Use of two-particle simulations for the evaluation of the flocculation rate in the case of insurmountable repulsive barriers
两个胶体粒子之间的相互作用势通常跨越几纳米。因此，在模拟中正确评估潜力需要非常短的时间步长。然而，通常可以将一个多粒子计算与几个两粒子模拟相结合，以估计一组聚集率。如同Fuchs理论一样，该程序将最快絮凝速率的评估与几个稳定性比率的计算相结合。这种方法已经在对初级最小絮凝表现出低排斥屏障的系统中进行了测试。在这篇文章中，该程序进行了修改，以计算二次最小絮凝的平均速率。然后，该技术被用来估计液滴变形的影响，在水中的十六烷纳米乳液的聚集速率与十二烷基硫酸钠（SDS）稳定。
2016-09-21 cond-mat.soft
Attractive and repulsive polymer-mediated forces between scale-free surfaces
我们考虑作用在物体上的力，这些物体浸没在或附着在长起伏的聚合物上。障碍物对聚合物的限制导致聚合物介导的力，该力可以是排斥力（由于熵的损失）或吸引力（如果一些或所有表面被吸附层覆盖）。力的强度和符号一般取决于障碍物的具体形状和吸附特性，但如果与物体相关的特征长度尺度很大，则假定为简单的普遍形式。当聚合物被障碍物排斥或被边缘吸引时（接近吸收长度无限大的脱钉过渡），这种情况会发生在无标度形状（如平板、直线或圆锥）。在这种情况下，障碍物之间的间隔$h$是唯一相关的宏观长度尺度，并且聚合物介导的力等于${\cal A} \, k_{B}T/h$，其中$T$是温度。振幅${\cal A}$类似于临界指数，仅取决于聚合物体系的几何形状和普适性。对于简单几何构型和理想聚合物，我们计算的${\cal A}$值可以是正的，也可以是负的。值得注意的是，我们发现${\cal A}=0$的理想聚合物在吸附转变点，无论形状的障碍，即在这个特殊的点，有没有聚合物介导的障碍之间的力（无标度或不）。
2017-08-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlling the Interactions between Soft Colloids via Surface Adsorption
通过采用单体分辨的计算机模拟和分析的基础上的聚合物标度理论的考虑，我们分析的构象和相互作用的多臂星型聚合物强烈吸附在一个光滑的，二维平面。我们发现一个更强的伸展臂以及更强的排斥，有效的相互作用比在三维的情况下。特别地，星形大小与臂$f$的数量成比例为$\sim f^{1/4}$，有效相互作用为$\sim f^{2}$，分别与三维中的$\sim f^{1/5}$和$\sim f^{3/2}$相反。我们的研究结果表明，几何约束可以对有效的相互作用和随后的软胶体一般的相关性，其中的构象可以改变作为一个结果的几何约束强加给他们的戏剧性的效果。
2013-04-12 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
Thermodynamics of Protein Folding from Coarse-Grained Models' Perspectives
蛋白质的折叠和聚集、蛋白质与膜之间的相互作用以及有机软物质在无机固体基质上的吸附属于理解复杂大分子结构和功能的最有趣的挑战。这是由相关问题的跨学科性质所推断的，这些问题的范围从生物功能丧失的分子起源（例如，在阿尔茨海默病中）到用于生物传感应用的有机电路的发展。在这堂课中，我们将着重于分析蛋白质折叠、聚集以及软质和固体凝聚物的混合系统的介观模型。粗粒度模型的简单性使得对蛋白质折叠这一众所周知的难题的描述更加通用。在这种方法中，相对于构象假相的结构形成过程的分类是可能的。这在聚集和吸附过程中类似，其中个体折叠倾向受外力影响。构象转变研究中的主要问题是，组成蛋白质的氨基酸序列必然是有限长度的，因此不存在热力学极限。因此，在严格的热力学意义上，结构转变不是相变，并且伪单稳态方面的分析是复杂的，因为显然小系统效应伴随着所有构象转变并且不能被忽略。
2007-10-25 cond-mat.soft
Kinetic Arrest in Polyion-Induced Inhomogeneously-Charged Colloidal Particle Aggregation
吸附在带相反电荷的球形胶体颗粒上的聚合物链可以显著地改变颗粒-颗粒相互作用。对于足够量的添加的聚合物，原始的静电排斥甚至可以变成有效的吸引力，并且可以形成相对大的动力学稳定的聚集体，其显示出几个意想不到的和有趣的特性和一些有趣的生物技术含义。两个相反的粒子之间的吸引力的相互作用的贡献来自于在相反的带电粒子表面的聚离子的相关吸附，导致在一个非均匀的表面电荷分布。本文采用蒙特卡罗模拟研究了聚离子诱导的胶体复合物的聚集动力学。Velegol和P.K. Thwar，Langmuir，17，2001]。结果表明，在电荷异质性的存在下，聚集过程减慢，由于逐步增加的势垒高度聚集后。在此框架内，实验观察到的聚电解质-脂质体溶液中的簇相应被视为动力学被捕状态。
2008-05-26 cond-mat.soft
Repulsive interactions of eco-corona covered microplastic particles quantitatively follow modelling of polymer brushes
微塑料颗粒的环境归宿和毒性取决于其表面性质。在环境中，生物分子和天然有机物的吸附层形成所谓的生态冠。这种生态日冕如何改变颗粒的胶体相互作用的定量描述仍然缺失。在这里，我们用胶体探针-原子力显微镜证明，微塑料颗粒上生态电晕的形成在表面上引入了一层柔软的薄膜，从而改变了机械行为。我们测量单粒子粒子之间的相互作用，发现生态电晕形成后的长程排斥作用显着增加。这些力-距离特性很好地遵循Alexander和de Gennes的聚合物刷模型。我们进一步比较所获得的拟合参数，以已知的系统，如多层膜，并提出这些作为一个模型系统的生态冠。生态电晕的基础就像聚合物刷一样与周围环境相互作用，这可能有助于了解环境中微塑料的运输和聚集。
2021-11-16 cond-mat.soft
Electric surface potential of dodecane nano-drops in aqueous solutions of low ioinic strength
虽然固体颗粒的表面电荷是其合成的直接结果，但悬浮油滴的表面电荷取决于周围分子的吸附平衡。盐的存在提高了水相的极性，有利于表面活性剂从水溶液中盐析出来并增加其表面过量。然而，电解质也屏蔽了液滴的表面电荷[Debye-Hückel，1923]。结果表明，静电表面电位随着离子强度的增加而增加，直到界面饱和，然后下降。这种行为产生了之前在水包十六烷纳米乳液中观察到的最大值[Urbina-Villalba，2013; 2015]。在这里，作为氯化钠浓度的函数的两个十二烷在水中（d/w）的纳米乳液的表面电位的变化进行评估。正如预期，浓度为0.5和7.5 mM十二烷基硫酸钠（SDS）时获得最大值。然而，表面过量的十二烷滴显示的宏观吸附等温线预测的吸附平衡之间的中间行为，和以前发现的十六烷滴。通过在5分钟内监测分散体的平均半径的变化来跟踪所制备的乳液的稳定性，这是聚集速率的典型评价中所用时间的6倍。在7.5 mM SDS的情况下，最小的尺寸变化与发现的最大表面电位（40 mM NaCl）一致。对于0.5 mM SDS未观察到这一点。三个制度的不稳定被发现存在取决于水相的离子强度。它们对应于以下的普遍性：1）溶解/成熟，2）聚集，和3）晶体沉淀。
2020-07-22 cond-mat.soft
Forces between Silica Particles in Isopropanol Solutions of 1:1 Electrolytes
采用基于原子力显微镜的胶体探针技术研究了异丙醇溶液中二氧化硅表面的相互作用。特别是，1：1的电解质对二氧化硅颗粒之间的相互作用的影响进行了研究。在这些系统中发现了过多的不同的力。即，范德华力，双层，有吸引力的非DLVO，排斥溶剂化，阻尼振荡相互作用观察。测得的双层排斥的衰减长度基本上大于从标称盐浓度计算的德拜长度。这些偏差是由醇溶液中明显的离子配对引起的。在低于10 nm的分离，观察到额外的吸引力和排斥力的非DLVO力。前者可能是由强离子吸附引起的电荷不均匀性引起的，而后者则源于异丙醇分子靠近表面的结构化。最后，在增加浓度的过渡从单调到阻尼振荡的相互作用被发现。
2020-06-05 cond-mat.soft
Mesoscopic Properties of Molecular Folding and Aggregation Processes
蛋白质折叠、肽聚集和结晶，以及分子在柔软或固体基质上的吸附，都有一个共同的基本特征：在所有这些过程中，结构的形成都是由排列成链状大分子的分子亚基的集体合作行为所引导的。蛋白质经历与热力学相变相关的构象转变。然而，对于有限长度的链，构象（伪）相之间的交叉的重要差异在于，这些转变通常是相当平滑的过程，即，热力学活动不一定由强熵或能量波动来表示。然而，为了理解分子结构形成过程的一般性质，从统计物理学的角度分析介观模型，使第一次洞察到小系统中的构象转变的性质。在这里，我们回顾了最近的结果，通过复杂的广义系综计算机模拟的最小粗粒度模型。
2009-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Effect of Polyelectrolyte Adsorption on Inter-Colloidal Forces
从理论上研究了半稀溶液中带电表面间聚电解质的行为。连续平均场方法用于计算数值浓度分布之间的两个电极保持在一个恒定的电位。广义接触定理将表面间力与浓度分布联系起来。数值结果表明，通过吸附聚电解质对表面电荷的过度补偿，可以导致等电荷表面之间的有效吸引。简单的标度参数使我们能够定性地表征表面间相互作用作为带电单体的分数p和盐浓度c_b的函数。在低盐制度中，我们发现在短距离，其中的聚合物被耗尽的表面间的间隙，强吸引力的两个吸附层重叠时，在短距离的强烈排斥。这种吸引力的大小与p^{1/2}成比例，其主导长度与a/p^{1/2}成比例，其中a是单体的大小。在较大距离处，两个吸附表面经由弱静电排斥相互作用。对于高盐浓度下的强聚电解质，聚合物对短距离吸引力的贡献与p/c_b^{1/2}成比例，长度与kappa*a^2/p成比例，其中kappa^{-1}是Debye-Huckel屏蔽长度。对于弱聚电解质在高盐浓度的相互作用是排斥的所有表面分离和衰减长度等于kappa^{-1}指数衰减。不可逆吸附的影响进行了讨论，以及它表明，在这种情况下，可以得到的表面间的吸引力。
1998-03-26 cond-mat.soft physics.chem-ph
Collective motion of run-and-tumble particles drives aggregation in one-dimensional systems
活性物质涉及的系统，其粒子在个体水平上消耗能量以移动。为了解开诸如集体结构的出现等特征，已经提出了几种模型，例如通过持久排斥过程（PEP）实现的运行和翻滚粒子的晶格模型。在我们的工作中，我们研究了一个一维系统的运行和翻滚排斥或吸引的粒子，无论是在晶格和关闭。此外，我们实现了集群运动动力学在晶格上的情况下（因为在非晶格的情况下，集群运动性来自于单个粒子的动力学）。虽然我们观察到离散和连续动态之间的重要差异，一些共同的特点是特别重要的。增加颗粒密度会推动所有不同系统的聚集。对于非吸引性粒子，粒子活动对聚集的影响在很大程度上与动力学的细节无关。相反，一旦引入吸引力相互作用，完全由这些相互作用和粒子活动之间的相互作用决定的稳态就高度依赖于动力学的细节。
2021-10-14 cond-mat.soft
Soft Spheres Make More Mesophases
我们使用平均场方法和数值模拟来研究经典粒子与硬核和排斥性软肩相互作用的相图。尽管纯粹的排斥相互作用，该系统显示出显着的数组所产生的核心和肩长尺度之间的竞争的聚合相。在大肩宽的核心尺寸的限制，我们认为，这个相图有一些普遍的功能，并分类的排斥肩膀，导致聚集在高密度的集合。令人惊讶的是，相序和聚集体尺寸调整以保持几乎恒定的聚集体间分离。
2006-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aggregation and Segregation of Confined Active Particles
我们模拟了一个模型的自推进磁盘与软排斥相互作用局限于一个盒子在两个维度。对于小的旋转扩散速率，单分散盘自发地积聚在壁上。在低密度下，粒子之间的相互作用力是强烈不均匀的，一个简单的模型预测了这些不均匀性如何改变状态方程。在更高的密度下，集体效应变得重要。我们观察到的包装分数$ϕ\sim 0.88$，这也是非活性无热单分散磁盘的干扰点的干扰过渡的签名。在该$ϕ$，系统产生壁聚集所需的临界有限主动速度。在填充分数高于$ϕ\sim 0.6$时，压力随密度增加而降低，表明颗粒之间的强相互作用影响远低于堵塞转变的状态方程。在没有任何粘附的情况下，双分散盘的混合物分离，确定了一种新的机制，可能有助于胚胎发育中的细胞分选。
2014-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spatial modulation of the composition of a binary liquid near a repulsive wall
当二元液体被强排斥壁面封闭时，在壁面附近局部密度耗尽，形成类似于液体与其蒸气之间的界面。这种类比表明，该界面附近的二元液体的组合物应该表现出类似于液-气界面附近的空间调制，即使壁与液体的两个组分的相互作用是相同的。古根海姆吸附关系量化的浓度的二元混合物附近的液体-蒸汽界面和定性的状态，主要（少数）的组件丰富的负（正）混合能量的界面，如果两个组件的表面张力不是很不同。通过对具有不同组成和相互作用的二元混合物的分子动力学模拟，我们发现对于在所有状态点具有负混合能的体系，在壁诱导界面处定性地满足Guggenheim关系.对于具有正混合能的系统，这种关系被认为是定性有效的低密度，而它是违反在高密度的液体中的相关性是强的状态点。这一观察是通过使用密度泛函理论与Ramakrishnan-Yussouff自由能泛函的混合物的两个组件的密度分布的计算进行验证。违反古根海姆关系的可能原因进行了讨论。
2015-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Dynamics of magnetic nanoparticle suspensions
我们研究了磁性纳米颗粒悬浮液的动力学。它们的弛豫时间是强烈的尺寸依赖性。主要的弛豫模式也由颗粒的尺寸决定。结果，由于样品中的多分散性，动力学大大改变。我们研究了多分散性对响应函数的影响。当表征多分散性的参数变化时，这些表现出显著的变化。我们还提供了一个程序来提取的粒度分布在多分散样品中使用科尔-科尔图。此外，吸引相互作用的存在导致颗粒聚集，从而形成簇。排斥相互作用和热无序不仅阻碍了聚集，而且还引入了从团簇中去除颗粒或“破碎”的可能性。聚集和碎片化的竞争机制在稳态下产生簇大小的分布。我们试图了解集群的形成和它们的分布使用一个模型，将聚集和碎片化的现象。已获得感兴趣的量的标度形式。最后，我们比较我们的数值计算结果与实验数据。这些比较是令人满意的。
2012-08-20 cond-mat.soft
A Simple Method to Determine Critical Coagulation Concentration from Electrophoretic Mobility
临界凝聚浓度（CCC）是颗粒分散体的关键参数，因为它提供了电解质浓度的阈值极限，高于该阈值极限，分散体由于快速颗粒聚集而不稳定。提出了一种计算方法来预测CCC值，而不需要测量粒子的聚集率，仅使用电泳迁移率数据。该模型依赖于DLVO理论，包括来自排斥双层力和吸引范德华力的贡献。计算和以前报道的实验CCC数据相同的颗粒之间的比较表明，该方法表现良好，在存在的单和多价电解质提供DLVO粒子间的力量是占主导地位的。该方法适用于各种成分、形状和尺寸的颗粒。
2020-04-24 cond-mat.soft
Aggregation of amphiphilic polymers in the presence of adhesive small colloidal particles
研究了两亲聚合物与能够可逆地粘附在链上的小胶体的相互作用。溶液中的粘性小胶体能够动态地结合两个聚合物链段。这种关联导致聚合物网络构型的拓扑变化，例如成环和交联，尽管可逆的粘附允许胶体沿着链骨架滑动。以前的分析只考虑链网络中的静态拓扑。我们表明，滑动的自由度，确保了主导地位的小循环，在其他结构，从而产生了一个新的角度来分析这个问题。结果适用于胶体颗粒和星形聚合物之间的平衡分析，以及嵌段共聚物胶束。结果是相关的可逆吸附的二氧化硅颗粒到亲水性聚合物，用于在形成的过程中的类型SBA或MCM的介孔材料，交联的环糊精分子线程上的聚合物和形成的结构称为聚轮烷。胶体的电晕上的粘附，后者诱导胶束化和生长的更大的胶束的数量的胶体的增加，与实验数据一致。
2010-10-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Origin of attraction between likely charged hydrophobic and hydrophilic walls confining near-critical binary aquaeous mixture with ions
在一个简单的密度泛函理论中考虑了离子溶质对被限制在不同吸附偏好的带电壁之间的近临界二元水溶液混合物的影响。对于含有少量离子的近临界体系，基于关联式$ξ$和德拜屏蔽长度$κ^{-1}$均远大于分子尺寸的假设，导出了Landau型泛函.对于不溶于有机溶剂的离子，得到了相应的近似欧拉-拉格朗日方程。非平凡的浓度分布的溶剂被发现附近的带电疏水壁作为结果之间的竞争的短程吸引力的有机溶剂和水合离子的静电吸引力。对于一定范围的表面电荷和$ξκ$，在疏水表面附近可能存在过量的水。结果，亲水表面和疏水表面之间的有效电势在远离临界点时可以是排斥的，然后是吸引的，并且当接近临界温度时再次是排斥的，这与最近的实验一致[Nellen等人，软物质{ \bf 7}，5360（2011）]。
2011-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Revealing the microstructure of sodium-montmorillonite aqueous suspensions
几何非等轴（2D）钠-蒙脱石（Na-Mt）颗粒的水悬浮液在非常低的固体浓度下显示溶胶-凝胶转变。自欧文·朗缪尔（Irving Langmuir）以来，凝胶的潜在微观结构一直是争论的焦点。一个现场调查涵盖的长度尺度远大于单个颗粒需要提供支持的两个模型中提出的文献中的一个：1）一个由血小板之间的静电吸引力，和2）一个堵塞的悬浮液稳定的颗粒之间的排斥静电力。我们解决这一争论，通过全面探测的微观结构的Na-Mt悬浮液使用超小角中子/X射线散射，发现它是有序的，并包含至少一个数量级大于单个粒子的实体。互补的冷冻电子显微镜显示具有较强的粒子-粒子有序和区域的粒子-粒子聚集域的存在。这些数据表明：1）存在非对称域，这反驳了纯粹的吸引性质; 2）粒子的组装，这反驳了纯粹的排斥性质。Na-Mt凝胶似乎具有吸引域和排斥域的混合微结构。
2022-04-04 cond-mat.soft
On the build-up of effective hyperuniformity from large globular colloidal aggregates
本文通过短程吸引与长程排斥势的三维流体模型研究胶体絮凝成大型球形团簇的过程，发现系统在中等或低温下形成团簇玻璃态并抑制大波长密度涨落，从而表现出有效无序超均匀性。
2025-02-08 cond-mat.soft
Kinetic interfaces of patchy particles
研究了平流质量输运极限下片状颗粒在基质上的不可逆吸附。最近的数值计算结果表明，界面粗糙化强烈依赖于颗粒属性，如，补丁补丁的相关性，键的灵活性，和相互作用的强度，揭示新的吸收相变。在这里，我们重新审视这些结果，并详细讨论过渡。特别是，我们提出了新的证据表明，三临界点，观察系统中的粒子与灵活的补丁，是在三临界定向渗透普适性类。对具有不同键能的片状粒子聚集的关联长度随时间演化的标度分析证实了临界区是具有淬火无序普适类的Kardar-Parisi-Zhang。
2014-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective forces between colloids at interfaces induced by capillary wave-like fluctuations
我们计算了热激发毛细波介导的有效力之间的球形或盘状胶体被困在流体界面。这种Casimir型相互作用敏感地依赖于在三相接触线处施加的边界条件。对于大的胶体之间的距离一个意想不到的取消吸引力和排斥力的贡献，观察到导致波动力代数衰减非常迅速。对于小的分离力是相当强的，它可能会发挥重要作用，在二维胶体聚集，如果直接范德华力是弱的。
2006-08-23 cond-mat.soft
Synchronized Rotations of Active Particles on Chemical Substrates
本文构建化学图案化基底上活性布朗粒子最小模型，发现化学泳动与活性竞争可产生同步旋转聚集相，证明旋转序无需显式对齐相互作用即可涌现，并可用于机械装置设计。
2024-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Phoretic Interactions Between Active Droplets
浓度梯度在胚胎发生、细菌运动以及活性颗粒的运动中起着关键作用。颗粒通过溶解、吸附或表面物种的反应性在其周围形成浓度分布。这些梯度改变粒子的表面能，驱动它们的自推进并控制它们的相互作用。在这里，我们揭示了一个政权，溶质梯度介导之间的相互作用缓慢溶解的液滴，而不会导致自泳。这种解耦使我们能够直接测量稳态的排斥力，它与粒子间距离的比例为$F\sim {1/r^{2}}$。我们的研究结果表明，该过程是扩散，而不是反应速率限制，和理论模型捕获液滴尺寸和溶质浓度的相互作用的依赖性，使用一个单一的拟合参数，$l=16\pm 3$ ~nm，这对应于一个溶胀胶束的长度尺度。我们的结果揭示了与表面反应性的颗粒的平衡行为。
2017-02-22 cond-mat.soft
Time-Rate-Transformation framework for targeted assembly of short-range attractive colloidal suspensions
随着固体颗粒含量的变化，颗粒间吸引力或排斥力的范围、类型和强度的变化，吸引胶体的聚集现象已从理论和实验两个方面得到了广泛的研究。所得到的凝胶组成的有吸引力的胶体颗粒的无序组件，也已被调查方面的渗滤，相分离，以及所得到的分形网络的机械特性。尽管我们对凝胶化过程的理解取得了巨大进展，并探索了不同的途径来阻止有吸引力的胶体的动力学，但在这样的系统中，对流传输过程和多体效应之间的复杂相互作用限制了我们将系统推向特定配置的能力。在这里，我们研究了一个模型有吸引力的胶体系统在广泛的颗粒特性和流动条件下进行聚集远离平衡。系统的复杂多尺度动力学可以使用时间-速率-转换图来理解，该图改编自对嵌段共聚物、过冷液体和更硬的玻璃态金属中材料加工的理解，以指导有吸引力的胶体颗粒的有针对性的组装。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simple particle model for low-density granular flow interacting with ambient fluid
为了理解低密度颗粒流中斑图形成的过程，我们提出了一个简单的颗粒模型。该模型考虑球形颗粒基于三种力在倾斜平面上移动：重力作为驱动力，由于颗粒碰撞产生的排斥力，以及作为颗粒通过周围流体的相互作用的阻力。该模型的数值模拟在两种不同类型的二维平面中进行，即，处理单层。在平行于斜坡的水平面内，颗粒在颗粒流的运动前沿聚集，随后，流动不稳定性以波浪形模式发生。这种流型是由拖曳力引起的颗粒间相互作用引起的。此外，在聚集体内部形成颗粒的涡旋对流。同时，在坡面上的垂直面内，在颗粒流的运动前沿也发现了颗粒的聚集现象。聚集体类似于头-尾结构，其中随着时间的推移，对斜坡的正面角度从更大的角度接近60度。通过改变颗粒尺寸的数值结果比较，颗粒流的定性动力学与尺寸无关。为了阐明这个原因，我们对这个模型进行了无量纲化。结果表明，我们的模型可以简化为一个无量纲的方程，一个无量纲的参数，代表的比例，重力项的排除体积效应。
2019-04-23 cond-mat.soft nlin.PS
Interactions of neutral semipermeable shells in asymmetric electrolyte solutions
我们研究了中性半渗透球壳在电解质溶液中的离子平衡和相互作用，包括聚离子。虽然壳是不带电的，但只有一种类型的电解质离子可以渗透它们，从而导致系统中的空间电荷分离。这引起壳内的电荷积累和浓度依赖性壳电势的建立，其转化为相邻壳之间的分离压力。这些都是量化的使用Poisson-Boltzmann和积分方程理论。特别是，我们表明，在低价电解质的情况下，壳之间的相互作用是排斥性的，可以足够强，以稳定壳分散体。相反，多价离子溶液中的电荷相关效应导致壳层之间的吸引，从而导致它们的聚集。
2012-07-22 cond-mat.soft
Barrier properties of k-mer packings
本文讨论了用Monte Carlo方法对k-链节堆积的势垒性质的数值研究。研究了正方形晶格上规则和非规则排列的变体，包括随机顺序吸附（RSA）和随机沉积（RD）模型。研究了正方形晶格中键扩散的离散问题。k-mer完全垂直于扩散方向取向，并阻止一定比例的键$f_b$扩散。对于松散的RSA和RD填料，扩散系数的逾渗行为被观察到，数据证明，它们的阻隔性能在大的k值可能比那些一些致密的填料更有效。这种反常行为可以反映RD和RSA填料中k-链节空间组织（聚集）和孔结构的细节。并讨论了模拟数据与EM理论预测之间的矛盾。
2013-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spontaneous symmetry breaking of charge-regulated surfaces
利用经典的密度泛函理论研究了两个化学性质相同的电荷调节表面之间的相互作用。与通常的预期和假设相反，在某些现实条件下，我们发现在两个表面上自发出现不同的电荷密度。表面电荷密度不仅在大小上不同，甚至在符号上也非常出乎意料地不同，这意味着两个化学性质相同的表面之间的静电相互作用可以是吸引的而不是排斥的。此外，在两个表面上具有相等电荷密度的初始对称性也可以在减小两个表面之间的间隔时自发地被打破。这一现象的起源是从溶液到表面的离子吸附和表面上已吸附的离子之间的相互作用之间的竞争。这些发现对于理解胶体物体之间的力是至关重要的，特别是，它们必将强烈影响蛋白质相互作用的现状。
2018-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Long range ionic and short range hydration effects govern strongly anisotropic clay nanoparticle interactions
粘土颗粒在水溶液中的聚集是一个普遍存在的日常过程，具有广泛的环境和技术重要性。然而，它是在所有重要的原子水平上了解甚少，因为它取决于溶剂介导的静电，氢键和分散相互作用的复杂和动态的相互作用。考虑到这一点，我们已经进行了广泛的一套经典的分子动力学模拟（包括增强采样模拟）模型高岭石纳米粒子在纯净水和盐水之间的相互作用。我们的模拟揭示了高度各向异性的行为，其中纳米粒子之间的相互作用从吸引力到排斥力的变化取决于纳米粒子的相对取向。详细的分析表明，在大的分离（>1.5 nm），这种相互作用是由静电效应占主导地位，而在较小的分离水的水合结构的性质变得至关重要。这项研究突出了粘土纳米颗粒如何相互作用的令人难以置信的丰富性，这应该在例如粘土纳米颗粒聚集的粗粒度模型中得到考虑。
2022-02-04 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Lifetime of oil drops pressed by buoyancy against a planar interface: Large drops
在先前的报告[10]中，表明乳液稳定性模拟能够再现由浮力压在平面水-十六烷界面上的微米尺寸的十六烷液滴的寿命。结果表明，β-酪蛋白稳定的小液滴（ri<10 μm）在接近界面时以Stokes张量和Taylor张量相结合的方式运动，表现为不变形颗粒。这里，使用类似的方法来参数化用牛血清白蛋白稳定的大豆油滴的相互作用的可能性。然后利用得到的电势研究了在10 \leq ri \leq 1000 μm范围内的可变形液滴的寿命。它是建立这些滴的平均寿命可以充分复制使用截断球的模型。然而，计算结果明显依赖于计算中所用的初始变形距离和最大膜半径的表达式。适用于大液滴的方程组不适用于中等尺寸液滴（10 \leq ri \leq 100 μm），反之亦然。在大颗粒的情况下，作为液滴变形的结果的界面面积的增加产生了非常大的排斥屏障，其对抗聚结。然而，浮力占优势。因此，液滴的流体力学张量决定了作为颗粒尺寸的函数的寿命的特征行为。虽然液滴的聚结时间的平均值可以通过膜变薄的机制来证明，但是大液滴的实验数据的分散不能使用先前描述的方法来合理化。一个可能的解释，这种现象需要精心的模拟相结合的变形液滴，毛细波，排斥相互作用力，和时间依赖性的表面活性剂吸附。
2011-09-22 cond-mat.soft
Phase equilibria and glass transition in colloidal systems with short-ranged attractive interactions. Application to protein crystallization
本文研究了一个复杂流体模型，该模型由通过硬核和短程吸引势（汤川势和方阱势）相互作用的粒子组成。使用混合的方法，包括一个自洽的和相当准确的近似的液体积分方程的情况下的汤川流体，微扰理论来评估的晶体自由能，和模式耦合理论的玻璃化转变，我们确定了系统的平衡相图和过冷流体和玻璃相之间的平衡线。对于这些潜在的，我们研究的相图为不同的值的潜在范围，排斥核的直径的相互作用的范围的比率是主要的控制参数。我们的论点是相关的各种系统，从密集的胶体系统与耗尽力，通过颗粒凝胶，纳米颗粒聚集，和球状蛋白质结晶。
2001-11-12 cond-mat.soft
Effective interactions between a pair of nanoparticles
我们研究了两个纳米粒子（或胶体）浸泡在溶剂中表现出两相分离之间的有效相互作用。利用非局域密度泛函理论，我们确定了当溶剂是近体两相共存的纳米粒子的分离的有效电位的依赖性。如果将优先吸附相$α$的相同纳米颗粒插入相$β$中，则在其表面形成优选相$α$的厚润湿层。在纳米颗粒的某些特定分离$h_b$处，润湿层连接以形成单个桥，并且诱导的有效电势对于所有距离$h<h_b$都变得强烈吸引。对于大于临界半径$R_c$的纳米颗粒的所有半径，桥接是一级毛细管冷凝状转变，对于温度$T/T_c\approx0.9$，其值估计为大约$R_c\approx20σ$，其中$σ$是溶剂（方孔）颗粒的尺寸。对于半径$R<R_c$，桥接过程是连续的。如果相同的颗粒插入优选相$α$中，则它们之间的唯一有效相互作用由短程耗尽电位引起。如果纳米颗粒具有相反的吸附偏好，则仅在其中一个纳米颗粒周围形成单个润湿层，并且有效相互作用在两相中是强烈排斥的。由第二颗粒的存在引起的润湿膜的破坏引起的排斥在低密度状态下更大并且稍微更长。
2015-03-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
