Adsorption time scales of cluster-forming systems
考虑了具有竞争作用的团簇形成体系中吸附的微观模型。吸附过程由主方程描述，并通过动力学蒙特卡罗方法建模。研究了粒子在平面三角晶格上吸附过程中粒子浓度和相互作用能的演化规律。模拟结果显示了不同的行为系统的时间演化取决于温度和化学势，最后在系统中的集群的形成。吸附的特征弛豫时间根据吸附物最终平衡态的热力学参数在几个数量级上变化。对于高度有序的吸附物平衡态，观察到颗粒的非常快的吸附。
2021-09-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wall adsorption of a colloidal particle moving in a quiescent partially wetting fluid
在热平衡中，两块平行板之间的胶体颗粒浸入部分润湿颗粒和板的流体中，被壁吸引。然而，如果颗粒平行于板运动，则在低雷诺数的极限下，会产生远离板的流体动力升力。我们从理论上研究了这两种效应的竞争，并确定了速度的范围，在该范围内，速度可以作为一个参数控制微流中的吸附。
2003-04-29 cond-mat.soft
Geometry-Controlled Dynamic Tensiometry Resolves Intrinsic Surfactant Adsorption Kinetics
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Wageningen University and Research（瓦赫宁根大学和研究中心）；IFP Energies nouvelles（IFP能源新动力）；ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）
本研究结合微流控EDGE张力计与非平衡热力学描述，确定表面活性剂传质、吸附等参数，实现对动态界面张力的预测，为解析表面活性剂吸附动力学提供定量框架。
2026-09-01 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
On the effect of surfactant adsorption and viscosity change on apparent slip in hydrophobic microchannels
大量的实验，理论，以及数值计算的努力已经投入到了解微流体装置中的边界滑移的效果。然而，尽管这种装置在科学、医学和工业应用中变得越来越重要，但仍然缺乏对这种现象的令人满意的理解。这是由于研究该问题所需的极其精确的实验以及此类系统中的大量可调参数。在本文中，我们应用最近推出的算法来实现疏水流体壁相互作用的格子玻尔兹曼方法。我们发现一个可能的解释，一些实验观察到的滑移长度取决于流速，这是矛盾的许多理论结果和模拟。我们的解释是，速度依赖滑移可以检测到，如果流动剖面是不完全发展的通道内，但在一个瞬态。此外，我们示出了所测量的滑移长度随着粘度的增加而减小，并展示了在疏水微通道中向流体流动中添加表面活性剂的效果。表面活性剂的加入可以屏蔽疏水壁的排斥势，从而随着表面活性剂浓度的增加而降低滑移量。
2007-04-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Adsorption phenomena in the transport of a colloidal particle through a nanochannel containing a partially wetting fluid
使用分子动力学模拟，我们研究了一个紧密配合的纳米尺寸的固体球在流体填充的圆柱形纳米通道在低雷诺数和广泛的流体-固体相互作用对应于不同的润湿情况下的运动。对于不完全润湿的流体，我们观察到一个有趣的和新颖的吸附现象，其中的固体球，这是最初沿着管的中心移动，蜿蜒穿过通道，突然吸附到壁上。此后，吸附球要么{ \it粘}在管壁上并平均保持不动，要么从管壁稍微分离，然后平行于管轴移动，同时平均旋转。另一方面，在短时间内，即当固体颗粒移动其中心接近管的中间，我们发现令人惊讶的是，我们的结果和连续方法的预测之间的良好协议，尽管在我们的模拟中存在较大的热波动。
2002-06-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Multivalent Ion-Activated Protein Adsorption Reflecting Bulk Reentrant Behavior
蛋白质在固液界面的吸附是一个重要的现象，通常可以观察到作为生物过程的第一步。尽管其固有的重要性，仍然相对较少的是了解潜在的微观机制。在这里，使用多价离子，我们证明了控制的相互作用和相应的吸附净带负电荷的蛋白质（牛血清白蛋白）在固液界面。这是证明了椭圆偏振和中子反射率和石英晶体微量天平实验证实。我们发现，在第二维里系数对盐浓度cs的非单调依赖性的富体相行为中观察到的重入凝聚以一种有趣的方式反映在界面处的蛋白质吸附d（cs）中。我们的研究结果成功地描述和理解的经典密度泛函理论的框架内的离子激活的补丁相互作用的模型。除了连接体和界面行为的一般挑战，我们的工作有影响，除其他外，在界面处的成核。
2017-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Trains, tails and loops of partially adsorbed semi-flexible filaments
聚合物吸附是统计力学中的一个基本问题，它与从生物润滑到胶体悬浮液稳定性的各种学科都有直接关系。我们结合实验和计算机模拟来研究耗尽诱导的半柔性聚合物吸附到硬壁上。部分吸附的F-肌动蛋白聚合物的三维细丝配置可视化与全内反射荧光显微镜。该信息用于确定吸附/解吸过渡的位置，并提取部分吸附的细丝配置的列车，尾部和回路的统计数据。与主要通过形成环而解吸的长柔性长丝相反，刚性有限尺寸长丝的解吸主要由波动的长丝尾部驱动。模拟定量再现我们的实验数据，并使我们能够提取普遍的法律，解释缩放的吸附-解吸过渡与相关的微观参数。我们的研究结果表明，粘附强度，长丝刚度，长度，以及可访问的解吸长丝的配置空间可以用来设计长丝吸附的特性，从而工程师的复合生物聚合物材料的性能。
2015-08-06 cond-mat.soft
Effects of contact-line pinning on the adsorption of nonspherical colloids at liquid interfaces
接触线钉扎效应在宏观系统中是众所周知的，但在胶体悬浮液中的微观尺度上才刚刚开始探索。我们使用数字全息捕捉快速三维动态的微米大小的椭球突破油水界面。我们发现，粒子的角度随高度近似线性变化，在从模拟的基础上最小化的界面能的结果。使用一个简单的模型的接触线的运动，我们表明，所观察到的平移和旋转自由度之间的耦合可能是由于接触线钉扎。我们的结论是，胶体颗粒吸附到液体界面的动力学不确定由最小化的界面能和粘性耗散单独的接触线钉扎决定的时间尺度和途径的平衡。
2017-08-10 cond-mat.soft
Effect of pH, surface charge and counter-ions on the adsorption of sodium dodecyl sulfate to the sapphire/solution interface
十二烷基硫酸钠，SDS和蓝宝石表面之间的离子相互作用的作用进行了研究，使用镜面中子反射，以确定吸附的表面活性剂层的结构和组成。将溶液的pH从3增加到9通过逆转氧化铝的电荷来减少吸附。这发生在R-平面（1 - 1 0 2）的pH低于C-平面（0 0 0 1）的pH，对应于不同的零电荷点。最大的表面过量为约6.5 μ mol m-2，吸附层的厚度为约24埃，并且它包含大约20%的水。表面活性剂分子的烃尾明显地相互渗透，而不是形成有序的双层。当表面活性剂处于各自的临界胶束浓度时，该结构在纯水或0.1 M NaCl中是相似的。十二烷基硫酸锂和十二烷基硫酸铯的结构不同。CsDS形成致密层，几乎没有或没有水合作用，表面过量约为10.5 μ mol m-2。金属阳离子强烈影响吸附的表面活性剂的水合作用。观察到了吸附层结构的“扁平胶束”的全貌
2012-05-01 cond-mat.soft
Random sequential adsorption of spheres on a cylinder
受观察到的珠子包装在一个细字符串在这样的系统，如海葡萄和牙菌斑，我们研究了随机顺序吸附的圆柱体上的球体。我们确定的渐近分数覆盖的圆柱体作为唯一的参数的函数的问题，球半径的圆柱体半径（对于一个很长的圆柱体）使用的分析和数值模拟相结合的比率。检查的渐近结构，我们发现弱手征订购足够小的空间尺度。实验涉及胶体微球，可以通过静电力或DNA杂交不可逆地附着到硅线，使我们能够验证我们的预测的渐近覆盖。
2019-08-14 cond-mat.soft q-bio.BM
Probing microsecond dynamics of disperse nanoparticles at oil-water interfaces using nanometer localization precision total-internal-reflection dark-field microscopy
本研究利用高时空分辨率的全内反射暗场显微镜，探测油水界面纳米颗粒的微秒动力学，发现表面活性剂可逆转扩散尺寸趋势并揭示多种稳定浸没状态。
2025-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Adsorption of soft particles at fluid interfaces
软颗粒可以是比硬颗粒更好的乳化剂，因为它们在流体界面处拉伸。相对于刚性颗粒，这种变形可以使吸附能增加几个数量级。颗粒在界面处的变形由体弹性和表面张力的竞争控制。当颗粒被两种液体部分润湿时，变形局限于距离接触线的材料依赖性距离$L$内。在接触线处，颗粒形态由表面张力的平衡给出。当颗粒半径为$R \ll L$时，颗粒采用与吸附流体液滴相同的透镜形状。颗粒变形可以是弹性的或塑性的，这取决于杨氏模量$E$和屈服应力$σ_p$的相对值。当表面张力有利于颗粒在界面处完全铺展时，塑性形变可导致不寻常的煎蛋形态。当可变形颗粒具有与一种液相非常相似的表面性质时，吸附可能对它们对另一种液相的亲和力的微小变化极其敏感。这些发现对微凝胶颗粒在流体界面处的吸附和刺激响应性Pickering乳液的性能具有影响。
2015-07-14 cond-mat.soft
Dynamic density functional theory of protein adsorption on polymer-coated nanoparticles
基于动态密度泛函理论（DDFT），提出了一个描述球形蛋白质在荷电核壳微凝胶颗粒上吸附动力学的理论模型。该模型建立在蛋白质吸附热力学的先前描述[Yigit \textit{et al}，Langmuir 28（2012）]的基础上，其显示出很好地解释了结合等温线的可用量热实验数据。在实践中，一个空间依赖的自由能功能，包括相同的物理相互作用的建立，并用于研究通过广义扩散方程的动力学。为了测试这个模型，我们将其应用到溶菌酶吸附在PNIPAM包覆的纳米粒子的案例研究，并表明DDFT内获得的动力学是一致的，从实验中推断。我们还进行了系统的研究，在我们的模型中的各种参数的影响，并调查作为蛋白质的价和疏水吸附能，以及它们的浓度和纳米粒子的函数的加载动力学。虽然我们集中在这里的情况下，吸附为一个单一的蛋白质类型，该模型的一般性允许研究多组分系统，提供了一个可靠的工具，为未来的研究竞争和合作的吸附效应经常遇到的蛋白质吸附实验。
2014-07-30 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Adhesion Control through Electric Field-Induced Water Adsorption at Oxidized Silicon Interfaces
针对计算机芯片制造中电接地后持续存在的粘附滞后问题，本研究通过原子力显微镜发现低湿度下电场诱导水吸附可调节粘附，为粘附控制提供新见解。
2025-08-25 cond-mat.soft
Dynamics of Irreversible Particle Adsorption to Fluid Interfaces
针对颗粒在流体界面的不可逆吸附，本文耦合扩散与 RSA 边界条件建立统一模型，揭示扩散限制向动力学限制的转变并给出预测框架。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Long-range attraction of particles adhered to lipid vesicles
许多生物系统将脂质膜的薄片折叠成复杂的三维结构。这种微观折纸通常由蛋白质在膜上的吸附和自组装介导。作为研究吸附介导的相互作用的模型系统，我们研究了粘附在脂质囊泡上的微米颗粒的集体行为。我们使用粒子轨迹的极大似然分析来估计胶体相互作用。当粒子被一个张力膜高度包裹时，我们观察到强烈的长程吸引力，典型的结合能为150 $k_B T$，并且有显著的力延伸到几微米。
2016-10-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
Does adsorption in a single nanogroove exhibit hysteresis?
本文用基本测度密度泛函方法研究了一端封闭的微观毛细管中的简单流体。该模型代表了一个单一的，无限长的nanogroove与远程壁流体吸引力（分散）。它示出，在吸附等温线的滞后的存在或不存在是由润湿性能的壁如下：以上的润湿温度，$T_w$，适合于一个单一的壁的凹槽，吸附是一个连续的过程，对应于一个上升的弯月面从封盖到开口端的凹槽。对于一个足够深的毛细管弯月面上升被示出是一个陡峭的，但连续的过程发生在附近的毛细管冷凝的相应的狭缝。然而，对于温度低于$T_w$的冷凝表现出一级转变伴随着滞后的吸附等温线。最后，它表明，滞后可能会发生，甚至为$T>T_w$作为一个后果的预润湿的侧壁和底壁的凹槽。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Swarming of micron-sized hematite cubes in a rotating magnetic field -- Experiments
通过粒子在场下的旋转输入能量，使系统进入非平衡态。在这里，我们调查的悬浮旋转磁性立方体。合成了100 μ m大小的赤铁矿立方体，并对其进行了显微观察。当暴露在旋转的磁场中时，它们形成旋转的群，像液滴一样相互作用。我们描述了群集行为及其限制和表征群的大小和角速度依赖于磁场强度和频率。发现群的角速度作为场频率的函数与理论模型定量一致。值得注意的是，花生状或椭球状的赤铁矿颗粒不会形成群集。
2019-08-18 cond-mat.soft
Adsorption at Liquid Interfaces Induces Amyloid Fibril Bending and Ring Formation
蛋白质纤维在界面处的积累是许多生理过程和神经退行性疾病以及材料设计中的重要步骤。在这里，我们表明，使用$β$ -乳球蛋白原纤维作为模型，暴露于表面的半柔性原纤维不具有蠕虫状链的曲率特征的高斯分布，而是表现出自发的曲率，这甚至可以导致环状构象。这种环的长期存在被原子力显微镜、低温扫描电子显微镜和在空气和油-水界面的被动探针粒子跟踪所证实。我们的理由是，这种自发的曲率是由分子水平上的结构特征，是预期当一个手性和极性原纤维被放置在一个不均匀的环境，如界面。通过测试具有不同平均厚度的$β$ -乳球蛋白原纤维，我们得出结论，原纤维厚度在形成环的倾向中起决定性作用。
2014-10-29 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Dissipative particle dynamics simulation study on ATRP-brush modification of variably shaped surfaces and biopolymer adsorption
采用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究了原子转移自由基聚合（ATRP）刷状生长引发剂包埋不同形状微粒（MP）的表面改性过程。表面引发的ATRP刷生长导致形成更球状的MP形状。我们进行了比较分析ATRP刷生长在三种不同形式的颗粒表面：杯表面，球形表面，平面（矩形/盘形）。首先，我们建立了刷生长的化学动力学：单体转化率和反应速率。接下来，我们通过计算径向分布函数、空间密度分布、回转半径、流体动力学半径和形状因子来讨论刷改性表面的结构变化（形状修改）。聚合物刷修饰的颗粒作为酶固定化的载体材料是众所周知的。最后，我们研究了生物聚合物在相容性溶液中吸附在ATRP-刷改性颗粒上。特别是，我们探讨了ATRP刷的长度，生物聚合物链的长度和浓度的吸附过程中的效果。我们的研究结果说明了增强的生物聚合物吸附与增加刷长度，引发剂浓度，和生物聚合物浓度。最重要的是，当吸附达到饱和时，平坦表面比其他两个表面负载更多的生物聚合物。实验结果验证了相同的，考虑到盘状平面颗粒，杯状，和球形颗粒。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
What are the microscopic events of colloidal membrane fouling?
由于表面吸附和流体动力学相互作用之间的复杂相互作用，胶体膜污染的代表性微观机制仍然没有得到很好的理解。数值模拟克服了实验的局限性，如胶体膜污染过程中微观事件的时间和空间分辨率：它们有助于更深入地了解污染过程。本研究采用耦合计算流体动力学-离散元方法（CFD-DEM）模拟研究胶体污染的机制，在微流体结构模仿多孔微滤膜。我们特别注意颗粒如何克服能量障碍，导致彼此之间以及与外部和内部膜表面的吸附和解吸。粒子间的相互作用导致从二次到一次最小的DLVO电位的过渡。被吸附的颗粒可以显示出再夹带或者它们可以向下游滑动。由于颗粒主要以簇的形式重新悬浮，因此内部孔隙的几何形状显著地影响污垢行为。研究结果允许胶体过滤过程中的微观污染事件的基本了解。该方法使未来的系统研究的相互作用的流体动力学条件和表面能的贡献所代表的潜在的软和片状胶体。
2018-03-21 cond-mat.soft physics.comp-ph
Dynamic Surface Tension of Aqueous Solutions of Ionic Surfactants: Role of Electrostatics
用最大气泡压力法研究了阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵在空气-水界面上的吸附动力学。在短时间内，吸附是扩散限制的。在较长的时间，表面张力显示出一个中间平台，并不能再占扩散限制过程。相反，吸附出现动力学控制和减缓吸附障碍。一个泊松-玻尔兹曼理论的静电排斥从表面并不能完全解释所观察到的势垒。表面相变的可能性，预计从拟合的等温线，但尚未观察到的布鲁斯特角显微镜。
2010-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Decoding Noise in Nanofluidic Systems: Adsorption versus Diffusion Signatures in Power Spectra
本文通过推导含扩散与吸附/解吸的粒子数涨落功率谱密度模型，识别出$1/f^{3/2}$和$1/f^2$等特征标度，为纳米流体实验中区分吸附与扩散机制提供了分析策略。
2025-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
