Brush-like Interactions between Thermoresponsive Microgel Particles
使用一个简化的微观结构的图片，我们表明，热敏微凝胶颗粒之间的相互作用可以描述由一个聚合物刷状电晕装饰致密的核心。电势的软度由顺应性电晕相对于溶胀颗粒$R$的总尺寸的相对厚度$L_0$设定。淬火固相的弹性模量来自潜在的发现与扩散波光谱（DWS）的数据和机械流变学非常一致。因此，我们的模型提供了微凝胶结构的设计规则，并开辟了一条路线，以定制糊状材料的流变性能。
2010-03-26 cond-mat.soft
Linear and Nonlinear Viscoelasticity of Concentrated Thermoresponsive Microgel Suspensions
这是一个综合的实验和理论研究的动力学和流变性的自交联，轻微充电，温度响应性软聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM）微凝胶在很宽的浓度和温度范围内跨越急剧变化的粒度和分子间相互作用在较低的临界溶解温度（LCST）。粘弹性的显着，非单调的变化与温度，与独特的浓度依赖性在稠密的流体，玻璃，和软堵塞的状态。出于我们的实验观察，我们制定了一个极简模型的尺寸依赖性的一个单一的微凝胶颗粒和粒子间的相互作用的变化，从纯粹的排斥吸引加热时。使用微观平衡和随时间变化的统计力学理论，理论预测与实验测量的剪切模量进行定量比较。良好的协议被发现的非单调的温度行为，起源作为减少微凝胶包装分数和增加interparticle吸引力之间的竞争的结果。可测试的预测，如屈服应力和应变的非线性流变性能。据我们所知，这是第一次尝试以统一的方式定量了解跨越广泛的温度和浓度范围的致密的温度响应性微凝胶悬浮液的粘弹性。
2021-03-03 cond-mat.soft
Predicting structure and swelling of microgels with different crosslinker concentrations combining machine-learning with numerical simulations
针对聚(N-异丙基丙烯酰胺)微凝胶内部结构不均、现有平均场方法仅能定性描述其热敏行为的问题，本文结合机器学习与数值模拟，仅利用聚合物密度分布准确预测交联剂的浓度及空间分布（实验未知）与微凝胶完整溶胀行为，为其结构与热力学性质提供新见解。
2025-02-11 cond-mat.soft
Star-like thermoresponsive microgels: a new class of soft nanocolloids
本研究通过用EGDMA替代BIS合成PNIPAM微凝胶，制备出具有尖锐热响应相变的星形软纳米胶体，并借助实验与模拟证实其星形内部结构，桥接星形聚合物与微凝胶领域。
2025-05-23 cond-mat.soft
Impact of polyelectrolyte adsorption on the rheology of concentrated Poly(N-Isopropylacrylamide) microgel suspensions
研究了三种水溶性聚电解质对浓缩PNIPAm微凝胶悬浮液流变性的影响，发现PE的电荷符号、浓度和疏水性在温度高于体积相变温度时显著改变凝胶网络强度，揭示了静电作用在热敏微凝胶中的关键调控作用。
2023-05-20 cond-mat.soft
Thermoresponsive stiffening with microgel particles in a semiflexible fibrin network
我们报告的温度响应性软复合材料的半柔性生物聚合物网络（纤维蛋白）含有分散的微凝胶胶体颗粒的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM），经历一个热驱动的去溶胀转变以上的低临界溶解温度（LCST）。与标准的聚合物-颗粒复合材料不同，减少颗粒的内含物体积（通过增加温度）伴随着复合材料的整体弹性刚度的显著增加。我们观察到这样的行为在一个广泛的组成空间。复合材料的弹性剪切模量在25-35°C的微小温度变化下可逆地硬化高达10倍。在隔离中，纤维蛋白网络和微凝胶悬浮液都随着温度的升高而软化，使得复合材料的硬化特别显著。我们假设硬化是由吸附在纤维蛋白丝上的微凝胶颗粒收缩并改变半柔性网络的结构引起的。我们开发了两个唯象模型，以物理上不同的方式量化这一假设，并且导出的预测与我们的实验数据定性一致
2019-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and Properties of Thermoresponsive Diblock Copolymers Embedded with Metal Oxide Nanoparticles
纳米结构聚合物-金属氧化物复合材料在传感器、光学、催化剂和药物输送等方面具有重要的应用前景，是当前研究的热点。特别是温敏聚合物的使用为聚合物模板的设计和构建提供了更多的灵活性和可能性。研究了以聚苯乙烯（PS）和聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）为主要聚合物微区的两种聚苯乙烯-聚N-异丙基丙烯酰胺（PS-b-PNIPAM）二嵌段共聚物（DBCs）与铁氧化物组成的金属氧化物/DBC杂化薄膜的结构和磁性。温敏性PNIPAM在水溶液中具有32°C的低临界溶解温度（LCST），这使得PS-b-PNIPAM二嵌段共聚物（DBC）结构中PS和PNIPAM的体积比可控。因此，一个温度和湿度控制单元的设计和建造，用于精确地调整嵌段结构的PS-b-PNIPAM DBCs，这是通过原位小角X射线散射（SAXS）和掠入射小角X射线散射（GISAXS）测量研究。利用超导量子干涉仪（SQUID）研究了热处理后的铁氧化物/聚苯乙烯-b-PNIPAM-DBC杂化薄膜的超顺磁行为。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
All-atom REMD simulation of poly-N-isopropylacrylamide thermodynamics in water: a model with a distinct 2-state behavior
聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是一种温敏聚合物，是软机敏材料的重要组成部分。在纯水中，当在$\approx$ 305 K下加热时，它经历从溶胀到塌陷状态的相变。这种有趣的聚合物行为已经进行了大量的计算机建模研究，主要是用第一次工作中提出的原始OPLS力场进行描述，其中观察到定性正确的行为。尽管如此，通过采用融合复制交换分子动力学模拟，我们在PNIPAM 30 mer上证明，这种广泛使用的力场无法描述相变热力学。我们发现原因是聚合物的疏水-极性特性的差平衡。我们已经开发和测试了三个新的力场OPLS1.2x，QM 1和QM 2，它们都表现出两种状态的行为，并合理地再现实验的低临界溶解温度和转变热力学。发现QM 2的性能最好，建议用于未来的PNIPAM研究。最后，通过对20、30和40聚体链的模拟，研究了高分子链长对塌缩转变热力学的影响。与实验数据相一致，每个单体单元的转变焓仅随链长的增加而微弱增加。然而，计算的转变焓比实验量热法值小约一倍。
2018-06-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Thermoresponsive copolymer microgels synthesized via single-step precipitation polymerization: random or block structure?
本研究通过实验与模拟结合，揭示P(NIPAM-co-NIPMAM)共聚物微凝胶内部呈嵌段而非无规结构，为微凝胶设计提供新思路。
2025-08-06 cond-mat.soft
Complexation of a Thermoresponsive Brush-Type Polyelectrolyte with an Oppositely Charged Surfactant: Effect of Temperature and Surfactant Concentration
本研究构建了含PNIPAAm的刷型温敏共聚物PECop，探究其与阳离子表面活性剂DTAB的络合行为随浓度和温度的变化，发现热响应随表面活性剂浓度升高反转的现象，为药物递送系统设计提供新思路。
2025-08-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Role of softness on transition temperatures for pNIPAM microgels
本研究通过改变 FRP 合成中的交联密度调控 pNIPAM 微凝胶柔软度，并利用 DLS 与 ELS 分析 VPTT 与 ETT 的差异，以揭示结构与热响应行为的关系。
2024-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dichotomous behaviors of stress and dielectric relaxations in dense suspensions of swollen thermoreversible hydrogel microparticles
假设：虽然复杂流体中的微观结构的大剪切流的机械破坏已被广泛研究，施加的应变对大分子聚集体的介电性质的影响受到的关注少得多。同时流变学和介电实验可以用来研究跨越几十年的时空尺度上剪切胶体悬浮液的动力学。实验：利用精密的阻抗分析仪，我们研究了强剪切水悬浮液的热可逆水凝胶聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）颗粒在不同温度下的介电行为。我们还进行应力松弛实验，以揭示这些悬浮液的体积力学模量的大变形的影响。调查结果：所有的剪切PNIPAM悬浮液的复介电常数的实部表现出不同的弛豫过程中的低频和高频制度。在低于较低的共溶温度（LCST）的温度下，高密度PNIPAM悬浮液的结晶性的实部和虚部都随着施加的振荡应变振幅的增加而减小。同时，我们注意到一个反直觉的介电弛豫动力学放缓。相反，我们的流变介电的研究结果，我们的体流变学实验，在相同的条件下进行，揭示剪切变稀动态应变振幅增加。我们提出了剪切诱导破裂的脆弱集群的膨胀PNIPAM颗粒来解释我们的观察。保留字：流变电介质;温敏水凝胶;节段性运动;对立两极化;界面极化;稠密悬浮液;流变学;剪切稀化
2022-06-24 cond-mat.soft
Volume fraction determination of microgel composed of interpenetrating polymer networks of PNIPAM and polyacrylic acid
研究了聚（N-异丙基丙烯酰胺）和聚丙烯酸（PAAc）交联网络组成的互穿聚合物网络微凝胶在四种不同聚丙烯酸用量下的流变性能。PAAc含量和交联度都会改变颗粒的尺寸、质量和柔软度，从而强烈影响体积分数和体系粘度。在此，通过用Einstein-Batchelor方程拟合零剪切粘度从低浓度下的流动曲线导出体积分数，该方程提供参数k以将重量浓度转换为体积分数。我们发现，具有较高PAAc含量和交联剂的颗粒的特征在于较大的k值，因此，当与较软的颗粒相比时，较大的体积分数。从流变学测量得到的包装分数进行了比较，从静态光散射两个PAAc内容揭示了良好的协议。此外，作为包装分数的函数的粘度的行为，在室温下，已突出了Arrhenius的依赖性与低PAAc含量和Vogel-Fulcher-Tammann依赖性的最高调查PAAc浓度合成的微凝胶。与硬球行为的比较表明，随着颗粒柔软度的降低，粘度的增加最急剧。最后，在一个固定的PAAc和在两个不同的温度下，低于和高于体积相变的粘度的体积分数的依赖性，示出了定量的协议与通过动态光散射测量的结构弛豫时间，表明IPN微凝胶的柔软性，可以调整与PAAc和温度，并根据颗粒的柔软性，遵循两种不同的路线。
2022-02-24 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
Role of microgel stiffness in particle self-assembly and suspension rheology across the lower consolute solution temperature
Raman Research Institute（拉曼研究所）
本研究通过调控交联剂合成不同刚度的PNIPAM微凝胶，发现软粒子悬浮液在LCST以上呈现凝胶-液体-凝胶转变，而硬粒子则呈现玻璃-玻璃转变，且刚度影响静电稳定性与疏水性。
2024-02-09 cond-mat.soft
Effect of particle stiffness and surface properties on the nonlinear viscoelasticity of dense microgel suspensions
本研究通过调控微凝胶交联剂含量和PEG共聚改性，结合大振幅振荡剪切实验与原子力显微镜，揭示了颗粒柔软度和表面性质对致密微凝胶悬浮液非线性粘弹性的差异化影响，为定制力学性能的材料设计提供了合成依据。
2024-03-05 cond-mat.soft
