Structural criterion for the onset of rigidity in a colloidal gel
针对胶体凝胶刚性起始条件难确定的问题,结合模拟、振荡流变学和渗流分析,发现价态可控粒子的刚性起始与三键及以上粒子渗流同步,且晚于连通性渗流,揭示了键合与非键合作用共同决定刚性的机制。
2023-07-25 cond-mat.soft
Brush-mediated angular constraints reshape structure, rigidity, and percolation in colloidal depletion gels
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Northeastern University(东北大学)
研究通过降低表面接枝聚合物刷密度,引入非中心力,改变胶体凝胶的结构和机械特性,提升弹性模量。
2026-03-13 cond-mat.soft
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
Percolation with trapping mechanism drives active gels to the critically connected state
细胞运动和组织形态发生关键取决于肌动球蛋白网络的动态重塑。肌动球蛋白网络由通过交联蛋白和马达蛋白肌球蛋白连接的肌动蛋白聚合物网络组成,马达蛋白肌球蛋白在网络上产生内应力。最近的发现表明,对于一系列实验参数,肌动球蛋白网络收缩成具有幂律尺寸分布的簇[Alvarado J. et al.(2013)Nature Physics 9 591]。在这里,我们认为,肌动球蛋白网络可以表现出强大的关键签名没有微调,因为系统的动态可以映射到一个修改后的版本的渗流与捕获(PT),这是已知的临界行为属于静态渗流普适类,而不需要微调的控制参数。我们进一步使用我们的PT模型来生成实验可检验的预测。
2016-04-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Colloidal gelation, percolation and structural arrest
利用分子动力学方法,研究了一个基于吸引力和排斥力竞争的胶体悬浮模型系统。在低温下,弛豫时间$τ$首先作为体积分数$ϕ$的函数以幂律增加,然后,由于键合结构的有限寿命,其偏离该临界行为。我们发现,在低温和低体积分数的胶体凝胶化是至关重要的跨越长寿命集群的形成有关。除了同意在不同的胶体系统中的实验结果,我们的研究结果揭示了新的长寿命键的形成和拥挤的胶体结构逮捕的颗粒所发挥的不同作用。
2005-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A model for gelation with explicit solvent effects: Structure and dynamics
我们研究了由$f$功能单体(凝胶)和惰性粒子(溶剂)组成的凝胶化的双组分模型。在作为简单液体平衡后,凝胶颗粒逐渐彼此交联,直到达到所需的交联数。在临界交联密度下,最大的凝胶团簇发生膨胀,形成非晶态固体。这种渗流过程不同于一般的单组分晶格渗流或连续渗流,因为临界指数是新的。当交联密度$p$接近其临界值$p_c$时,剪切粘度发散:$η(p)\sim (p_c-p)^{-s}$和$s$为非普适浓度依赖性指数。
2002-07-11 cond-mat.soft
Is directed percolation in colloid-polymer mixtures linked to dynamic arrest?
利用计算机模拟,我们研究了动态逮捕的胶体聚合物混合物的示意性模型相结合的短程吸引力与长程排斥。被捕集凝胶是由于强吸引力而结合的胶体颗粒的稀刚性网络。在没有排斥的情况下,凝胶通过阻滞相分离在旋节线处形成。在足够高密度的各态历经悬浮液中,胶体团簇形成临时网络,渗透空间。最近,[国家通讯社。7,11817(2016)],有人提出,这些网络向定向渗流的转变与动态停滞的开始相吻合,从而将结构与动态联系起来。在这里,我们评估各种屏蔽长度的基础气液双结点和渗滤过渡。我们发现,定向渗流移动的连续渗流线,以更大的密度,但即使超出这条线的悬浮液仍然遍历。只有当接近旋节时,才发生动力性停搏。因此,竞争排斥并不改变非平衡凝胶化的定性方案,尽管新兴的疏水网络的结构显示出一些差异。
2018-06-25 cond-mat.soft
Nonequilibrium continuous phase transition in colloidal gelation with short-range attraction
吸引力的胶体颗粒动态逮捕到平衡结构,称为凝胶化,是生物物理学,材料科学,纳米技术,食品和化妆品应用的核心,但缺乏完整的理解。特别是,对于中间粒子密度和吸引力,结构形成过程仍然不清楚。在这里,我们表明,短程吸引粒子的凝胶化是由一个非平衡渗流过程。我们结合实验临界Casimir胶体悬浮液,数值模拟和分析建模与主动力学方程表明,集群的大小和相关长度发散指数分别为1.6和0.8,符合渗流理论,而细致平衡的颗粒附着和脱离过程被打破。簇质量表现出幂律分布与指数-3/2和-5/2之前和之后的渗流,预测的解决方案的主动力学方程。这些结果揭示了一个非平衡连续相变统一的结构逮捕和屈服到相关的框架。
2020-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From real polymers to random graphs: percolation thresholds in associative polymer solutions
Institute of Physics, Johannes Gutenberg-University(约翰内斯·古腾堡大学物理研究所)
研究缔合聚合物溶液中溶胶-凝胶转变阈值,结合分子动力学模拟与随机图模型,发现无坐标随机图恢复平均场极限,随机几何图能定量再现渗流阈值,确立其为描述拓扑转变的预测框架,可从单链构象信息推断凝胶化等。
2026-07-31 cond-mat.soft
Controlling the dynamics of a bidimensional gel above and below its percolation transition
通过一套技术,包括掠入射X射线光子相关光谱(GI-XPCS)的二维凝胶的形态和微观内部动力学的金纳米粒子限制在水面上的自发聚集形成的。研究的浓度范围跨越了凝胶形成的渗滤过渡。由GI-XPCS观察到的动力学特征的解释,鉴于显微成像的结果,机械模量和内部动态之间的内在联系证明了所有的浓度。我们的工作提出,据我们所知,第一个例子的过渡从拉伸到压缩的关联函数主动控制准静态地改变相关的热力学变量。此外,应用Duri和Cipelletti [A. Duri和L. Cipelletti,Europhys. Lett. 76,972(2006)],我们能够为形状参数构建新颖的主曲线,其比例因子允许我们量化“长时间位移长度”。这个特征长度收敛,随着浓度的增加,“短时间本地化长度”确定的伪Debye-Waller分析的初始对比度。最后,系统的内在动力学,然后通过一个微妙的机械扰动施加到接口引起的比较。
2014-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards a general definition of gelation for adhesive hard-sphere dispersions
凝聚态物理的一个主要目标是确定导致物质(特别是凝胶和玻璃)停滞状态的物理机制。每个特定系统的复杂性质和微观细节都是相关的。然而,从科学和技术的角度来看,一个普遍、一致和统一的定义至关重要。通过Monte Carlo计算机模拟实验中确定的状态,我们证明,粘合剂硬球分散体的刚性渗透的结果,平均键数,$<n_b>$,等于2.4。这对应于在网络形成材料中导致相变的既定机制。我们的研究结果连接的概念,在胶体悬浮液中的临界凝胶形成与短程吸引力的相互作用的刚性渗滤的普遍概念。此外,键,角和局部分布沿凝胶线明确研究,以确定的拓扑结构的临界凝胶状态。
2013-06-25 cond-mat.soft
Rheology of gelling polymers in the Zimm model
为了研究胶凝体系在稀溶液中的流变性质,本文研究了无规交联单体的Zimm模型中的粘度和法向应力。团簇拓扑和大小的分布被假定为由Erd \H os-Rényi随机图或三维键渗流给出。在这个模型中的粘度和第一法向应力系数的临界行为是由幂律缩放的平均值超过集群的一个给定的大小$n$与$n$。我们调查这些马克-Houwink像标度关系数值和得出的结论是标度指数是独立的流体动力相互作用强度。数值确定的指数与支化聚合物的实验数据吻合得很好。然而,我们发现,这种传统的聚合物物理模型是不能够产生一个临界发散的凝胶点的粘度为多分散的稀溶液的凝胶化集群。一个普遍接受的缩放关系的Zimm指数的粘度,从而被推翻。
2004-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic critical behaviour in a 3d model for polymer gels
用渗流动力学模型研究了聚合物凝胶的弹性响应。通过数值模拟,确定了旋转团簇的回转半径和质心运动的涨落。它们在凝胶化阈值的标度行为给出了与预测$f = d ν$一致的弹性模量$f \sim 2.5 \pm 0.1$的临界指数。
2002-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stiffer alginate gels deposit more efficiently in microchannel flows
Northeastern University(东北大学)
本研究通过分析发现,流体中形成的凝胶刚性越高,沉积效率越高,同时剪切应力要求降低。
2024-12-12 cond-mat.soft
Impact of the protein composition on the structure and viscoelasticity of polymer-like gluten gels
我们研究了面筋聚合物样凝胶在水/乙醇,$50/50$ v/v,面筋蛋白的良好溶剂的二元混合物中的结构。谷蛋白包括两个主要的蛋白质家族,单体麦醇溶蛋白和聚合体麦醇溶蛋白。在半稀释状态下,散射实验突出了两类行为,类似于标准聚合物溶液和聚合物凝胶,这取决于蛋白质的组成。我们证明,这两类编码的蛋白质在非常稀的溶液中的结构特征,并与典型的大小几十纳米的蛋白质组件的存在。只有当蛋白质混合物充分富含谷蛋白时,组装体才存在。发现它们与凝胶中富含不可交换氢键的结构域的存在直接相关,并且其大小与蛋白质组装体的大小相当。由于它们独特的对比度,在中子散射实验中探测了这些域。我们发现,样品的粘弹性也直接相关的领域丰富的H-键的数量,显示的H-键在执政的聚合物面筋凝胶的粘弹性的关键作用。
2021-01-18 cond-mat.soft
Shear-driven solidification of dilute colloidal suspensions
我们表明,剪切诱导的稀电荷稳定(DLVO)胶体的固化是由于剪切诱导的形成和破碎的大的非布朗集团之间的相互作用。虽然它们的尺寸受到破碎的限制,但它们的数密度随着剪切时间的增加而增加。在流动停止时,簇的密集堆积通过粒状键互连成刚性状态,每个键涉及大量的初级胶体键。在稀胶体悬浮液中出现的剪切驱动固化的图像结合了布朗体系的凝胶化和非热体系的堵塞。
2011-03-09 cond-mat.soft
Conducting transition analysis of thin films composed of long flexible macromolecules: Percolation study
用分子蒙特卡罗方法模拟了单组分线性均质高分子膜中标记物质的渗流和临界现象,研究了这些导电跃迁和临界现象与热运动(即自发迁移率)和分子外拓扑约束的关系.包含拓扑约束和/或由固定粒子组成的系统,例如晶格模型和化学凝胶化,在传统的逾渗工作中进行了研究。在传统的格子模型中,随机分布的粒子的坐标仅限于离散的格子点。此外,每个粒子在空间上固定在分布位置,这导致在时间上不变的网络结构。虽然化学凝胶中的每个聚合物都可以在连续空间中自发运动,但当交联反应结束时,网络结构是固定的。与这些常规系统相比,本系统中的所有分子在连续空间中自由移动并自发扩散。本分子的网络结构继续动态变化。在这里检查这种动态网络结构的渗流和临界现象。我们发现,这些现象也发生在本系统中,和普适类和渗流阈值是独立的分子外拓扑约束。
2019-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heterogeneous diffusion in a reversible gel
我们引入了一个微观上真实的物理凝胶模型,并使用计算机模拟来研究它在热平衡时的静态和动态性质。该相图包括溶胶相、终止于临界点的共存区、由几何逾渗确定的凝胶化线和与相分离无关的平衡凝胶相。凝胶的整体结构是均匀的,但应力由分形网络支撑。凝胶动力学是高度不均匀的,我们提出了一个理论模型来定量描述动态不均匀性的凝胶。我们阐明了凝胶和玻璃形成者的动力学之间的几个差异。
2007-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Percolation network dynamicity and sheet dynamics governed viscous behavior of poly-dispersed Graphene nano-sheet suspensions
实验测定了石墨烯纳米片悬浮液的粘度及其随温度和浓度的变化规律。提出了多分散GNS粘度高于基液的物理机理。实验数据表明,GNS的粘度增强介于碳纳米管悬浮液(CNTSs)和纳米氧化铝悬浮液(nAS)之间,表明GNS的粘度增强机制为渗流(如CNT)和布朗运动辅助的片状动力学(如氧化铝颗粒)的混合机制。片材动力学和渗滤,以及提出的渗滤网络动态因子,已被用来确定一个尺寸一致的分析模型,以准确地确定和解释多分散GNS的粘度。有人假设,动态片的行为定性类似于气体分子。该模型还提供了不同的稀纳米颗粒悬浮液的粘性行为的机制的洞察。该模型已被发现与GNS的实验数据,甚至碳纳米管和纳米氧化铝悬浮液。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ring polymers on percolation clusters
在目前的工作中,环状聚合物链(环)在结构无序的环境中(例如在交联聚合物凝胶中)利用模型的封闭自回避行走(SAW)轨迹上$d=3$维渗流集团进行了研究。应用枢轴算法进行了数值模拟。得到了典型高分子构象的普遍尺寸和形状特征,如尺寸比、平均非球面度和长轴度的估计。我们的结果定量描述了与纯溶剂相比,环状聚合物在无序环境中的伸长和各向异性的增加。
2020-11-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Sol-gel transition in heteroassociative RNA-protein solutions: A quantitative comparison of coarse-grained simulations and the Semenov-Rubinstein theory
本研究通过粗粒化模拟与Semenov-Rubinstein理论对比,揭示了RNA-蛋白质混合物中无相分离的溶胶-凝胶转变及双重再入行为,强调了桥接形成的关键作用,并指出理论在稀溶液中的局限性。
2025-02-21 cond-mat.soft
Microscopic Picture of Cooperative Processes in Restructuring Gel Networks
胶体凝胶网络是无序的弹性固体,甚至可以在极稀的颗粒悬浮液中形成。由于相互作用强度与热能相当,它们的应力承载网络可以通过破坏和重组颗粒间键来局部重组。这允许变形下的屈服、自我修复和自适应机制。设计这样的特征需要通过凝胶的复杂结构控制应力传递,这是具有挑战性的,因为网络的局部重构和整体响应之间的联系仍然缺失。在这里,我们使用空间分辨分析的动力学过程和数值模拟模型凝胶深入了解这一联系。我们发现,局部键断裂的后果传播沿凝胶网络的距离大于平均网格尺寸。这为为什么非局部本构关系对于合理化胶体凝胶的非平凡力学响应是必要的提供了缺失的微观解释。
2014-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Reversible Gel Formation of Triblock Copolymers Studied by Molecular Dynamics Simulation
采用分子动力学模拟研究了两亲性A-B-A三嵌段共聚物在水溶液中形成物理(热可逆)凝胶的过程。为了模拟实验中使用的水凝胶形成多肽的结构[W.A. Petka等人,Science 281,389(1998)],聚合物链的末端嵌段被建模为代表多肽的α-螺旋部分的疏水棒,而中心B-嵌段是亲水性和半柔性的。我们已经确定的结构特性,如疏水簇大小分布函数,几何渗流点和对关联函数,并与这些系统的动力学性质。在温度降低时,形成网络结构,其中末端嵌段束充当网络连接。在短距离和中等距离下,观察到增加的有序性,其特征在于成对关联函数。胶束的形成和相应的几何渗滤的开始引起动力学量的强烈变化,例如,在扩散常数和粘度,并导致系统偏离斯托克斯-爱因斯坦关系。的动力学性质显示出温度依赖性,这是强烈的玻璃形成液体的行为让人想起。在应力自相关函数的高原的外观表明,该系统开始表现出固体状的响应施加的应力,一旦网络结构已经形成,虽然实际的溶胶-凝胶转变只发生在一个相当低的温度。
2004-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition of percolation and phase separation in a fluid of adhesive hard spheres
结合蒙特卡罗技术,我们找到了粘性硬球的液-气临界点。我们发现,临界点位于凝胶区的相图深处。(约化)临界温度和密度为$τ_c=0.1133\pm0.0005$和$ρ_c=0.508\pm0.01$。我们比较这些结果与现有的理论预测。使用有限尺寸标度分析,我们验证了粘合硬球模型的临界行为是一致的三维伊辛普适类。
2003-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Scaling of Polymer Gels Comprising Nanoparticles
我们提出了动态光散射(DLS)测量的软聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯酰胺(PA)的聚合物凝胶与捕获机构(乳胶球或磁赤铁矿纳米粒子)。我们发现,被困粒子的异常扩散率可以分析的分形高斯网络凝胶模型的DLS技术探测的整个时间范围内。该模型是一个推广的线性链的劳斯模型扩展的结构与幂律网络连接的缩放,其中包括两个膨胀和均匀的散装凝胶限制。对于强散射颗粒在凝胶中的稀分散体,在小波矢处的散射电场关联函数理想地探测包裹颗粒的凝胶部分的自扩散。我们的结果表明,根据关联函数计算的随时间变化的扩散系数从短时间的自由扩散状态变化到长时间的异常亚扩散状态(位移逐渐停滞)。这些区域之间的特征过渡时间取决于散射矢量$\sim q^{-2}$,而时间衰减幂指数趋于小$q$时体网络的预期值。将所有散射矢量和所有样品的扩散曲线缩放为单个主曲线。
2014-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonequilibrium Precursor Model for the Onset of Percolation in a Two-Phase System
利用Boltzmann方程,我们研究了在Ginzburg-Landau模型中非微扰涨落的非平衡动力学。作为一个例子,我们研究如何两相系统最初准备在一个均匀的,低温相成为人口的前体相反的阶段,随着温度的增加。我们计算临界值的序参量的渗流,这标志着传统的稀气体近似的故障的开始。
2001-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-ph
Crystallization-Arrested Viscoelastic Phase Separation in Semiconducting Polymer Gels
通过流变学表征和温度可变成像方法的组合,在半导体聚合物的稀溶液中实现互连的,具有分级孔隙度的结晶网络的一种新的凝胶化途径被报道。在快速冷却时,区域规整的聚(3-己基噻吩)(RR-P3 HT)在邻二氯苯中的溶液形成热可逆凝胶。温度可变的共聚焦显微镜显示冷却诱导的结构重排进展,通过粘弹性相分离。由于链内结晶,在RR-P3 HT基质内形成微米级富溶剂“孔”期间,相分离过程过早停止。RR P3 HT凝胶的基于低温的扫描电子显微镜显示存在表现出纳米尺寸的孔的纤维间网络。值得注意的是,当将第三组分,小分子苯基C61丁酸甲酯(PCBM)或非结晶区域无规(Rra)-P3 HT加入到溶液中时,这些网络形成相等的凝胶强度。其中活性层从相分离的溶液沉积的有机太阳能电池显示出比参比电池高45%的效率。
2018-11-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Formation and Rupture of Ca$^{2+}$ Induced Pectin Biopolymer Gels
当将钙盐添加到多糖果胶的水溶液中时,在果胶链之间形成离子交联,从而在稀溶液中产生凝胶网络。在这项工作中,动态光散射(DLS)的分形聚集体(絮体),构成凝胶的微观动力学研究,而流变学测量进行研究凝胶破裂的过程。随着钙盐浓度的增加,DLS实验表明,絮凝体的多分散性增加的同时,凝胶网络的特征弛豫时间。在临界盐浓度以上,絮体相互连接形成反应受限的分形凝胶网络。流变学研究表明,线性流变响应的极限和破裂这些网络所需的临界应力都随着盐浓度的增加而降低。这些功能表明,这里研究的离子介导的果胶凝胶位于一个“强链接”制度,其特征在于由絮凝物间的链接,比内絮凝物链接更强。实验数据的标度分析表明,单个分形絮体的弹性表现出幂律依赖于添加的盐浓度。我们的结论是,当果胶和盐的浓度都增加,果胶的分形絮凝体的数量增加的同时与交联的密度,引起非常大的值的体积弹性模量。
2014-06-27 cond-mat.soft
Self-assembly and cooperative dynamics of a model colloidal gel network
我们研究了组装成胶体颗粒的凝胶网络,通过有效的相互作用,产生局部刚性,使稀释的网络结构机械稳定。自组装过程可以通过Flory-Huggins理论来描述,直到形成链的网络,其网格大小为链的持久长度的量级或小于链的持久长度。在网络中的粒子的本地化,在某种程度上类似于在致密的玻璃笼,是由网络拓扑结构,和网络的重组,这是通过键断裂和重组,其特征在于高度合作的动力学。我们使用NVE和NVT分子动力学以及朗之万动力学,并找到一个定性相似的时间依赖性的时间相关性和重组凝胶的动力学敏感性。这证实了合作动力学来自网络的中尺度组织。
2014-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The Formation and Structure of Olympic Gels
不同的方法来创建奥运凝胶进行了分析,使用计算机模拟。首先从环状聚合物的自由互穿半稀溶液和熔体中获得理想的参考样品。每个环状分子的成对连接的分布由泊松分布给出,并且可以用于描述凝胶的弹性结构。在"DNA折纸"技术中,将末端修饰有不同选择性结合基团的几批线性链混合,并实现网络形成。虽然形成的环状分子如下平均场预测重叠的前体分子,增强环形成以上的重叠被发现,这是不能解释的平均场参数。"渐进式构造"方法允许用单个反应步骤从具有低于重叠浓度的低重量分数短链的大压缩环的浓缩混合物产生Olympic凝胶。然而,该方法受到难以获得足够高的大环聚合度的限制。
2021-05-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
Correlated rigidity percolation in fractal lattices
刚性逾渗(RP)是网络中机械稳定性的出现。受实验观察到的胶体凝胶和无序纤维网络等材料的分形性质的启发,我们研究了分形网络中的RP。具体来说,我们计算的Sierpienski垫片(SG)的站点稀释晶格的临界填充分数与不同程度的分形迭代。我们的研究结果表明,虽然这些晶格的RP的相关长度指数和分形维数是相同的规则的三角形晶格,由于网络的分形性质的临界体积分数是显着降低。此外,我们开发了一个简化的SG晶格的脆弱性分析的基础上,一个单一的SG模型。该简化模型为全分形晶格的临界填充分数提供了一个上界,分形晶格的无序平均RP阈值严格遵守该上界。我们的研究结果描述了超低密度分形网络的刚性。
2021-01-05 cond-mat.soft
Out-of-equilibrium processes in suspensions of oppositely charged colloids: liquid-to-crystal nucleation and gel formation
我们研究了带相反电荷的颗粒的胶体悬浮液中的液晶转化和凝胶形成的动力学。我们分析,通过计算机模拟和实验,流体淬火的相图中的状态点,其中最稳定的状态是一个均匀的结晶固体或与稀释气体接触的固相的演变。一方面,在高温和高填充分数,接近有序固体/无序固体共存线,我们发现,流体到晶体的途径不遵循最小自由能路线。另一方面,淬火到远离有序晶体/无序晶体共存边界的状态点之后是通过最小自由能途径的流体到固体的转变。在低温和包装分数,我们观察到,该系统经历了气-液spinodal分解,在某些时候,逮捕引起的凝胶状结构。我们的模拟和实验都表明,增加相互作用范围有利于凝胶状结构中的玻璃化结晶。
2009-07-13 cond-mat.soft
Role of cross-links in bundle formation, phase separation and gelation of long filaments
我们预测的热力学和结构行为的解决方案的长交联长丝。我们发现,在平均场水平下,自组装结的熵诱导细丝之间的有效吸引力,可以导致相分离成一个连接的网络,在平衡与稀相。在链或交联密度增加时,或随着温度降低,也可以在非热力学转变中形成连接网络。对于刚性杆,在低温下,我们预测从各向同性网络的过渡,各向异性束的杆紧密结合的交联,这是由杆之间的交联分布的构型熵之间的相互作用触发,和杆的旋转和平移熵。
2004-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A model colloidal gel for coordinated measurements of force, structure, and rheology
我们介绍了一个模型凝胶系统,其中胶体的力量,结构和流变学测量的流变学和显微镜技术与光镊的平衡的要求。空间稳定的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)胶体悬浮在环己烷(CH)和环己基溴(CHB)与稀释的聚苯乙烯作为消耗剂。包含37%重量分数CH的溶剂提供足够的折射率对比度以实现光学捕获,同时保持良好的共焦成像质量和对本体流变学的最小沉降效应。在此条件下,在耗尽剂浓度c = 8.64 mg/mL(c/c* = 0.81)时,光阱结果显示50%的键在3.3 pN时断裂。相应凝胶(体积分数= 0.20)的线性应变依赖弹性模量为G' = 1.8Pa,并且凝胶结构中颗粒的平均接触数为5.4。这些结构和流变参数类似于弱聚集和簇状的胶体凝胶。因此,模型凝胶产生的颗粒间的力,微观结构,和体积流变学在一个单一的实验系统中的伴随表征,从而引入这些实验措施的模型和模拟的同时比较。
2013-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn