From Capillary Condensation to Interface Localization Transitions in Colloid Polymer Mixtures Confined in Thin Film Geometry
根据毛细管凝聚和界面局域化转变的理论，采用蒙特卡罗模拟方法，对处于两个相互排斥的无结构壁面之间的胶体-聚合物混合物的Asakura-Oosawa（AO）模型进行了模拟和分析.选择聚合物与胶体尺寸比q=0.8，并研究D=3至D=10胶体直径厚度范围内的超薄膜，使用巨正则蒙特卡罗方法;通过有限尺寸标度分析相变，正如之前关于体相系统和相同类型壁之间限制的工作一样。与后者不同的是，这里使用的是不等价的壁：虽然左壁对聚合物和胶体都有一个硬核排斥，但在右壁处，存在一个仅作用于胶体的可变强度的额外方阱排斥。我们研究了如何通过这种限制来修改已经在大体积中发生的富胶体和贫胶体相的相分离。当壁面-胶体相互作用的不对称性增加时，过渡的特征从毛细凝聚型平滑地转变为界面局域型。这些过渡的临界行为进行了讨论，以及胶体和聚合物的密度分布在整个膜中的各个阶段，并在平行于限制壁的方向上的界面波动的相关性。对这些现象的实验可观测性也作了简要的讨论。
2008-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Colloidal Inclusions in Liquid Crystals
我们概述了必要的背景，以了解胶体在液晶的相互作用，通过边界条件和拓扑结构。
2015-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Colloid-Colloid Interactions Impact Network Morphology of Confined Colloidal Drying Patterns
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）
该研究探究受限胶体干燥图案的网络形态，通过改变盐浓度调控胶体相互作用，发现其遵循默里定律，盐浓度会影响网络拓扑结构。
2026-10-14 cond-mat.soft
Effective interactions and melting of a one dimensional defect lattice within a two-dimensional confined colloidal solid
我们报告的Monte Carlo研究的二维软胶体晶体限制在一个带的几何形状由平行的墙壁。壁-颗粒相互作用沿着条的长度具有波纹。通过减小壁之间的距离来压缩晶体引起结构转变，其特征在于突然出现扩展缺陷的一维阵列，每个扩展缺陷跨越几个晶格参数，即“孤子阶梯”。我们得到了这些缺陷之间的有效相互作用。林德曼准则表明，维数的减少导致这些缺陷的有限周期链容易熔化的温度升高。我们讨论了可能的实验实现和推测潜在的应用。
2009-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous interactions in confined charge-stabilized colloid
分散在1：1弱电解质中的电荷稳定的胶体球应该彼此排斥。因此，实验证据的异常远程类荷吸引力诱导几何约束激发了一个爆发的活动。这在很大程度上已经平息，因为人们对实验的可靠性和解释一直存在疑虑。我们描述了一个新的类的自洽胶体相互作用的测量，确认由一个或两个边界墙限制的胶体球之间的成对吸引力的外观。除了支持先前关于这种尚未解释的效应的说法外，这些测量还为其机制提供了新的解释。
2004-04-13 cond-mat.soft
Onset of flow in a confined colloidal glass under an imposed shear stress
利用数值模拟方法研究了在均匀剪切应力作用下的受限胶体玻璃。在宏观和微观尺度上，随后的动力学在流动的开始进行了研究。当施加的应力逐渐减少时，稳定流开始的时间尺度发散，与长寿命的空间不均匀性。在此屈服应力区附近，观察到剪切带结构形式的持续蠕变。
2014-10-26 cond-mat.soft
Hydrodynamics of confined colloidal fluids in two dimensions
本文应用混合分子动力学和介观模拟技术研究了二维受限胶体圆盘的动力学行为。我们计算的速度自相关函数，并观察到预测的$t^{-1}$长时间的流体动力学尾巴的特点，无约束流体，以及更复杂的振荡行为和负尾强约束的几何形状。由于速度自相关函数的$t^{-1}$尾部在有限系统中被切断较长时间，因此相关扩散系数不会发散，而是在数学上取决于系统的整体大小。
2008-12-18 cond-mat.soft
Controlling the microstructure and phase behavior of confined soft colloids by active interaction switching
我们探索了受限软胶体的微观结构和相行为，这些胶体可以以预定义的动力学速率主动切换它们的相互作用。为此，我们采用反应扩散方法的基础上的反应动力学密度泛函理论（R-DDFT）和研究的效果的二进制（两个状态）切换的大小的胶体与高斯对势相互作用。切换率在低速率下的近平衡二元高斯混合物和大速率下的有效单分散液体之间插值，因此强烈影响单体密度分布、吸附和围壁处的压力。重要的是，我们证明，足够快的开关阻碍相分离的（平衡）不稳定的液体，允许动态控制的混合/冷凝的程度和局部微观结构的细胞限制通过调整开关速率。
2020-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boundary mobility controls glassiness of confined colloidal liquids
我们使用封装在乳液液滴的胶体悬浮液来模拟具有可调边界流动性的受限玻璃形成液体。我们表明，在这些理想化的系统中的动力学是由与边界的物理相互作用。在动力学中，存在更多的移动边界，而对于较少的移动边界梯度几乎完全抑制。系统中的运动不是各向同性的，但相对于边界具有很强的方向依赖性。这些发现使人们对传统的物理量能否充分描述受限玻璃产生了疑问。
2014-05-06 cond-mat.soft
Structure, thermodynamic properties, and phase diagrams of few colloids confined in a spherical pore
在正则系综下，采用事件驱动的分子动力学模拟，研究了一个封闭在小球腔中的少量胶体体系。胶体粒子通过短程方阱势相互作用，该势考虑了胶体间相互作用的基本要素吸引和排斥体积排斥。在非均匀流体理论的框架下，我们分析了这个少体封闭系统的结构和热力学性质。对关联函数和密度分布的空腔被用来确定系统的结构和空间特性的不均匀性。还分析了壁面压力、内能和表面量（如表面张力和吸附）在整个密度、温度和颗粒数范围内的变化。我们的特点是系统的结构从2到6个禁闭粒子作为密度和温度的函数，确定了独特的定性行为遍布热力学平面$T-ρ$在几个粒子等价的宏观系统的相图。应用扩展的对应态定律，将方阱相互作用映射到Asakura-Oosawa模型。我们明确地链接的温度在封闭的方井流体中的聚合物在Asakura-Oosawa模型的等效包装分数。使用这种方法，我们研究了有限的系统中的几个胶体的胶体-聚合物混合物。
2015-04-09 cond-mat.soft
Chiral liquid crystal colloids
胶体粒子扰乱液晶的棒状分子的排列，引起使扭曲区域的自由能最小化的长程相互作用。已知颗粒形状和拓扑结构引导这种自组装过程。然而，胶体包裹体的手性如何影响这些长程相互作用尚不清楚。本文利用激光光镊、粒子跟踪和光学成像技术研究了手性弹簧和螺旋引起的畸变对双折射液晶中胶体自组织的影响。研究表明，胶体粒子的手性与胶体粒子的非对称弹性相互作用，可以改变胶体粒子的手性或外消旋超结构。这些研究结果是一致的数值模拟的基础上最小化的朗道-德热内自由能。我们的研究揭示了手性在定义液晶胶体的介观有序中的作用，这表明该功能可能是一个潜在的工具，以调节这些系统的全球定向自组织。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Velocity oscillations in confined channel flows of concentrated colloidal suspensions
利用快速共聚焦显微镜，在单粒子水平上研究了玻璃微通道中浓胶体的压力驱动流动。对于通道与颗粒尺寸比$a/\bar{D} \lesssim 30$，悬浮颗粒的流速显示波动。对于更高的约束（$a/\bar{D} \simeq 20$），这些转变成规则振荡。我们提出的证据链接这些振荡与溶剂和颗粒（渗透）的相对流量和剪切增稠的约束效果。
2008-06-27 cond-mat.soft
Onset of anomalous diffusion in colloids confined to quasi-monolayers
最近的研究表明，胶体单层，例如，在流体界面处或通过合适的限制电势形成的，表现出反常的集体扩散。这是当颗粒被限制为驻留在二维（2D）流形上时由三维（3D）环境流体介导的流体动力学相互作用的结果。我们研究理论和数值模拟的交叉从正常到异常扩散的粒子是，在真实的系统中，由3D的外部潜力，从而有可能波动出的2D流形，从而实际上形成一个准单层。
2017-02-09 cond-mat.soft
Dynamic properties of quasi-confined colloidal hard-sphere liquids near the glass transition
由于分层和局部填充之间的竞争而产生的受限流体的复杂行为可以通过考虑准受限液体来解开，其中沿限制方向的周期性边界条件恢复平移不变性。该系统提供了一种手段来调查的限制和当地秩序的相关长度尺度的相互作用。本文提出了准受限液体玻璃化转变的模式耦合理论，并详细阐述了数值实现的有效方法。在MCT的非遍历性参数进行比较，计算机模拟结果为硬球流体。我们评估的非平衡态图，并调查集体中间散射函数。对于这两种方法，非单调行为取决于限制长度观察。
2020-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Macroscopic rotation of active colloids in a colloid-polymer mixture confined inside a spherical cavity
从研究通过分子动力学模拟，我们报告的结果，在活性胶体和被动聚合物的混合物，被限制在一个球形容器内的排斥边界的结构和动力学。这样的系统在生物聚合物的背景中模拟细菌的存在。在完全被动的情况下，所有的相互作用都是以这样一种方式选择的，即在富胶体和富聚合物相之间的平衡共存。在大部分研究中，所选择的成分会产生Janus结构;球体的一侧被胶体占据，其余部分被聚合物占据。这种部分潮湿的情况几乎模仿了完全被动场景中的中性墙。在向胶体引入速度对齐活动之后，富含聚合物的域的形状改变为椭圆体的形状，围绕其长轴，富含胶体的域获得宏观角动量。在稳定状态下，该轴的方向通过扩散而演变，这意味着被动域也被主动粒子设置为运动。
2021-12-01 cond-mat.soft
Liquid crystalline phases and demixing in binary mixtures of shape-anisometric colloids
本文建立了一个由棒状、片状和球形颗粒组成的二元混合物的形状不等轴颗粒嵌入立方晶格的理论模型。该模型的目的是提供一个工具，在各种液晶胶体，生物和大分子系统的复杂相行为的预测和解释。引入颗粒之间的排斥相互作用，获得了丰富多样的相结构和多相平衡，包括各向同性相、层状相、层状相和柱状相，分层成相同或不同对称性的相，以及同一相中不同种类的混合物的结构显微偏析。
2010-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear screening and gas-liquid separation in suspensions of charged colloids
利用多中心非线性Poisson-Boltzmann理论计算了1：1电解质中带电胶体球的相图（价态$Z$和半径$a$）。我们的理论考虑到电荷重整化的胶体相互作用和体积项，由于多体效应。对于小到Z=1和大到$10^4$的化合价，我们发现在$Z\lB/a\gtrsim24\pm1$提供的胶体盐相图中存在气-液调幅不稳定性，其中$\lB$是Bjerrum长度。
2006-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mode-coupling theory of the glass transition for colloidal liquids in slit geometry
我们提供了一个详细的推导模式耦合方程的胶体液体限制在两个平行的光滑壁。我们介绍了不可约的记忆内核不同的松弛通道，从而扩展投影算子技术的胶体液体狭缝几何形状。调查的集体动力学以及标记粒子运动，我们证明了模式耦合功能假设相同的形式，在牛顿的情况下证实的普遍性的玻璃化转变奇异的微观动力学。
2020-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tagged-particle dynamics in confined colloidal liquids
我们提出的标记粒子动力学的数值结果，解决模式耦合理论在受限几何胶体液体（cMCT）。我们表明，无论是微观动力学，也不是中间散射函数的类型定性地改变在玻璃化转变附近的渐近动力学。特别是，我们发现在低频磁化率谱，我们解释为平行弛豫足迹的限制类似的特点。我们推导出预测的本地化长度和缩放的扩散系数在过冷制度，并发现一个显着的非单调依赖的限制长度。对于稀释液体的流体动力学极限，我们计算的中间散射函数，这是在完美的协议与事件驱动的布朗动力学模拟的解析表达式。由此，我们推导出一个表达式的持续反相关的速度自相关函数（VACF）的限制运动。使用数值计算结果的cMCT方程的VACF，我们还确定了一个交叉之间的不同缩放对应的过渡从无约束到约束的行为。
2021-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Liquid Crystal Colloids
胶体在自然界、科学和技术中非常丰富，从牛奶到量子点和“胶体原子”范例都有。类似地，液晶有序化在从生物膜到宇宙弦的实验室模型和消费设备中的液晶显示器的范围内都很重要。在这两个软物质领域中，一些最令人兴奋的最新进展出现在它们的界面上，即快速发展的液晶胶体研究领域。在这样的系统中的介观尺度自组装可能导致具有从分子有序和纳米或微米颗粒图案化到精确控制的配置中产生的涌现的物理行为的人造材料和结构。液晶胶体在复合材料制备、低维拓扑、光子学等领域有着广阔的应用前景，本文从物理基础出发，综述了这一快速发展的领域的最新研究进展，并重点介绍了它的科学和技术潜力。
2017-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Translational and orientational glass transitions in the large-dimensional limit : a generalized replicated liquid theory and an application to patchy colloids
我们发展了一个适用于非球形单轴分子和胶体玻璃相的广义复制液体理论，该理论在大尺寸极限$d\to\infty$下变得精确。然后，我们将该方案应用于头部和尾部有粘性斑块的斑块状胶体。该系统具有丰富的相行为，涉及平移和取向自由度。我们发现了一种新的玻璃-玻璃之间的玻璃大/小取向波动的转变。
2018-07-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Lattice Model for Colloidal Gels and Glasses
我们研究了吸引胶体的晶格模型。它在稀疏随机图上是完全可解的。随着压力和温度的变化，它再现了液体，玻璃和胶体系统的许多特征现象，如理想的凝胶形成，液体-玻璃相共存，堵塞或玻璃化转变的重新进入。
2008-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cellular solid behaviour of liquid crystal colloids. 1. Phase separation and morphology
本文研究了在透明点Tni以下悬浮于热致液晶液晶中的相有序胶体及其聚集态结构。小的（150 nm）PMMA颗粒分散在经典的液晶基质中，5CB或MBBA。在共聚焦显微镜的帮助下，我们发现小的胶体颗粒密集地聚集在大量清洁液体周围的薄界面上，从而形成开放的细胞结构，其特征尺寸为10-100微米，与胶体浓度成反比。基于朗道平均场处理，建立了一个简单的理论模型来描述连续相分离和胞状结构的形成机制。
2000-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elastic interaction between colloidal particles in confined nematic liquid crystals
本文提出了微米尺度轴对称胶体粒子浸入受限液晶中的弹性相互作用理论。得到了任意约束且边界面具有强锚定条件的NLC中单个胶体粒子的自能和两个粒子之间的相互作用能的一般公式。偶极-偶极相互作用的垂面和平面单胞与厚度$L$的特殊情况下被认为是指数屏蔽的衰减长度$λ_{dd}=\frac{L}π$的远距离。据预测，在平面细胞中的边界表面至关重要地改变通常偶极-偶极相互作用的吸引和排斥区。同时预测了四极相互作用中的\textit{the decay length}比偶极情况下的\textit{the decay length}为\textit{two times smaller}。
2010-02-18 cond-mat.other cond-mat.soft
Confined colloidal crystals in and out of equilibrium
本文综述了近年来关于带电胶体粒子在平衡态和非平衡态下的受限晶体的研究进展。我们特别关注实验（光散射和显微镜）与晶格和计算和计算机模拟的直接比较。在平衡中，我们解决屈曲和结晶多层的硬和软狭缝约束的带电系统。我们还讨论了最近获得的带电混合物的晶体结构。此外，我们提出了施加外部扰动的可能性，以驱动系统的平衡。这些包括电解质梯度以及剪切和电场的应用。
2013-09-11 cond-mat.soft
Electrostatics of Colloidal Particles Confined in Nanochannels: Role of Double-Layer Interactions and Ion-Ion Correlations
我们进行计算调查的电解质介导的相互作用的带电胶体粒子限制在纳米通道。我们研究了离散离子效应，价态和电解质强度对胶体壁相互作用的作用。我们发现，对于一些多价电荷制度，带电胶体和墙壁可以有吸引力的相互作用。我们详细研究了这些相互作用和自由能分布的胶体壁分离。我们发现，有能量障碍和能量最小值给出首选的胶体位置在通道中心附近，并在距离附近，但从通道壁分离。我们表征的贡献，从表面过充电，凝聚层，和重叠的离子双层。我们使用粗粒布朗动力学模拟（BD），经典的密度泛函理论（cDFT）和平均场泊松-玻尔兹曼理论（PB）进行我们的调查。我们讨论了我们的研究结果的影响，在纳米器件的现象。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性，并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时，新的行为出现了。在这里，我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
Phase diagram and structure of colloid-polymer mixtures confined between walls
本文用巨正则蒙特卡罗模拟研究了平行平板无结构壁对胶体-聚合物混合物相分离的影响。研究了厚度在$D=3-10$胶体直径之间的超薄薄膜。Asakura-Oosawa模型[J. Chem. Phys. 22，1255（1954）]用于描述粒子相互作用。为了有效地模拟，结合连续的伞形采样[J. Chem. Phys. 120，10925（2004）]使用“簇移动”[J. Chem. Phys. 121，3253（2004）]。当与有限尺寸标度结合时，这些技术使得能够精确地确定解混双结点。我们的研究结果表明，封闭的混合物的临界行为描述的“有效”的临界指数，这逐渐发展的二维伊辛模型的值附近的三维伊辛模型，作为$D$增加。Fisher和Nakanishi [J.Chem.Phys.75，5875（1981）]对临界点移动的标度预测与我们的模拟结果一致。然而，令人惊讶的是，当$D$增加时，临界状态下的胶体填充分数非单调地接近其本体（$D \to \infty$）值。远离临界点，我们的结果是兼容的简单开尔文方程，这意味着在共存胶体化学势的1/D的顺序移动。我们还提出了密度分布和对分布函数的一些状态点的双节点，和胶体壁相互作用的影响进行了研究。
2006-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical behavior of a colloid-polymer mixture confined between walls
我们研究了限制对胶体-聚合物混合物相分离的影响。为了描述颗粒相互作用，使用Asakura和Oosawa的胶体-聚合物模型[J. Chem. Phys. 22，1255（1954）]。巨正则蒙特卡罗模拟，然后施加到这个模型之间的两个平行的硬壁，分开的距离D=5胶体直径。我们专注于相分离的临界状态，并寻找从三维（3D）伊辛到二维（2D）伊辛普适性的交叉迹象。为了提取临界行为，使用有限尺寸标度技术，包括Kim等人最近提出的算法[Phys.Rev.Lett. 91，065701（2003）]。我们的研究结果指出，有效的临界指数，从三维伊辛值有很大的不同，已经非常接近2D伊辛值。特别是，我们观察到的临界指数β的序参量在密闭系统是小于在3D散装，产生一个平坦的双结点。我们的研究结果还表明，在封闭系统中的临界胶体包装分数相对于散装的增加。后者似乎与理论预期一致，尽管不能排除共存直径的临界行为中由于奇异性而引起的微妙之处。
2006-02-15 cond-mat.soft
Particle-resolved topological defects of smectic colloidal liquid crystals in extreme confinement
液晶的受限样品的特征在于各种拓扑缺陷，并且可以暴露于外部约束，例如具有非平凡拓扑的极端限制。在这里，我们探讨的内在结构的近晶胶体层之间的相互作用熵和强加的外部拓扑结构。考虑一个环形限制作为一个基本的例子，过多的竞争状态被发现与非平凡的缺陷结构，从层状状态到多个近晶域和阵列的边缘位错，我们称之为Shubnikov状态正式类比的特性的II型超导体。我们的粒子分辨结果是通过热胶体棒的实空间显微镜和基于基本测量的硬各向异性体的密度泛函理论的结合获得的，在定量水平上一致。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Collective diffusion of a colloidal particles in a liquid crystal
提出了胶体粒子在液晶中的集体扩散效应。本文描述了液晶中胶体粒子集体扩散的特性，并通过实验观察到这种特性。扩散系数与温度和颗粒浓度的关系是决定性的。在系统中，胶体粒子是由弹性指向矢场的弹性畸变和粒子间的相互作用产生的。这些相互作用会导致非平凡的集体行为，从而导致非单调依赖的集体扩散。预测了胶体粒子在液晶中的非平凡集体扩散行为。
2017-12-22 cond-mat.soft
Bond-orientational ordering and shear rigidity in modulated colloidal liquids
从Landau-Alexander-McTague理论和蒙特卡罗模拟结果表明，通过对胶体体系进行周期性激光调制得到的调制液体具有长程键取向有序性和非零剪切刚度。从无限场模拟结果，我们表明，在调制的液相中，平移序参量关联函数指数衰减到零，而键取向顺序的关联函数饱和到一个有限的值在大的距离。
1999-03-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous Diffusion in Confined Colloidal Suspensions
本研究通过共聚焦显微镜实验与计算机模拟，定量分析了粗糙壁受限胶体悬浮液的动力学性质，揭示了非均匀扩散等受限印记并探究了表面粗糙度的影响，推进了对受限流体动力学的理解。
2025-04-29 cond-mat.soft
Repulsion-attraction switching of nematic colloids formed by liquid crystal dispersions of polygonal prisms
胶体粒子的自组装由于弹性相互作用在液晶液晶中的承诺可调复合材料，并可以通过利用表面功能化，几何形状和拓扑结构来引导，虽然这些控制自组装的手段仍然有限。在这里，我们实现了低对称性的非手性和手性弹性胶体的双液晶使用胶体多边形凹凸棱镜。我们发现，控制钉扎的向错在棱镜的边缘改变了对称性的导演扭曲的棱镜和他们的方向相对于远场导演。棱镜边缘的向错的受控局部化显著地影响分散在液晶中的棱镜的扩散性质的各向异性，并且允许修改它们的自组装。我们发现，多边形棱镜之间的弹性相互作用可以切换之间的排斥和吸引只是通过控制重新钉扎的向错在不同的边缘，使用激光镊子。我们的研究结果表明，分散在液晶液晶中的胶体颗粒之间的弹性相互作用是敏感的拓扑等价的，但几何丰富的控制配置的颗粒诱导的缺陷。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembly of Colloids with Competing Interactions Confined in Spheres
本文利用分子动力学模拟研究球形限制下短程吸引、长程排斥胶体的自组装，揭示多种有序结构及小球体促进穿孔结构形成的能量—壁弯曲机制。
2023-12-11 cond-mat.soft
Optical trapping of colloids at a liquid-liquid interface
我们证明了实现（横向）光学有界的胶体结构上的液-液界面的乳液液滴。我们使用DNA系链将颗粒移植到液滴表面，有效地将它们限制在准2D平面上，即使在常见的单光束配置中光学捕获时，对横向运动的约束也最小。我们表明，相对弱相互作用，如耗尽可以测量在光学结合的晶体通过视频显微镜成像和分析。这说明了我们的系统作为模板的可能使用，以研究液-液界面上的光控准二维胶体组装。
2017-03-23 cond-mat.soft
Influence of Confinement on Dynamical Heterogeneities in Dense Colloidal Samples
我们研究了一个封闭在两块准平行玻璃板之间的稠密胶体悬浮体，作为封闭几何中过冷液体的模型系统。利用激光扫描共聚焦显微镜直接观察到胶体颗粒的三维布朗运动。颗粒沿着壁形成致密层，但由于我们使用两种颗粒尺寸的混合物，因此避免了结晶。一个正常的液体样样品，当被限制时，表现出较慢的扩散运动。粒子重排是空间异质性的，重排区域的形状强烈地受分层的影响。这些重新排列的区域在限制后变得更加平坦。壁诱导层和空间非均匀动力学的变化特征似乎与限制诱导玻璃化密切相关。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling the Behavior of Confined Colloidal Particles Under Shear Flow
The University of Western Ontario（韦仕兰大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
该研究采用结合晶格玻尔兹曼流体的分子动力学模拟，探究受限胶体在剪切流中的准二维有序化行为，给出相图并证实层间颗粒交换对进入无序相的必要性。
2014-09-17 cond-mat.soft
Relaxation back to equilibrium after cessation of shear for confined colloidal bilayers
本文用布朗动力学的计算机模拟方法研究了两块平行平板之间的带电胶体悬浮液的结晶双层，并通过两块平板的相对运动进行剪切。电荷稳定的悬浮液是由汤川对潜在的建模。未剪切平衡构型是两个具有嵌套的二次面内结构的晶体层。对于增加的剪切速率$\dot γ$，我们发现以下的稳定状态：首先，有一个静态的固体是弹性剪切，直到达到屈服应力极限。然后，有两个晶体层在彼此的顶部滑动与注册程序。更高的剪切速率熔化结晶双层，甚至更高的剪切速率导致在剪切方向上分层的重入固体。这种定性的情况是类似的，发现在以前的批量模拟。然后，我们研究了松弛的剪切稳定状态回到平衡后，瞬时停止剪切，并发现一个典型的松弛时间作为剪切速率$\dot γ$的函数的非单调行为。特别是，高剪切速率的应用加速了驰豫回到平衡，因为剪切有序促进了平衡晶体的生长。这种机制可用于从强烈剪切的悬浮液中生长无缺陷的胶体晶体。我们的理论预测可以在强约束带电悬浮液的实际空间实验中得到验证。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Soliton Staircases and Standing Strain Waves in Confined Colloidal Crystals
我们表明，通过计算机模拟的二维晶体限制的波纹壁的限制，可以用来施加一个可控的介观的主要是机械弹性特征的超结构。由于系统的粒子密度和限制通道的宽度D的相互作用，可以沿着两个平行的限制边界产生“孤子阶梯”，这在整个晶体中引起应变驻波。这些波的周期性与D的周期性相同。这种机制应该是有用的各种纳米材料的自组装结构的形成。
2009-12-07 cond-mat.soft
The ground state and the character of the interaction between a colloidal particles in a liquid crystals
本文提出了测定不同液晶中胶体粒子间相互作用性质的一般方法。这种方法的主要思想是把胶体粒子看作指向矢场的基态可能变形的来源。液晶的基态限制了可能的变形，从而决定了胶体粒子之间相互作用的性质。在此基础上，预测了胆甾相液晶中偶极粒子间的类库仑相互作用以及近晶液晶中这种相互作用性质的变化。
2013-11-08 cond-mat.soft
Observation of liquid glass in suspensions of ellipsoidal colloids
尽管胶体悬浮液的无处不在，很少有人知道的形状对相变的影响，特别是在非平衡状态。迄今为止，真实空间成像结果仅限于由球形胶体组成的系统。然而，在大多数自然和技术系统中，粒子是非球形的，它们的结构动力学由平移和旋转自由度决定。使用共聚焦显微镜，我们发现，悬浮液的椭球胶体形成一个意想不到的物质状态，液体玻璃中的旋转被冻结，而翻译保持流体。图像分析揭示了迄今未知的前体作为这种状态的特征结构元素。这些分枝簇的相互阻碍阻止液晶有序。我们的研究结果提供了独特的洞察局部结构和相变之间的相互作用。这有助于指导应用，如胶体超结构的自组装，也给出了形状对玻璃化转变的重要性的第一个证据。
2020-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of many-body interactions on the solid-liquid phase-behavior of charge-stabilized colloidal suspensions
电荷稳定的胶体悬浮液的固液相图计算使用的技术，结合连续的泊松-玻尔兹曼描述微观电解质离子与分子动力学模拟的macroionic胶体球。虽然在这种方法中忽略了微离子之间的相关性，但胶体之间的多体相互作用完全包括在内。在高胶体体积分数下确定固-液转变，其中多体相互作用预计是强的。鉴于Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论预测胶体通过Yukawa对势相互作用，我们将我们的结果与简单Yukawa液体的相图进行了比较。在高盐条件下发现良好的协议，而在低离子强度相当大的偏差观察。通过计算有效的胶体-胶体对相互作用，证明了这些差异是由于多体相互作用。我们提出了一个密度依赖的对势的形式截断汤川势，并表明，它提供了一个相当大的改进描述的固-液相的行为浓缩胶体悬浮液。
2002-09-06 cond-mat.soft
Electrically powered locomotion of dual-nature colloid-hedgehog and colloid-umbilic topological and elastic dipoles in liquid crystals
液晶中的胶体颗粒倾向于在周围各向异性主体介质内诱导分子排列的拓扑缺陷和扭曲，这导致弹性介导的相互作用对于各向同性流体主体内的对应物不可及。这样的粒子诱导的电晕的扰动的有序是高度响应于外部电场，即使当远离粒子的均匀对齐的主介质表现出没有响应于低于重新对齐阈值的字段。在这里，我们利用这些简单的电反应的非互惠性质来证明胶体运动。电场的振荡促使胶体包裹体周围偶极弹性畸变的电晕重复变形，其在适当设计的电驱动下使位移方向同步。我们观察到的胶体刺猬偶极子伴随着脐缺陷的倾斜方向性场（c-场），随着纹理的弹性变形，随着施加电压的变化而演变。在打开和关闭电压时，粒子周围的指向矢和c场畸变的时间非平衡演化在时间反转时不是不变的，这促使横向平移和相互作用与平衡条件下这些胶体可获得的显著不同。我们的研究结果可能会导致技术和基础科学的应用程序的胶体模型可重构的胶体系统和介观结构的材料与预先设计的时间演变的结构和组成。
2021-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unusual liquid phases for indented colloids with depletion interactions
我们研究缩进球形胶体，通过消耗力相互作用。这些系统表现出液体-蒸气相变，其性质由强“锁和钥匙”键和较弱的非特异性相互作用的组合决定。随着锁和钥匙结合的倾向增加，临界点移动到明显较低的密度，共存的相改变了它们的结构。特别地，液相是“多孔的”，表现出大的膨胀空隙。这个系统的属性强烈依赖于一个底层的键网络的拓扑结构：我们评论这一事实的影响，组装的平衡态与控制多孔结构。
2015-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal glass transition observed in confinement
我们研究了一个胶体悬浮体之间的两个准平行的墙壁作为一个模型系统的玻璃化转变限制的几何形状。悬浮液是两种粒度的混合物，以防止壁诱导结晶。我们使用共聚焦显微镜直接观察胶体颗粒的运动。这种运动在限制中较慢，因此在无限制几何形状的液体样品中产生玻璃态行为。对于更高的体积分数的样品（接近玻璃化转变），约束效应的发生在较大的长度尺度。
2007-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tagged-particle motion in quasi-confined colloidal hard-sphere liquids
利用周期性边界条件，研究了强相互作用准封闭液体中示踪粒子的运动。在模式耦合理论的玻璃化转变（MCT），我们计算的自非遍历性参数和自中间散射函数，并比较它们与事件驱动的分子动力学模拟。我们观察到非单调行为的平面内均方位移和进一步的关联函数，它涉及更高的模式索引编码的垂直运动的信息。面内速度自相关函数揭示了持续的反相关与负的代数幂律衰减$t^{-2}$在所有的包装分数。
2021-09-12 cond-mat.soft
Aging of a Homogeneously Quenched Colloidal Glass-forming Liquid
采用胶体动力学的非平衡自洽广义Langevin方程理论，描述了具有硬球和短程吸引作用的猝灭模型胶体液体中的非稳态老化过程，其静态结构因子和van Hove函数从猝灭前的初始状态不可逆地演化到最终的动态停滞状态.我们的数值结果与现有的模拟数据的比较是非常令人鼓舞的。
2010-11-17 cond-mat.soft
Shape-controlled orientation and assembly of colloids with sharp edges in nematic liquid crystals
球形粒子通过拓扑缺陷在双折射液晶中的胶体组装已经被广泛研究，并且对其他胶体形状的研究已经揭示了一系列新的组装行为。我们表明，使用朗道-德热内数值模拟，该缺陷的配置和胶体组装可以强烈影响胶体形状的细节，特别是存在尖锐的边缘。对于圆柱体，微子弹，立方体胶体几何形状，我们得到了粒子的平衡取向方向和有效对相互作用势作为简单的形状参数的函数。我们发现，缺陷钉在尖锐的边缘，和胶体因此定向在一个倾斜的角度相对于远场的方向，取决于胶体的形状。这种依赖于形状的排列，我们在实验测量中确认，提出了通过调整粒子几何形状来选择液晶中胶体自组装结果的可能性。
2014-12-12 cond-mat.soft
Effects of colloid polydispersity on the phase behaviour of colloid-polymer mixtures
我们研究理论上的平衡相行为的混合物的多分散的硬球胶体和单分散的聚合物，建模使用Asakura-Oosawa模型内的自由体积近似Lekkerkerker等人。我们计算完整的相图在平面上的胶体和聚合物的体积分数，使用矩自由能方法。纯多分散胶体中相分离的复杂特征与聚合物诱导的气液共存的外观相结合，以提供丰富多样的相图拓扑结构，因为聚合物-胶体尺寸比和胶体多分散性是变化的。定量地，我们发现，多分散性不利于流体-固体对气液分离，导致大幅降低的阈值以上，稳定的两相气液共存出现。涉及两种或更多种固体的相分离可以在低胶体浓度下已经发生，其中它们可以是动力学上可接近的。我们还分析了胶体粒度分级的强度。当固相从流体中分离时，如果在低胶体浓度和高聚合物浓度下发生相分离，则其多分散性最强烈地降低，与实验观察一致。对于气液共存的分馏，我们同样发现与实验，以及与微扰理论的近单分散系统的良好协议。
2004-10-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition between glass transition and liquid-gas separation in attracting colloids
我们目前的模拟结果解决吸引力的相互作用引起的胶体凝胶化的现象。在足够高的吸引强度下，通过玻璃停滞防止液-气转变，从而产生胶体凝胶。系统的动力学由玻璃控制，几乎不受液-气转变的影响。当系统在液相和气相中分离时，即使较致密的相进入非遍历区域，气相也能够使系统作为整体的结构弛豫。
2006-10-19 cond-mat.soft
Structures and dynamics of glass-forming colloidal liquids under spherical confinement
最近的理论预测，当一个过冷液体接近玻璃化转变，颗粒簇与一个特殊的“无定形秩序”的液体内成核，这导致静态相关性指示液体松弛的急剧放缓。然而，这一预测尚未在3D实验中得到验证。在这里，我们设计了一个胶体系统，其中颗粒被限制在球形空腔内，边界处钉扎着一层无定形颗粒。使用这个新的系统，我们捕获的无定形顺序的粒子团簇，并展示了静态相关的发展。此外，通过研究球形约束样品的动力学，我们揭示了静态相关性对胶体液体弛豫的深刻影响。在类比与随机钉扎粒子的玻璃形成液体，我们提出了一个简单的关系，为改变的构型熵的限制胶体液体，定量地解释了我们的实验结果，并说明了一个发散的静态长度尺度在胶体玻璃化转变。
2016-03-02 cond-mat.soft
Core-shell droplets and microcapsules formed through liquid-liquid phase separation of a colloid-polymer mixture
微胶囊允许从药物到香料的货物的受控容纳、运输和释放。鉴于各种工业对微胶囊和其他核-壳结构的兴趣，存在多种制造策略。在这里，我们报告的方法依赖于混合物的温度响应性微凝胶颗粒，聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM），和聚合物进行流体-流体相分离。在室温下，这种混合物分离成富含胶体（液体）和贫含胶体（气体）的流体。通过将样品加热到高于微凝胶颗粒急剧收缩并产生更深吸引力的颗粒间势的临界温度，富含胶体相的液滴变得凝胶状。当温度降低回到室温时，这些胶凝胶体颗粒的液滴重新结晶，并且液滴内发生相分离。这种相分离导致富胶体液滴内的贫胶体液滴被连续的贫胶体相包围。气/液/气全水性双乳液在大部分内部液滴逸出之前仅持续几分钟。然而，核-壳液滴的富含胶体的壳可以通过添加盐而固化。该方法仅使用水性组分产生具有由刺激敏感性微凝胶胶体颗粒组成的壳的核-壳结构，使得其对于包封生物材料和制备响应于例如温度、盐浓度或pH的变化的胶囊具有吸引力。
2021-08-02 cond-mat.soft
