表明，对于PMMA-PHSA颗粒，有一个额外的贡献的相互作用潜力。这与我们对散装油中PMMA-PHSA胶体的光镊测量一致，这表明它们是轻微带电的。
2020-07-01 cond-mat.soft
Self-propulsion of pure water droplets by spontaneous Marangoni stress driven motion
我们报告的自发运动在一个完全生物相容的系统组成的纯水滴在油表面活性剂介质的角鲨烷和单油酸甘油酯。来自液滴的水被反胶束溶液溶解，在每个液滴周围产生溶胀的反胶束的浓度梯度。强对流和弱扩散条件允许在足够大的Péclet数的各向同性粒子系统中的自发运动的第一个实验实现，根据最近提出的机制的简单概括。用高浓度的盐溶液代替水，用十四烷代替角鲨烷的实验证实了上述机理。目前的游泳液滴能够携带外部物体，如大胶体，盐晶体，甚至细胞。
2014-11-12 cond-mat.soft
Influence of Salt on the Formation and Separation of Droplet Interface Bilayers
本研究通过实验与数值建模，探究盐离子对液滴界面双层膜形成与分离力学的影响，发现界面性质及分离动力学受盐浓度、离子大小和价态调控，并建立数学模型解释机制。
2022-04-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Cooperation and competition of basepairing and electrostatic interactions in mixtures of DNA nanostars and polylysine
University of Southern California（南加州大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；New York University（纽约大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究通过实验与理论结合，探讨了DNA纳米星与聚赖氨酸在不同温度、盐浓度和组成下的相行为，发现静电和碱基配对相互作用在高盐浓度和温度下协同稳定共凝聚，形成多相共存。
2026-05-12 cond-mat.soft q-bio.BM
Surface Tension of Electrolyte Solutions: A Self-consistent Theory
研究了电解质溶液在空气/水和油/水界面的表面张力。采用场论方法，考虑阴离子与表面的短程相互作用，将Helmholtz自由能展开到一阶环展开，计算了表面的超额表面张力。我们的方法是自洽的，并产生一个分析预测，重新统一的Onsager-Samaras开创性的结果（这与实验数据不一致），与离子特异性的霍夫迈斯特系列。我们得到解析的表面张力依赖于离子强度，离子尺寸和离子表面相互作用，并因此表明，Onsager-Samaras的结果是一致的，超过平均场的结果与单回路校正。我们的理论使用一个拟合参数很好地拟合了不同盐的各种浓度，再现了空气/水和油/水界面阴离子的逆霍夫迈斯特级数。10.1029
2014-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface Tension of Electrolyte Interfaces: Ionic Specificity within a Field-Theory Approach
本文研究了离子溶液在空气/水和油/水界面上的表面张力。通过使用场论方法和包括一个有限的近端表面区域与离子的具体相互作用。自由能扩展到一阶环展开超出平均场的结果。我们计算了过量的表面张力，并获得分析预测，团聚Onsager-Samaras开拓性的结果（这与实验数据不一致），与离子特异性的霍夫迈斯特系列。我们推导出解析的表面张力依赖于离子强度，离子大小和离子表面相互作用，并因此表明，Onsager-Samaras的结果是一致的，超过平均场的结果与单回路校正。我们的理论很好地适应了广泛的盐浓度为不同的单价离子，每个电解质使用一个适合的参数，并再现了反霍夫迈斯特系列的阴离子在空气/水和油/水界面。
2015-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface tension of electrolytes: Hydrophilic and hydrophobic ions near an interface
我们计算了两个和三个离子物种的高极性和低极性流体（水和油）的流体混合物中的界面周围的离子分布。我们考虑了溶剂化和图像之间的相互作用离子和溶剂。我们发现，亲水性和疏水性离子往往会在界面处发生微相分离，从而产生扩大的双电层。我们还推导出电解质体系的表面张力的一般表达式，其中包含负的静电贡献的体积盐密度的平方根成正比。对于亲水性离子对，该平方根项的幅度较小，但对于亲水性和疏水性离子对，该平方根项的幅度大大增加。对于三种离子种类，包括亲水性和疏水性离子，我们计算的离子分布来解释那些通过X射线反射率测量。
2008-05-14 cond-mat.soft
Molecular modelling and simulation of electrolyte solutions, biomolecules, and wetting of component surfaces
大规模并行分子动力学模拟适用于含有电解质、汽液界面和与水油界面接触的生物分子的系统。提出了一种新的碱金属卤化物盐的分子模型，并用于模拟水溶液中的电解质。采用分子动力学模拟，考虑大分子内部自由度的影响，对酶催化油酸羟基化反应进行了模拟研究。因此，Ewald求和方法被用来计算长程静电相互作用。在具有相边界的系统中，色散相互作用，这是模拟的Lennard-Jones势在这里，有一个更显着的长程贡献比均匀系统。这种影响是占通过实施Janecek截止校正方案。在此基础上，Steinbuch计算中心的HPC基础设施得到了访问和有效利用，对正在考虑的分子系统产生了新的见解。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cs.CE
Surface Pressure of Charged Colloids at the Air/Water Interface
在水和空气（或油）之间的界面处的带电胶体单分子层被用于大量的化学、物理和生物应用。虽然在过去的几十年里，人们在实验和理论上都做了大量的努力来研究这种单分子膜，但它们的一些基本性质还没有完全弄清楚。在本文中，我们模型带电胶体单层作为一个连续层的有限厚度，与单独的电荷分布在水和空气侧。静电表面自由能和表面压力通过充电方法和Debye-H{ü}ckel近似计算。我们得到的依赖表面压力的几个系统参数：单层厚度，其独特的介电常数，和离子强度的水亚相。表面压力与每颗粒面积的比例，${a}$，被发现是${a}^{-2}$之间的紧密包装的限制，和${a}^{-5/2}$的松散包装的限制。在一般情况下，它被发现的表面压力的强烈影响的空气侧的胶体上的电荷。然而，当较大的电荷驻留在水侧时，对盐浓度的更微妙的依赖性出现。这纠正了一个常见的假设，即水侧的电荷可以由于屏蔽而忽略\textit{always}。最后，使用一个单一的拟合参数，我们的理论被发现适合强到中等强度的电解质的实验数据。我们假设，最近在低离子浓度下观察到的$a^{-3/2}$的异常缩放，不能在线性理论内解释，其解释需要完全非线性分析。
2018-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
