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
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
Density of states of colloidal glasses
玻璃在结构上类似液体,但在机械上类似固体。大多数理解玻璃的尝试都是从液态理论开始的。在这里,我们采取相反的观点,并使用固态物理学的概念。我们确定的胶体玻璃的振动模式实验,并发现软低频模式,是非常不同的性质,从普通固体的通常的声学振动。这些模式在令人惊讶的大尺度上延伸。
2009-10-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
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
Elastic Properties of Liquid Surfaces Coated with Colloidal Particles
提出了胶体粒子包覆液体表面弹性的物理机制。研究表明,颗粒之间的毛细作用可以忽略不计。当胶体层垂直于其表面变形时,该情况被处理。弹性作为界面效应而产生。表面的有效杨氏模量取决于界面张力、平衡接触角、胶体颗粒的半径及其表面密度。对于纳米尺度的颗粒,线张力变得至关重要,并对有效杨氏模量产生影响。
2015-03-10 cond-mat.soft
Elastic octopoles and colloidal structures in nematic liquid crystals
我们提出了一个简单的理论模型,解释了偶极二维和三维胶体结构的形成在液晶。胶体粒子被视为有效的硬球,通过其弹性偶极子,四极矩和八极矩相互作用。结果表明,八极矩在二维和三维胶体晶体的形成过程中起着重要的作用。我们将这一假设推广到外加电场的情况,并从理论上解释了最近在三维晶体中观察到的巨电致伸缩效应[A. Nych等人,Nature Communications \textbf{4},1489(2013)]。
2013-05-14 cond-mat.soft
Calculation of displacement correlation tensor indicating vortical cooperative motion in two-dimensional colloidal liquids
作为一个指标的合作运动在一个系统的布朗粒子模型的二维胶体液体,位移相关张量的解析计算和数值结果进行了比较。解析计算的核心思想是将位移关联张量(一种四点时空关联)与变形梯度张量的拉格朗日两时关联联系起来。张量处理的统计量,包括位移相关性本身,允许捕获的合作运动的旋涡结构。计算的位移相关性也暗示了速度自相关中的负长尾,这是笼效应的表现。位移相关性的纵向和横向分量都可以用相似性变量来表示,表明笼是嵌套的,在时空中形成自相似结构。
2016-07-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Laser induced quasicrystalline order in charge stabilised colloidal systems
本文研究了二维电荷稳定胶体体系在一维稳态调制激光场作用下的有序性,激光场是由波矢为$q_0 τ$和$q_0/τ$的两种调制叠加而成,其中$q_0$为未扰动液体直接关联函数第一个峰值对应的波矢,$τ$为黄金平均值。在Landau-Alexander-McTague理论的框架下,我们发现在相图的某些区域,十次对称准晶相比液体或三角晶格稳定。我们的研究还显示了一个重入熔化现象,较大的激光场强度。我们发现,从调制液体的准晶相的过渡是连续的,而从调制液体的三角形结晶相的一阶过渡。
1998-05-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Particle dynamics in colloidal suspensions above and below the glass-liquid re-entrance transition
我们使用共聚焦和荧光显微镜的模型玻璃系统的胶体粒子动力学的样品从一个硬球玻璃发展到有吸引力的粒子间相互作用的液体。从硬球玻璃到有吸引力的液体的转变是由短程耗尽力引起的。类液结构的发展由粒子动力学表示。我们确定粒子表现出大量的运动事件和特征的过渡使用这些运动事件的属性。当样品进入有吸引力的液体区域时,在这些运动事件期间的颗粒速度增加约一个数量级,并且颗粒更合作地移动。有趣的是,在吸引力的液相中的胶体颗粒不表现出显着更大的位移比硬球玻璃中的颗粒。
2009-02-17 cond-mat.soft
Absence of the liquid phase when the attraction is not pairwise additive
最近的工作带电胶体悬浮液与非常低水平的添加盐表明,虽然对胶体颗粒排斥,颗粒的集群吸引。受此启发,我们研究了具有多体引力的简单模型粒子。这些吸引力是一般的多体吸引力,不计算任何特定的胶体悬浮液。我们发现,多体引力可以在低压下稳定固相,但液相要么在平衡相图中完全不存在,要么只存在于参数空间的一个小区域内
1999-09-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Data-driven criterion for the solid-liquid transition of two-dimensional self-propelled colloidal particles far from equilibrium
我们建立了一个明确的数据驱动的标准,用于识别二维自推进胶体颗粒在远离平衡参数制度的固-液转变,其中由不同的传统经验标准预测的熔化和冻结发散的转变点。这是通过应用混合机器学习方法来实现的,该方法将无监督学习与监督学习相结合,以分析非平衡参数制度中超过一百万个系统的配置。此外,我们建立了一个通用的数据驱动的评估功能,根据不同的经验标准的性能可以系统地评估和改进。特别是,通过应用此评价函数,我们确定了一个新的非平衡阈值的长时间扩散系数,基于此相应的经验标准的预测大大提高了远离平衡参数制度。这些数据驱动的方法提供了一个通用的工具,研究复杂系统中的相变,传统的经验面临的困难。
2021-10-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality and phase separation in a two-dimensional binary colloidal fluid induced by the solvent critical behavior
我们提出了一个实验和理论研究的相行为的二元混合胶体相反的吸附偏好在临界溶剂。作为吸引和排斥临界Casimir力的结果,溶剂的临界波动导致胶体体系中的另一个临界点,即,导致由溶剂温度控制的临界胶体-液体-胶体-液体分层相变。我们的实验结果是在一个简单的近似系统的自由能的基础上的计算吻合得很好。
2011-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal particles in liquid crystal films and at interfaces
这篇小评论讨论了最近的贡献,理论和计算物理,以及实验的努力,以了解胶体粒子的行为,在有限的几何形状和液晶界面。用于研究捕获,长,短距离的相互作用,固体颗粒和液体包裹体的组装的理论方法进行了概述。作为一个例子,一个球形胶体粒子与向列-各向同性界面的相互作用和两个胶体之间的对相互作用势在这个界面上通过最小化的Landau-de Gennes自由能泛函使用有限元方法与自适应网格。
2010-11-04 cond-mat.soft
Bulk and wetting phenomena in a colloidal mixture of hard spheres and platelets
密度泛函理论被用来研究由硬球和薄片组成的二元胶体流体。该体系表现出富含球体(缺乏片晶)的相和缺乏球体(富含片晶)的相的液-液共存。对于一个平面的硬壁附近的混合物,我们发现,在接近液体分层从球贫相的双结点,提供的血小板的浓度小于一个阈值,这标志着在共存的一阶润湿过渡的相丰富的球体润湿壁完全。没有分层过渡,发现在最近的研究相比,球体和非吸附聚合物或薄硬棒的二元混合物。
2004-08-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Laser induced freezing of charge stabilized colloidal system
我们提出了一个广泛的模拟研究的调制液体$\longleftrightarrow$晶体在2-D电荷稳定的胶体1-D激光场调制相称的结晶相的转变。{ \em {与一些早期的模拟和实验发现相反,我们在模拟中没有发现任何重入液相。此外,与平均场预测相反,即使在无限场的极限下,跃迁仍然是一阶的(尽管很弱,具有相当大的相关长度)。在调制液相中,虽然平移顺序指数衰减,键取向顺序实际上是长程的。
1999-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity-mediated self-organization and colloidal interactions of solid spheres with tangential anchoring in a nematic liquid crystal
利用激光光镊和荧光共聚焦偏振显微镜,研究了固体微球在具有强切向表面锚定的颗粒周围弹性畸变引起的胶体相互作用。这些粒子聚集成与远场指向矢成约30度的链,并且在更高的浓度下,形成复杂的动力学捕获结构。我们表征的距离和角度依赖性的胶体相互作用力。
2005-08-13 cond-mat.soft
Dynamic equivalence between atomic and colloidal liquids
我们指出,原子流体的动力学理论自扩散系数与胶体液体中的短时自扩散系数D_S起着相同的作用,即前者的动力学性质,在比平均自由时间长得多的时候,与D_S适当地标度,将与具有相同相互作用势的胶体液体的动力学性质不可区分。这种动力学等价性的一个重要结果是,对于具有相同颗粒间相互作用的原子和胶体体系,长时与短时自扩散系数之比D_L/ D_S必须相同。这自然延伸到原子流体,这是一个众所周知的胶体液体冻结的动态标准[物理评论快报。70,1557(1993)]。我们证实了这些预测比较分子和布朗动力学模拟(软球和硬球)模型系统,代表我们可以称为“硬球”的动态普适性类。
2012-05-24 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
A path integral approach for the colloidal glass transition based on an analogy with the $λ$-transition in liquid helium
我们描述了一个模型的胶体玻璃化转变,是基于费曼的理论$λ$转变在液氦。我们的模型基本上计数的动态回路,字符串或不同大小的集群的配置的数量,并确定从这些不均匀性的分布的玻璃化转变体积分数$ϕ_{g}$。由于约束限制了这些环、弦和簇的可用配置数量,因此它对$ϕ_{g}$的影响也可以以相对简单的方式计算。
2017-12-15 cond-mat.soft
Defect structures and torque on an elongated colloidal particle immersed in a liquid crystal host
结合分子动力学和蒙特卡罗模拟我们研究了嵌在液晶液晶基质中的细长胶体粒子周围的缺陷结构。通过研究粒子附近的无序排列和向错核心区域,我们能够检查缺陷核心结构和两种模拟技术之间的差异。此外,我们还研究了相对于指向矢倾斜的粒子上的扭矩,以及当粒子靠近细胞壁时该扭矩的修改。
2002-03-06 cond-mat.soft
Reconfigurable swarms of colloidal particles electrophoretically drivenin nematic liquid crystals
我们目前的实验中,不等轴的胶体微粒分散在一个垂直的锚定条件下的液晶液晶盒动态组装的液晶使能电泳(LCEEP),使用一个AC电场垂直的限制板。具有负介电各向异性的介电常数主体导致平行于单元板的驱动力。我们利用所得到的滑动锚定条件和退化的粒子运动的方向设计可重构的轨迹使用光敏锚定层(偶氮硅烷自组装单层),作为粒子轨迹遵循本地导演取向。
2016-05-20 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
Colloidal Directional Structures at a Nematic Liquid Crystal-Air Interface
本文研究向列相液晶-空气界面上胶体液滴形成的定向链、分支及分形团簇,揭示液滴多分散性引起的偶极-四极相互作用是定向结构形成的关键机制。
2023-08-13 cond-mat.soft
Self-assembly of colloidal particles in deformation landscapes of electrically driven layer undulations in cholesteric liquid crystals
本文研究了在垂直于液晶层的电场作用下,胆甾相液晶中胶体颗粒与起伏形变形貌之间的弹性相互作用。波动不稳定性的发生受到胶体夹杂物的存在的影响,反过来,层的波动介导颗粒位置的空间图案。我们发现,周围的胶体颗粒表面的弯曲的dielectric层提示的局部成核的起伏晶格在电场低于已知的液晶没有夹杂物的明确的阈值,并且所得到的晶格的发病局部影响,在尺寸和取向上,由使用激光镊子定义的胶体的初始安排。球形颗粒往往在空间上定位在强烈的扭曲的区域中的纳米层,而胶体纳米线表现出额外的偏好沿各种矢量的起伏晶格的多稳态对齐偏移。超顺磁性胶体颗粒的磁旋转与局部扭曲的螺旋轴和起伏的螺旋层以允许这些颗粒的受控三维平移的方式耦合。这些相互作用模式提供了深入的物理液晶结构胶体弹性相互作用,以及指向引导自组装的可重构胶体复合材料在衍射光学和光子学的潜在应用的方式。
2016-12-02 cond-mat.soft
Effect of Size Polydispersity on Melting of Charged Colloidal Systems
我们引入简单的汤川势公式来描述带电胶体体系中的尺寸多分散性效应和大离子屏蔽效应。采用基于分子动力学模拟的Lindemann判据对固液相边界进行了描述。与Robbins-Kremer-Grest模拟结果相比,在小的$λ$下,熔化线出现了偏差,这意味着大的宏观离子屏蔽长度。这种相边界的偏离与全多体相互作用下的非线性Poisson-Boltzmann方程的模拟结果定性一致。发现这种固液相行为的偏差对筛选参数敏感。
2006-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometry-guided colloidal interactions and self-tiling of elastic dipoles formed by truncated pyramid particles in liquid crystals
在凝聚态物质中实现模仿自然组织形式的胶体结构的进展本质上受到合适的胶体构建块的可用性的限制。为了使新形式的晶体和准晶体的胶体自组织,我们开发截断金字塔粒子,形成具有长程静电和几何形状引导的低对称短程相互作用的弹性偶极子。使用非线性光学成像,激光镊子,和视频显微镜的组合,我们表征胶体对相互作用,并展示了不寻常的形式,这些颗粒的自平铺成晶体,准晶,和其他阵列。我们的研究结果解释使用静电学类比随着液晶弹性和对称性破缺的考虑,潜在地扩展胶体的光子和电光应用。
2016-12-24 cond-mat.soft
Percolation of nonequilibrium assemblies of colloidal particles in active chiral liquids
该研究通过实验考察活性手性大肠杆菌液体中胶体粒子的动态团簇与渗流转变,发现临界指数显著偏离标准连续渗流模型,揭示了更丰富的非平衡相行为。
2024-03-04 cond-mat.soft
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
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
Stirring supercooled colloidal liquids at the particle scale
本文利用旋转的超顺磁颗粒二聚体在硬球胶体悬浮液中产生局部扰动,通过共聚焦显微镜追踪发现切向速度随距离呈指数衰减,且接近胶体玻璃化转变时特征长度尺度增大、颗粒滑移减少。
2025-05-03 cond-mat.soft
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
Adsorption Trajectories and Free-Energy Separatrices for Colloidal Particles in Contact with a Liquid-Liquid Interface
我们应用最近开发的三角形镶嵌技术,如[J.de Graaf et al.,E80,051405(2009)]来计算与各向异性胶体颗粒在平坦界面处的吸附相关的自由能。从自由能景观,我们分析的吸附过程中,使用简化版本的朗之万动力学。本研究结果是了解界面附近胶体随时间变化行为的第一步。这项研究显示了广泛的吸附轨迹,其中的重点在于在初始接触的界面上的胶体的取向的动力学的强烈依赖。我们相信,在我们的简单模型中观察到的取向依赖性可以在合适的实验系统中恢复。
2010-02-18 cond-mat.soft
Compression of colloidal monolayers at liquid interfaces: in situ vs. ex situ investigation
胶体颗粒在液/液或气/液界面的组装是一种多用途的方法,用于创建微结构单分子膜并研究其在压缩下的行为。当与软的和可变形的颗粒如微凝胶组合时,压缩不仅用于调节颗粒间的距离,而且用于调节单层的底层微结构。到目前为止,绝大多数的微凝胶负载界面的研究是转移到固体基板后,例如,通过Langmuir-Blodgett沉积非原位进行。这种类型的分析依赖于严格的假设,即微观结构在转移和随后的干燥过程中是保守的。在这项工作中,我们耦合到一个定制的小角度光散射设置的朗缪尔槽,以监测胶体单分子膜在原位压缩过程中。通过比较的结果与非原位和原位显微镜测量,我们得出结论,LB沉积可以改变胶体单分子膜的结构特性显着。
2022-11-27 cond-mat.soft
Correlated diffusion of colloidal particles near a liquid-liquid interface
利用光学显微镜和多粒子跟踪技术研究了油水界面附近准二维胶体粒子的互相关扩散。结果表明,界面对关联扩散的影响是不对称的。在粒子中心连线上,界面增强了相关扩散系数${D}_{\|}(r)$的幅值,但对${D}_{\|}(r)$的衰减速率几乎没有影响。在垂直于该线的方向上,在短的颗粒间分离$r$下,${D}_{\bot}(r)$的衰减速率增强。这种增强效果在长$r$时减弱。此外,在长$r$处,$D_{\|}(r)$和$D_{\bot}(r)$均不依赖于胶体面积分数$n$,这表明在该区域颗粒间的流体动力学相互作用(HI)主要由通过周围流体的HI决定.然而,在短$r$下,$D_{\bot}(r)$依赖于$n$,这表明HI更多地来自2D颗粒单层自身。
2013-04-14 cond-mat.soft
UV plasmonic properties of colloidal liquid-metal eutectic gallium-indium alloy nanoparticles
由非贵金属如镓制成的纳米颗粒最近由于在UV等离子体激元中的有前途的应用而引起了显著的关注。迄今为止,实验主要集中在固体和液体纯镓颗粒固定在固体基板上。然而,对于许多应用,胶体液体金属纳米颗粒溶液是至关重要的。在这里,我们实验证明了强紫外等离子共振的共晶镓铟(EGaIn)液态金属合金纳米粒子悬浮在乙醇中。我们合理化的实验结果,通过基于米氏理论的理论模型。我们的研究结果有助于了解紫外等离子体共振的胶体液体金属EGaIn纳米粒子悬浮液。他们还将进一步研究紫外等离子体在生物医学成像,传感,可拉伸电子,光声和电化学中的新兴应用。
2018-10-15 cond-mat.soft physics.optics
Modelling the evaporation of thin films of colloidal suspensions using Dynamical Density Functional Theory
最近的实验表明,在胶体悬浮液的薄膜的蒸发去湿过程中可能形成各种结构。观察到强烈支化的“花状”、网状和网状结构的纳米颗粒沉积物。它们是由系统的不同输运过程和富相行为引起的。我们开发了一个模型的系统,基于动态密度泛函理论,再现这些结构。该模型用于确定溶剂蒸发和胶体颗粒和液体在表面上的扩散的影响。最后,我们调查所需的条件“液体颗粒”相分离发生,并讨论其对自组织纳米结构的影响。
2011-06-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic Capillary Interactions and Jamming of Colloidal Particles Trapped at a Liquid-Fluid Interface
我们确定的毛细吸引力和平衡配置的颗粒被困在液体-流体界面由于钉扎的接触线。我们分析计算两个粒子之间的渐近相互作用能,数值计算,多体能量景观多达四个接触粒子。我们的结果与最近的实验结果一致。我们表明,一个系统组成的大量这样的粒子的行为作为一个堵塞的系统。
2001-12-17 cond-mat.soft
Phase equilibria in stratified thin liquid films stabilized by colloidal particles
本文用准二维热力学方法研究了由胶体颗粒稳定的薄液膜中不同厚度区域之间的相平衡。适当的平衡条件的膜张力,正常的压力,和化学势的颗粒在膜中,它示出,这些参数的松弛连续发生在三个不同的时间尺度上。薄膜分层定量描述了硬球悬浮液使用蒙特卡罗方法来评估热力学状态方程。共存相被确定为系统的约束和充分的平衡态,对应于不同阶段的薄膜松弛。
2005-04-15 cond-mat.soft
Dynamical States in Driven Colloidal Liquid Crystals
采用Langevin动力学方法研究了由硬球柱组成的模型胶体液晶在外加取向势作用下的行为。在平面内旋转的外场作用于单个粒子的取向,并诱导出各种集体非平衡态。我们通过粒子的时间分辨取向分布来表征这些状态,并使用单粒子行为来解释它们的起源。通过改变外部驱动频率和球柱的填充率,我们构建了动态状态图。
2014-09-24 cond-mat.soft
Hybridization of colloidal handlebodies with singular defects and topological solitons in chiral liquid crystals
本研究在手性向列相液晶中实现拓扑孤子、奇异缺陷与非平凡拓扑胶体颗粒的杂化,发现可电场调控的多种拓扑构型及非互易动力学,为拓扑超复杂胶体体系的调控提供了新平台。
2025-03-23 cond-mat.soft
Local influence of boundary conditions on a confined supercooled colloidal liquid
我们研究受限的胶体悬浮液作为一个模型系统,它近似的行为受限的小分子玻璃形成。当被限制在平行玻璃板之间时,致密的胶体悬浮液变得更加玻璃化。我们使用共聚焦显微镜来研究受限胶体颗粒的运动。特别是,我们研究的影响颗粒粘在玻璃板上附近的自由粒子。限制似乎是主要的影响,减缓自由粒子的运动,并接近卡住的粒子导致二次减少的自由粒子的流动性。总的来说,颗粒迁移率在样品室的宽度上是相当恒定的,但是边界条件的强烈不对称性导致颗粒迁移率的轻微梯度。
2010-06-30 cond-mat.soft
Reentrant spinodals and the Speedy scenario in colloidal model systems
提出了一种重入式气液旋节线,作为过冷水的压缩性和比热表观发散的可能解释。这种违反直觉的可能性,例如在正压下冷却时液体变得不稳定,类似气体波动,从未在真实物质中或非晶格模拟中观察到。最近,这种重入的情况下已被驳回的前提下,重入的旋节将碰撞的气-液双节在压力-温度平面。在这里,我们研究,数值和分析,两个先前介绍的单组分斑块粒子模型,都显示(i)一个再入的旋节和(ii)一个再入的双节,提供了一个整洁的在硅片(和在charta)实现这种非常规的热力学场景。
2016-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexible confinement leads to multiple relaxation regimes in glassy colloidal liquids
理解过冷流体的弛豫是一个重大挑战,限制这样的系统可能会导致令人困惑的行为。在这里,我们利用光学限制胶体模型系统中,我们使用减少的压力作为控制参数。系统的动力学在低压和中等压力下是“Arrhenius”,但在高压下弛豫比预期的要快。我们将这种更快的松弛与由于柔性壁使系统中的局部有序而导致的邻近限制边界的密度降低相关联。
2020-11-08 cond-mat.soft
Stability of the Liquid Phase in Colloidal Electrolytes
用蒙特卡罗模拟计算了由带相反电荷的胶体组成的1:1对称混合物的平衡相图。我们用DLVO有效相互作用势来模拟系统。相图是类似于它的原子模拟(离子流体),其中液体-气体的一级转变出现在低$T-ρ$地区是稳定的结晶。在离子流体中,我们发现了两种不同的晶体:在高$T$的流体结晶在FCC晶格,而在低$T$,液体与BCC晶体共存。随着相互作用范围的减小,气液稳定区域变窄。
2005-11-28 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
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
Behavior of colloidal particles at an air/nematic liquid crystal interface
我们研究了球形二氧化硅颗粒在空气-水液晶界面处的行为。当施加强的法向锚定时,珠粒自发地形成取决于它们的面密度和锚定厚度的各种结构。使用光镊,我们确定的对势和解释这些图案的形成。的能量分布进行了讨论,在毛细管和弹性相互作用。最后,我们详细的机制,控制形成的六边形晶格和分析的作用,重力弯曲的接口。
2010-07-04 cond-mat.soft
Self-diffusion in isotropic and liquid crystalline phases of fd virus colloidal rods: a combined single particle tracking and differential dynamic microscopy study
该研究联合SPT和DDM分析fd病毒胶体棒从稀液体到向列、近晶相的自扩散动力学,并给出近晶相长时间扩散系数等新认识。
2025-01-09 cond-mat.soft
Molecular engineering of chiral colloidal liquid crystals using DNA origami
建立对微观构建块的形状和相互作用的精确控制对于设计具有新颖结构、光学和机械性能的宏观软材料是必不可少的。在这里,我们展示了强大的组装成胆甾相液晶,一维超分子扭曲带和二维胶体膜的DNA折纸丝。DNA“折纸”技术提供的精细控制在微观细丝结构和宏观螺距之间建立了定量关系。此外,它还能够实现1D扭曲带的稳健组装,其表现为有效的超分子聚合物,其结构和弹性特性可以通过控制基本构建块的几何形状来精确调节。我们的研究结果表明,DNA折纸技术和胶体科学之间的潜在协同作用,其中前者允许快速和强大的合成复杂的颗粒,后者可用于组装成散装材料的颗粒。
2017-05-24 cond-mat.soft
Nematic Colloidal Swarms Assembled and Transported on Photosensitive Surfaces
我们展示了一种新的方法来组装和运输成群的胶体颗粒相结合的液晶使能电泳和光敏表面图案化。胶体粒子通过施加交流电场而在液晶中被推进。粒子群被组装成旋转的研磨机集群,或者作为一个整体沿着预定义的路径移动,光印在化学功能化的基底上。该技术代表了基于流体的芯片实验室技术的替代方法,该技术引导微米级固体或液体夹杂物的大集合的运动。
2016-04-14 cond-mat.soft
Connectivity dynamics in the vitrification of colloidal liquids
虽然已经确定了各种结构和动力学的前体玻璃化,在微观尺度上的细微变化如何引起宏观粘度急剧增长的预测和定量描述是失踪。有人提出,液体中存在的长寿命的键合结构可以提供这种连接。在这里,我们直接观察和量化的连接动力学在液体的带电胶体途中玻璃化。基于这些数据,我们扩展Dyre的弹性模型的玻璃化转变,以考虑粒子级动力学,这导致在一个参数的自由表达式的松弛在液体中,是在定量协议与我们的实验放缓。
2016-12-02 cond-mat.soft