Spontaneous Demixing of Binary Colloidal Flocks
本研究通过自驱动胶体粒子实验与连续体理论，揭示了圆形约束下二元极性液体因速度异质性与非互易排斥作用发生自发分离与自分类，确立了多组分活性系统自组织的一般原理。
2023-11-24 cond-mat.soft
Elasticity of colloidal gels: structural heterogeneity, foppy modes, and rigidity
模型胶体凝胶的流变学测量结果表明，剪切模量的胶体体积分数的变化大的变化不反映简单的结构参数，如配位数，它几乎保持不变。我们解决了这个明显的矛盾进行正常模式分析实验测得的键网络的凝胶。我们发现，凝胶的结构异质性，这导致软盘模式和非仿射-仿射交叉频率的增加，演变为体积分数的函数，是关键的理解频率依赖性的弹性。在没有任何自由参数的情况下，我们实现了与测量的机械响应的良好的定性一致。此外，我们实现普遍崩溃的剪切模量通过现象学弹簧阻尼器模型，占流体粘度，颗粒耗散之间的相互作用，并从仿射和非仿射网络变形的贡献。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Three-dimensional Binary Superlattices of Oppositely-charged Colloids
本文报道了高密度下带相反电荷的胶体微球二元晶体的平衡自组装。通过改变大小相近的球体上的电荷大小，我们发现二元晶体的结构可以在面心立方、氯化铯和氯化钠之间切换。我们解释这些转变的熵和库仑力之间的竞争。
2005-04-29 cond-mat.soft
Cross-interaction drives stratification in drying film of binary colloidal mixtures
当由不同尺寸的颗粒组成的胶体溶液的液体膜在基底上干燥时，胶体通常分层，其中较小的胶体位于较大的胶体上。这种现象是违反直觉的，因为具有较小扩散常数的较大胶体预计在干燥过程中保持在表面附近，在较小胶体的顶部留下较大胶体层。在这里，我们表明，这种现象是由胶体之间的相互作用，并可以解释的扩散模型，占胶体之间的相互作用。通过对演化方程的数值和解析研究，我们得到了获得分层结构的条件。
2017-02-10 cond-mat.soft
Temporal and spatial heterogeneity in aging colloids: a mesoscopic model
一个粗粒模型的致密硬球胶体建立在简单的概念，粒子的流动性和空间相干性，并再现实验和模拟的结果，如中间散射函数，粒子的均方位移和$χ_{4}$流动性关联函数的关键量。所有的结果解释了两个新兴的和相互关联的动力学性质：i）的间歇性事件，地震，这减少了系统年龄t的倒数; ii）的长度尺度特征相关的域，这在log t线性增加。最后，我们提出了一种方法来实验提取增长的长度尺度的老化胶体，并建议，一个合适的缩放粒子位移的概率密度函数可以实验揭示地震的速率。
2014-01-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sedimentation of binary mixtures of like- and oppositely charged colloids: the primitive model or effective pair potentials?
我们研究了低盐悬浮液的二元混合物的带电胶体的沉降平衡，无论是通过蒙特卡罗模拟的一个有效的胶体只有系统和泊松-玻尔兹曼理论的胶体离子混合物。我们证明了理论上预测的提升和分层效应，其中涉及到屏蔽离子的熵和自发的宏观电场[J. Zwanikken和R。欧洲天体物理学的范·罗伊。Lett. { \bf 71}，480（2005）]，也可以基于具有成对屏蔽库仑相互作用的有效的仅胶体系统来理解。我们认为，通过理论和模拟，既排斥带相同电荷的胶体，吸引带相反电荷的胶体，我们发现一个重入提升和分层现象时，胶体的电荷比从大的正通过零到大的负值。
2005-12-22 cond-mat.soft
Probing the equilibrium dynamics of colloidal hard spheres above the mode-coupling glass transition
我们使用动态光散射和计算机模拟来研究胶体硬球浓悬浮液中的平衡动力学和动力学不均匀性。我们的研究涵盖了前所未有的密度范围，并跨越了七十年的结构弛豫时间，$\ta$，包括平衡以上$ϕ_{\rm c}$，玻璃化转变的位置推导出拟合我们的数据模式耦合理论。而不是下降的平衡，系统保持遍历以上$ϕ_{\rm c}$，并进入一个新的动力学制度，其中$\ta$增加的功能形式，这是没有预料到的先前的实验，而动态异质性的幅度增长速度比幂律与$\ta$，发现在分子玻璃形成接近玻璃化转变。
2009-04-03 cond-mat.soft
Phase Diagrams of Binary Mixtures of Oppositely Charged Colloids
从理论上计算了带相反电荷的胶体二元混合物的相图。建议的平均场的形式主义之间的限制，硬球系统在高温和胶体晶体，最大限度地减少马德隆在低温下的能量总和。与计算机模拟的等摩尔混合物的相反电荷，同样大小的球体的比较表明半定量的准确性所提出的形式主义。我们计算全球相图的二元混合物的大小相等的领域，相反的电荷和相等的电荷幅度的温度，压力和组成。讨论了库仑相互作用的屏蔽对相图拓扑结构的影响。洞察到的全局相图的拓扑结构作为系统参数的函数导致特定的二元胶体晶体的制备条件的预测。
2010-05-21 cond-mat.soft
Non-equilibrium dynamics of a binary solvent around heated colloidal particles
采用数值模拟的方法，研究了温度梯度存在下二元溶剂在球形胶体周围的非平衡粗化动力学。通过求解耦合的修正Cahn-Hilliard-Cook方程和热扩散方程，研究了温度淬火后的粗化动力学。对于温度场，我们应用适当的边界条件。我们观察到形成的圆形层的不同阶段的胶体周围，而远离胶体的旋节分解模式持续存在。此外，我们调查的斑图形成的淬火温度的依赖性。我们的模拟模拟了一个实验系统，其中胶体被激光照射加热。注意，我们研究的是具有较高临界温度的溶剂的冷却，而实验模拟是具有较低临界温度的溶剂的激光加热。我们还研究了双胶体体系。在这里，我们观察到一个相的桥形成连接两个胶体。此外，我们还研究了化学电势梯度对胶体的作用力。
2020-02-14 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
Oscillatory driven colloidal binary mixtures: axial segregation versus laning
使用布朗动力学的计算机模拟，我们表明，在相反的方向驱动的振荡外场的胶体的二元混合物表现出轴向偏析片垂直于驱动方向。分离效应仅在振荡频率和驱动强度的有限窗口中是稳定的，并且如果驱动力增加，则在驱动场的方向上由车道形成接管。在交叉制度中，观察到相对于驱动方向倾斜的带。可能的实验来验证轴向偏析进行了讨论。
2008-12-23 cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in aging colloidal glasses of Laponite
玻璃由于其长的弛豫时间而表现为固体;然而这种缓慢响应的起源仍然是一个谜。增长的动态长度尺度，由于合作运动的粒子被认为是核心的理解这两个缓慢的动力学和刚性的出现。在这里，我们提供了实验证据的一个不断增长的动态异质性的长度尺度，随着等待时间的增加，在一个老化的胶态玻璃Laponite增加。的动态的异质性的签名如下从动态光散射测量中，我们研究了旋转和平移扩散的盘形颗粒的Laponite悬浮液。这些测量伴随着同时微观流变学和宏观流变学实验。我们发现，粒子的旋转扩散减慢速度比他们的平移运动。平移和取向自由度的这种解耦发现其起源于动态异质性，因为旋转和平移探测样品中的不同长度尺度。宏观流变学实验表明，低频剪切粘度的增加速度比旋转和平移扩散弛豫时间快得多。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lattice Boltzmann for Binary Fluids with Suspended Colloids
本文提出了一种新的描述二元流体问题的格子玻尔兹曼方法，它突出了利用矩构造两个平衡分布函数。这提供了许多好处，包括更好的各向同性，和一个更自然的路线，包括多个弛豫时间的二元流体问题。此外，固体胶体颗粒悬浮在二元混合物中的实施得到解决，它扩展了固体-流体的质量和动量的边界条件，包括一个单一的保守的组成序参量。一个简单的基准问题，涉及一个单一的粒子或附近的流体-流体界面进行，并显示出良好的协议与现有的理论或数值结果。
2005-06-01 cond-mat.soft
Composition inversion in mixtures of binary colloids and polymer
理解混合物的相行为仍然是一个挑战，即使是对于可能被认为是“简单”的系统。在这里，我们考虑一个非常简单的混合物的两个胶体和一个非吸附性的聚合物物种，它可以被简化，甚至进一步的大小不对称的二元混合物，其中有效的胶体-胶体相互作用取决于聚合物的浓度。我们表明，这个基本系统具有令人惊讶的丰富的相行为。特别是，我们询问这样的系统是否仅具有液-汽相分离（如在单组分胶体-聚合物混合物中），或者另外是否可以发生两个胶体相的液-液分层。粒子分辨实验显示出类似分层的行为，但当与定制的蒙特卡罗模拟相结合时，这被证明是虚幻的，我们发现只有一个单一的液体-蒸汽过渡发生。随着聚合物浓度的增加，小颗粒向液相的逐渐迁移引起组成反转-液相中大颗粒浓度的最大值。临界附近的密度波动被发现是由较大的胶体为主。
2018-01-23 cond-mat.soft
Demixing, remixing and cellular networks in binary liquids containing colloidal particles
我们提出了一个共焦显微镜研究的分层和再混合的二元液体中含有胶体颗粒。首先，颗粒稳定的乳液已被制造的成核和增长的液滴冷却时，从单一的流体相。我们发现，它们的稳定性主要来自于界面颗粒，在连续相中的多余的胶体可能提供额外的稳定性。在加热这些乳液时，我们观察到胶体的多面体蜂窝网络的形成，就在系统重新混合之前。给定合适的液-液组合物，初始乳液由于乳状液分层而穿过二元-液体对称线。因此，在加热时，液滴不会收缩，并且它们保持紧密堆积。随后的网络形成依赖于拉普拉斯压力和由于乳化/再混合引起的压力之间的微妙平衡。由于细胞壁中高浓度的胶体抑制了膜变薄和破裂，因此网络可以稳定超过30分钟。这为它们在先进材料制造中的应用开辟了一条途径。
2011-03-11 cond-mat.soft
Directional freezing of binary colloidal suspensions: A model for size fractionation of graphene oxide
基于氧化石墨烯（GO）的材料的性能强烈地取决于GO纳米片的横向尺寸和尺寸分布。采用各种方法来制备具有窄尺寸分布的GO纳米片。最近提出了一种有前景的方法，即在冻结前沿的受控生长速率下定向冻结GO水分散体。建立了一个考虑移动冻结边界和胶体颗粒优先吸附于冰相的二元胶体悬浮液理论模型。我们数值求解了耦合扩散方程，并给出了尺寸分馏的状态图。根据胶体的大小，可以通过适当选择实验参数，如吸附速率和冷冻速度来实现胶体的选择性捕集。
2018-11-27 cond-mat.soft
Synchronized Fractionation and Phase Separation in Binary Colloids
分馏对于多组分混合物的自组装是必要的。在这里，可逆分馏和结晶实现和研究在一个二维的二元胶体，这是通过提高胶体颗粒之间的吸引力过饱和。由于深度和快速的过饱和导致凝胶中具有均匀分布的二元颗粒，逐渐准静态的过饱和过程导致两步结晶，其中小颗粒和大颗粒分别作为共存的晶体和液相而分级。在凝胶的准静态熔融中也发生分馏。我们发现，同步分馏和相分离产生的尺寸依赖的排斥和可调的吸引之间的竞争。本研究的结果证实了相分离的分离机制，并对理解活细胞中无膜细胞器的可逆形成具有重要意义。
2020-08-19 cond-mat.soft
Tuning Stoichiometry to Promote Formation of Binary Colloidal Superlattices
从胶体混合物中自组装二元纳米粒子超晶格是制备复杂胶体共晶结构的一种很有前途的方法。然而，二元混合物通常形成非晶相或亚稳相，而不是结晶稳定相。在这里，我们表明，在不同大小的球形颗粒的二元混合物中，过量的较小的组分可以促进-在某些情况下，可能是必要的-二元共晶的自组装。使用计算机模拟，我们确定了两种机制负责这种现象。首先，过量的小颗粒起到增塑剂的作用，使系统在动力学停滞发生之前达到更高的过饱和度。第二，它们可能不利于可能干扰目标结构的生长的竞争结构。我们发现硬球的模拟混合物的相行为密切配合发表的实验结果。我们证明了我们的研究结果的一般性的任意形状的颗粒的混合物，提出了一个二元混合物的硬形状，只有自组装与过量的较小的组件。任意形状的颗粒的混合物，其通过呈现仅与过量的较小组分自组装的硬形状的二元混合物。
2021-12-11 cond-mat.soft
A Comment on the Scale Length Validity of the Position Dependent Diffusion Coefficient Representation of Structural Heterogeneity
实验研究的变化的均方位移（MSD）的颗粒在一个封闭的胶体悬浮液，表现出密度变化的尺度长度上的颗粒直径是不一致的预测，MSD的空间变化应该模仿的空间变化的密度。预测的行为是来自一个粒子的MSD依赖于系统密度的期望和假设，作用在一个粒子上的力是位置的点函数。实验数据来自窄带状通道和窄间隔平行板之间的颗粒的MSD的研究，并从新的数据，本文报道的，在一个致密的胶体悬浮液中的胶体颗粒的径向和方位角的MSD局限于一个小的圆形空腔。在这些几何形状中的每一个中，致密的胶体悬浮液随着粒径的间隔而表现出明显的密度振荡。我们删除的预测和实验之间的差异使用费舍尔-Methfessel解释如何在一个非均匀的系统中保持局部平衡，认为作用在一个粒子上的力是离域的半径等于一个粒子直径的体积。我们的解释有相关的尺度的不均匀性和效用的粒子MSD翻译成一个位置相关的扩散系数之间的关系，并使用空间相关的扩散系数来描述在一个非均质系统中的质量输运。
2018-02-19 cond-mat.soft
Remixing of a phase separated binary colloidal system with particles of different sizes in an external modulation
本研究通过Monte Carlo模拟探讨外部空间周期调制下二元胶体系统的相行为，发现随着调制势能增强，原本相分离的各组分混合程度增加，并伴随一阶相变特征。
2023-07-28 cond-mat.soft
Crystal-to-Crystal Transitions in Binary Mixtures of Soft Colloids
在这篇文章中，我们展示了一种方法，诱导可逆的晶体到晶体的软胶体颗粒的二元混合物的转变。通过控制降低盐度和越来越占主导地位的静电相互作用，一个单一的样品被证明是可逆地组织成熵晶体，静电吸引为主的晶体或聚集的凝胶，我们量化使用显微镜和图像分析。我们还用键级分析来分析晶体结构，以区分两种晶相。我们观察不同的阶段，使用样品架的几何形状，允许在原位盐度控制和成像通过共聚焦激光扫描显微镜，并应用合成方法生产的颗粒具有高分辨率的显微镜与控制粒度。与硬球体系相比，颗粒柔软度提供了增强的结晶速度，同时改变了再入熔融行为。因此，这项工作提供了几个工具，用于可重复的制造和分析的二元胶体晶体。
2021-08-27 cond-mat.soft
Phase separation around heated colloid in bulk and under confinement
我们研究的非平衡粗化动力学的二元液体溶剂周围的胶体颗粒中存在的随时间变化的温度梯度后出现的温度淬火的适当涂覆的胶体表面。溶剂保持在其临界浓度，胶体固定在空间中。表面附近的粗化图案被示出强烈依赖于胶体表面吸附性质和温度演化。温度梯度改变了胶体表面附近的二元溶剂的形态相比，在恒定温度下进行的粗化无处不在。我们还提出了在薄膜与限制表面更喜欢一个物种的二元液体混合物的其他粗化的演变的结果。限制导致更快的相分离过程，并形成连接胶体和两个限制壁的桥。
2018-06-22 cond-mat.soft
Nonadditivity in the effective interactions of binary charged colloidal suspensions
基于原始模型的计算机模拟与显式微离子，我们计算的有效相互作用的二元混合物的带电胶体物种$A$和$B$为不同的大小和电荷比。通过对多体有效力的拟合，得到了最优的两两相互作用。该相互作用接近Yukawa（或Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO））对势，但$AB$交叉相互作用与两个直接$AA$和$BB$相互作用的几何平均值不同。作为电荷不对称性的函数，相应的非加性参数首先是正的，然后显著地变负，然后再变正。最后，我们表明，列入非加性内的最佳有效汤川模型提供了更好的预测流体对结构比DLVO理论。
2009-03-10 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
Depletion interaction between spheres of unequal size and demixing in binary mixtures of colloids
从理论上研究了通过加入小分子聚合物或其他等效的稀释剂来诱导胶体混合物分层的可能性。本文应用推广到短程有效相互作用的平均场论，导出了胶体颗粒二元混合物的相图在Asakura-Oosawa模型的基础上，确定了溶剂中的胶体颗粒（模拟为硬球）作为聚合物浓度的函数。当胶体颗粒的相对尺寸减小时，相图的拓扑结构改变：连接两种纯流体的液体-蒸汽临界点的临界线断裂，并且从较大颗粒的临界点开始的分支弯曲到较高的体积分数，其中浓度波动驱动转变。软胶体-聚合物相互作用的影响也进行了研究：即使存在一个小的排斥尾巴的潜力引起显着降低的稳定性阈值。在这种情况下，只需加入体积分数为百分之几的耗尽剂就可以发生相变。这些结果可能是相关的胶体混合物中的固化动力学最近的实验的解释。
2015-04-29 cond-mat.soft
Linking particle dynamics to local connectivity in colloidal gels
胶体凝胶是异质网络固体的典型例子，其复杂的性质由热活化动力学控制。在这封信中，我们通过实验建立了单个粒子的间歇动力学与它们的局部连通性之间的联系。我们解释我们的实验与模型，描述单粒子动力学的基础上高度合作的热脱粘。该模型，在定量协议与实验，提供了一个微观图片的结构起源的动态异质性胶体凝胶和揭示了新的光结构和复杂的力学之间的联系，这些异质固体。
2016-12-02 cond-mat.soft
Dynamic facilitation observed near the colloidal glass transition
我们目前的实验确认在单分散和双分散胶体悬浮液的玻璃化转变体积分数附近的动态促进。粒子动力学中的相关性不仅存在于空间（团簇和弦）中，也存在于时空中。在数量上，高移动性粒子（比固定粒子）更可能有最近的邻居，这些邻居在之前的时间内是高移动性的。这种解释是，一个粒子的移动性使它的邻居能够或促进其随后的运动。促进作用在与破笼相对应的弛豫时间最明显，此时动态异质性也最大化。
2014-06-23 cond-mat.soft
Attractive interaction and bridging transition between neutral colloidal particles due to preferential adsorption in a near-critical binary mixture
我们研究了溶剂介导的两个中性胶体颗粒之间的相互作用，由于优先吸附在近临界二元混合物。我们使用最近的局部泛函理论$[$ J. Chem. Phys. { \bf 136}，114704（2012）$]$考虑了由于临界涨落引起的重整化效应。我们计算了自由能和两个胶体粒子之间的力作为温度$T$，远离胶体粒子的组成$c_\infty$，和胶体分离$\ell$的函数。当储层中受胶体表面青睐的组分较差时，相互作用大大增强。对于这样的非临界组合物，我们发现一个表面的一阶桥接过渡$\ell= \ell_{\rm cx}(T,c_\infty)$在$T$ - $c_\infty$ - $\ell$空间中的一个普遍的，缩放的形式，跨越其中的不连续的变化之间发生分离和桥接状态。该表面从体共存表面（CX）开始并且在桥接临界线$\ell= \ell_{c}(T)$处结束。在接近临界线时，不连续性消失，并且力相对于$T$和$\ell$的导数都发散。此外，如果$c_\infty$（或$T$）在$\ell$保持小于$\ell_c(T)$的情况下从CX上的值变化到远离CX的值，则桥接状态连续地变为分离状态。
2013-07-03 cond-mat.soft
Shear-Induced Structural Convergence but Formation-History-Dependent Yielding in Sequentially Gelled Binary Colloidal Networks
Northeastern University（东北大学）
通过粒子模拟研究顺序凝胶化二元胶体网络，发现稳态剪切驱动不同初始形态趋同，但屈服行为仍依赖于凝胶化延迟时间和种间吸引力强度，表明存在持久的流变记忆。
2026-06-04 cond-mat.soft
Correlation between crystalline order and vitrification in colloidal monolayers
我们在一个近似于硬盘的准二维胶体模型系统中实验研究了局域结构与动力学滞止之间的关系。我们将多分散性引入系统以抑制结晶。压缩时，结构弛豫时间的增加伴随着局部六方对称的出现。检查系统的动力学异质性，我们确定了三种类型的运动：“零维”对应于β-松弛，“一维”或弦状运动和“二维”运动。动态异质性与局部有序性相关，即局部六边形区域更可能是动态慢的。然而，我们发现，对应于动态异质性和局部结构的长度尺度并没有出现一起接近玻璃化转变的规模。
2014-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Binary mixtures of rod-like colloids under shear: microscopically-based equilibrium theory and order--parameter dynamics
本文研究了在定常剪切流（库埃特几何）作用下，由棒状排斥性胶体颗粒组成的二元混合物的动力学。为此，我们首先推导出，从微观密度泛函在Parsons-李近似，介观自由能泛函的主要变量是取向序参量张量。基于此介观功能，我们然后探讨各向同性和非平衡相的组成和杆长的稳定性。其次，将平衡理论与剪切作用下序参量动力学的Doi-Hess方法相结合，研究了在一定剪切速率和耦合参数范围内二元混合物的取向动力学。我们发现了各种动力学状态，包括同步振荡状态的两个组件，但也对称性破缺行为的组件显示不同的面内振荡状态。
2015-11-24 cond-mat.soft
Bicontinuous and mixed gels in binary mixtures of patchy colloidal particles
我们研究了片状胶体颗粒模型二元混合物的热力学和逾渗状态。每个物种的颗粒具有两种类型的三个位点，其中一种促进相同物种的颗粒的结合，而另一种促进不同物种的结合。我们发现了四个在低温和低密度的结构：两个凝胶，只有一个物种的结晶，混合凝胶，两个物种的粒子渗滤，但没有物种分别结晶，和一个双连续的凝胶，两个物种的粒子分别渗滤，形成两个相互连接的网络。熵与成键能的竞争决定了不同构型的稳定性。随着温度和/或组成的变化，适当的混合物在混合凝胶和双连续凝胶之间表现出一个或多个连接性转变。
2011-11-16 cond-mat.soft
Transient coarsening and the motility of optically heated Janus colloids in a binary liquid mixture
悬浮在近临界二元液体混合物中的金帽Janus粒子可以在照明下自推进。我们已经固定这样一个粒子在一个狭窄的通道，并研究了它周围的二元溶剂的非平衡动力学，使用实验和数值模拟。对于后者，我们考虑一个纯粹的扩散和流体动力学模型。所有的方法表明，早期的动力学是纯粹的扩散，其特征在于从胶体的表面到体的组成层以恒定的速度行进。随后，流体动力学效应设置和瞬态被破坏的强烈的非平衡浓度波动，这是由于温度梯度和二元液体混合物的临界点附近。它们产生复杂的、永久变化的粗化模式。对于一个移动的粒子，瞬态动力学的结果在相反的方向上的推进后，观察到的稳定状态是达到。
2020-06-03 cond-mat.soft
Activity-Induced Structural and Dynamical Heterogeneity in Colloidal Gels
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本研究通过大规模布朗动力学模拟探究活性胶体凝胶的结构与动力学异质性，明确活性参数对凝胶网络的影响，发现有效温度框架可描述其动力学异质性，揭示结构有序性在调控该异质性中的关键作用。
2026-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation in binary colloids with charge asymmetry
我们报告说，二元分散液的电荷不对称性大，但类似的大小表现出相分离成晶体和流体相在非常低的盐条件下。这是出乎意料的，因为有效的胶体-胶体对相互作用是准确描述的汤川模型，这是稳定的分层。我们发现，胶体离子相互作用提供了一个充满活力的驱动力相分离，这是由一个物种的结晶。
2012-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable Crystalline Order and Growth Kinetics in 2D Binary Colloidal Self-assembly Driven by Depletion Interactions
本研究通过实验与分子动力学模拟发现，在耗散相互作用驱动的二维二元胶体自组装中，杂质颗粒比例增加会降低取向有序度并导致动力学受阻，其无序组装源于组装动力学的挫败而非拓扑挫败。
2024-10-21 cond-mat.soft
Ordering of Binary Colloidal Crystals by Random Potentials
结构缺陷在凝聚态物质中普遍存在，并不总是令人讨厌的。例如，它们是安德森局域化和超均匀性等现象的基础，现在正被用来设计新材料。在这里，我们实验表明，在一个2D的二元胶体晶体的结构缺陷的密度可以设计一个随机的潜力。我们使用光学散斑图案产生随机势，其诱导力强烈地作用于一种粒子（强粒子），而弱地作用于另一种粒子（弱粒子）。因此，强粒子更多地被吸引到光学势的随机分布的局部最小值，在胶体晶体的晶体结构中留下缺陷的痕迹。虽然如所预期的，晶体有序性最初随着强颗粒的分数增加而降低，但对于足够大的分数，晶体有序性令人惊讶地恢复。我们证实了我们的实验结果与粒子为基础的模拟，这使我们能够阐明这种非单调行为的结果从粒子之间的竞争潜力和粒子粒子之间的相互作用。
2019-03-04 cond-mat.soft
Partial clustering prevents global crystallization in a binary 2D colloidal glass former
两种具有长程偶极相互作用的超顺磁性胶体粒子的混合物被重力限制在悬挂水滴的平坦界面上。通过视频显微镜观察颗粒，并通过外部磁场控制偶极相互作用强度。该体系是研究二维玻璃化转变的模型体系，表现出小颗粒的部分聚集。这种聚集强烈依赖于大颗粒和小颗粒的相对浓度$ξ$。然而，改变相互作用强度$Γ$揭示了聚类不依赖于相互作用强度。使用Minkowski泛函和部分结构因子量化部分聚类方案。部分集群防止全球结晶的证据进行了讨论。
2009-10-13 cond-mat.soft
Hydrodynamic interactions in a binary-mixture colloidal monolayer
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional（卡洛斯一世理论与计算物理研究所）
研究二元混合物胶体单层中流体动力学相互作用的影响，发现当粒子种类差异极大时，大粒子的浓度动力学遵循傅立叶定律，但集体扩散率由小粒子的扩散率决定。
2026-05-11 cond-mat.soft
Designing binary mixtures of colloidal particles with simple interactions that assemble complex crystals
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Auburn University（奥本大学）
本文通过相对熵最小化设计二元胶体粒子对势，实现复杂晶体超晶格的自组装，展示了简单相互作用可构建复杂结构，并探讨了初始条件和组装协议对结果的影响。
2025-07-17 cond-mat.soft
Kinetically driven ordered phase formation in binary colloidal crystals
用布朗动力学方法研究了具有相同尺寸和平衡电荷的二元胶体在稀悬浮液中的聚集行为。结果表明，在适当的条件下，胶体晶体的形成是由动力学效应主导的，导致良好有序的氯化钠（NaCl）体相的微晶的生长。即使当氯化铯（CsCl）相在化学上更稳定时，这些微晶也以非常高的概率形成。全局优化搜索表明，这一结果是不相关的最有利的结构的小集群，无论是无定形或CsCl结构。NaCl相的形成与结晶过程的特定动力学有关，该结晶过程通过两步机制发生。在这种机制中，首先形成致密的流体聚集体，然后结晶。结果表明，在这些致密的流体聚集体的短程有序的类型决定哪一个相最终形成的微晶。通过随机旋转动力学-分子动力学模拟分析了流体动力学效应在聚集过程中的作用，发现这些效应在微晶的形成中并不起主要作用。
2013-01-25 cond-mat.soft
Near-surface colloidal dynamics in jammed and slipping microgel suspensions
PSL Research University, ESPCI Paris（巴黎文理研究大学，巴黎高等物理化工学院）；Université Lyon 1（里昂第一大学）
本研究借助全内反射荧光显微镜（TIRFM）观测微凝胶悬浮液近表面胶体动力学，证实近壁异质性是微凝胶壁滑移的主要机制，为相关研究开辟了新视角。
2026-09-04 cond-mat.soft
Coupled dynamics in binary mixtures of colloidal Yukawa systems
本文利用Brownian dynamics模拟研究了高电荷胶体Yukawa二元混合物的耦合动力学，发现不同尺寸粒子的自扩散和集体动力学通过静电相互作用相互耦合，并系统分析了该耦合效应对尺寸比、数密度和静电相互作用强度的依赖关系。
2024-07-22 cond-mat.soft
Binary colloidal mixtures in near-critical binary solvents
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）；H. H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托大学H.H.威尔斯物理实验室）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）
研究二元胶体在近临界二元溶剂中的相行为，通过扩展晶格模型揭示胶体与溶剂相互作用对相图拓扑的影响，探讨三重点线行为。
2026-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation in binary and ternary mixtures of patchy colloids
本文从理论上和蒙特卡罗模拟两方面研究了片状胶体颗粒二元和三元混合物的渗流问题。每个粒子有三个相同的斑块，不同的物种有不同类型的斑块。理论上，我们假设树状集群和计算的键合概率使用Wertheim的一阶微扰理论协会。对于三元混合物，我们发现多达八个根本不同的双稳态。这些状态在物种和成对的物种方面有所不同。最强的凝胶是三凝胶或三连续凝胶，其中三种物质中的每一种都已溶解。最弱的凝胶是混合凝胶，其中所有的颗粒都已溶解，但没有一种物质本身溶解。混合熵与成键内能的竞争决定了各态的稳定性。理论和模拟结果非常吻合。唯一的显著差异是渗流阈值的温度，由于在理论描述中没有闭环，理论高估了该温度。
2016-06-17 cond-mat.soft
Complex pattern in periodically driven binary Quincke colloids
Center for Soft Condensed Matter Physics and Interdisciplinary Research & School of Physical Science and Technology, Soochow University（苏州大学软凝聚态物理与交叉研究发展中心及物理科学与技术学院）
本研究探究周期方波电场驱动的二元Quincke胶体系统，发现其自发形成小粒子居中心、大粒子环绕的动态方格晶格，揭示尺寸依赖活性等因素协同产生可调控复杂活性模式的机制。
2026-10-15 cond-mat.soft
Tunable Slow Dynamics in a New Class of Soft Colloids
通过大量的模拟，我们研究了球形单链纳米粒子（SCNPs），一类新兴的合成软纳米物体的浓溶液。通过增加浓度，SCNPs在其结构和动力学相关性中表现出可重入行为，以及软笼制度和弱动力学异质性。后者证实了斯托克斯-爱因斯坦关系的验证浓度远远超过重叠密度。因此，SCNP作为一类新的软胶体出现，表现出缓慢的动力学，并在超软粒子模型提出的真实系统中实现结构和动力学异常。动力学行为的定量差异取决于SCNP的可变形性，这可以通过内部交联的程度来调节。
2016-09-19 cond-mat.soft
Solvent coarsening around colloids driven by temperature gradients
使用介观数值模拟和分析理论，我们调查周围的胶体粒子出现后，温度淬火的胶体表面的溶剂结构的粗化。在粗化机制的定性差异被发现，这取决于形成溶剂的二元液体混合物的组成和胶体的吸附偏好。对于吸附中性胶体，作为时间的函数，靠近其表面的相交替。这种行为设置在溶剂的弛豫时间的规模上，并且对于具有强吸附偏好的胶体是不存在的。在其两个半球之间具有小温差的Janus胶体揭示了不对称结构的形成和其周围的表面富集，即使溶剂在其单相区域内并且如果胶体的温度高于溶剂的临界分层温度$T_c$。我们的现象学模型原来捕捉最近的实验结果，根据激光照射的Janus胶体和由于随之而来的温度梯度之间的两个半球，周围的二元液体混合物开发的浓度梯度。
2017-12-21 cond-mat.soft
Lane formation in gravitationally driven colloid mixtures consisting of up to three different particle sizes
本文通过布朗动力学模拟研究重力驱动的二元及三元胶体混合物在二维微通道中的条带形成，发现驱动力差异诱导非平衡相变，并揭示三元系统存在条带形成的最佳中等粒径区间，同时发现细条带长期不稳定且与颗粒沿通道的非均匀分布相关。
2024-01-10 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
Phase Transformations in Binary Colloidal Monolayers
由于无法直接观察单个原子的运动，相变可能难以在微观水平上表征。相比之下，模型胶体系统允许直接观察单个粒子动力学和集体重排，这允许相变的真实空间表征。在这里，我们研究了准二维，二元胶体合金，表现出液-固和固-固相变，专注于两个晶相之间的无扩散变换的动力学。实验是在一个单层的磁性和磁性微球悬浮在一个薄层的铁磁流体和暴露在一个可调的磁场。硬球的理论模型与点偶极子在其中心被用来指导实验参数的选择和表征底层材料物理。当所施加的场垂直于流体层时，棋盘状晶体形成;当场与法线之间的角度足够大时，条纹状晶体组装。由于该领域是慢慢倾斜远离正常的，我们发现，这两个阶段之间的转换途径强烈依赖于晶体取向，场强，和程度的限制的单层。在某些情况下，该路径通过平滑的磁致伸缩剪切发生，而在其他情况下，它涉及马氏体板的突然形成。
2015-02-10 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
Structure formation in binary colloids
最近观察到的结构形成的理论研究[物理评论快报。90，128303（2003）]中的二元胶体。在我们的模型中，只考虑了粒子间的偶极-偶极相互作用，不考虑电流体动力学效应。基于分子动力学模拟和解析计算，我们表明，颗粒的总浓度，组分的相对浓度和相对偶极矩决定了胶体的结构。在低浓度下，颗粒的动力学聚集导致分形结构，随着浓度的增加，分形结构表现出交叉行为。在高浓度下，得到了各种晶格结构，与实验符合得很好。
2003-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium route to colloidal gellation: mixtures of hard sphere-like colloids
为了研究耗尽驱动胶体混合物中动力学停滞和相分离之间的相互作用，计算了大尺寸比硬球混合物的双结点线和非遍历线.类似于硬核加短程有效吸引的情况，在这种混合物中可以发生物理凝胶化而不与流体相分离竞争。这种行为，由于在耗尽电位的振荡应涉及所有简单的混合物与非理想的耗尽剂，证明其动力学性质的进一步研究。
2008-11-17 cond-mat.soft
