Phase Separation of Polyelectrolytes: The Effect of Charge Regulation
复凝聚，被称为具有相反电荷的聚电解质的溶液的液-液相分离，近年来引起了人们的极大兴趣。我们研究了电荷调节（CR）机制对复凝聚的影响，包括聚合物链上的带电位点之间的短程相互作用，以及在CR机制的缔合解离能参数。我们研究了两种CR模型的相图：（i）跳跃CR模型（HCR）和（ii）非对称CR模型（ACR）。它表明，在相分离过程中，在凝聚相的聚合物比那些在稀相，根据Le Chatelier的原则，更多的电荷。此外，二次CR效应也影响两相体积分数的变化。后者可以导致两个相位之间的电荷差作为CR参数的函数非单调地改变。
2021-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polyelectrolyte assisted charge titration spectrometry: applications to latex and oxide nanoparticles
颗粒的静电荷密度对于分散稳定性的控制是至关重要的。常规方法使用电位滴定、电导滴定或浊度滴定，但需要大量样品。在这里，我们报告了一个简单和具有成本效益的方法，称为辅助电荷滴定光谱法或PSEB。该技术利用了带相反电荷的聚合物和颗粒在混合时组装的倾向，导致聚集或相分离。混合的分散体表现出作为体积比X的函数的光散射的最大值，并且峰位置XMax根据σ ~ D 0 XMax与颗粒电荷密度相关，其中D 0是颗粒直径。使用聚（二烯丙基二甲基氯化铵）和聚（4-苯乙烯磺酸钠）将PdR成功地应用于带正电荷或负电荷的有机胶乳、铝和硅氧化物颗粒。该方案还优化了重要的参数，如pH值和浓度，并对重链分子量。该技术的优点是，它需要微量的样品，它适用于各种各样的带电纳米物体。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stable Oxide Nanoparticle Clusters Obtained by Complexation
我们报告的聚电解质中性共聚物和带相反电荷的6纳米晶体纳米粒子之间的静电络合。对于氧化物纳米颗粒的两种不同分散体，静电络合引起在20 - 100 nm范围内形成稳定的纳米颗粒簇。研究发现，在团簇内部，颗粒是通过吸附在其表面的嵌段而粘在一起的。冷冻透射电子显微镜允许可视化的集群和确定的概率分布函数的大小和聚集数。光散射和低温显微镜结果之间的比较表明，存在的聚合物刷周围的集群。
2006-08-08 cond-mat.soft
Potential of mean force between like-charged nanoparticles: Many-body effect
离子介导的相互作用对于聚电解质如胶体和核酸的性质是重要的。两种聚电解质之间的有效对相互作用已被广泛研究，但多体效应的多聚电解质仍然是难以捉摸的。本文采用蒙特卡罗模拟和非线性Poisson-Boltzmann理论研究了同电荷纳米粒子在不同盐溶液中平均力势（PMF）的多体效应。我们的计算表明，在高的1：1盐，PMF是弱排斥和出现加性，而在低的1：1盐，加性假设高估了排斥多体PMF。在低的2：2盐，对PMF出现弱排斥，而多体PMF可以成为吸引力。相反，在高2：2盐浓度下，对PMF是明显吸引的，而多体效应可以导致比加性假设更弱的吸引PMF。我们的微观分析表明，难以捉摸的多体效应归因于离子结合，这是敏感的离子浓度，离子价态，纳米粒子的数量和纳米粒子上的电荷。
2016-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effects of Charge Regulation on the Conformations and Dynamics of a Polyelectrolyte during Nanoparticle Adsorption
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of Delhi（德里大学）
本研究通过混合CR蒙特卡罗/分子动力学模拟，探究电荷调控对聚电解质吸附带相反电荷纳米粒子的构象与动力学影响，发现高盐下CR增强吸附、CC促伸展构象等规律，为调控纳米粒子稳定性提供策略。
2026-10-14 cond-mat.soft
Charge regulation and local dielectric function in planar polyelectrolyte brushes
理解不均匀性对电荷调节和介电性质的影响，以及它如何依赖于大分子的构象特征是一个长期存在的问题。为了解决这个问题，我们已经开发了一个领域的理论来研究电荷调节和局部介电函数的平面刷。该理论被用来研究一个多酸刷，这是由链端接枝在固-液界面，在平衡与含有一价盐离子，溶剂分子和pH控制酸的本体溶液。特别是，我们专注于在确定的局部电荷和介电函数的影响，添加的盐和pH值的散装的浓度。我们的理论研究表明，离子对的偶极矩作为一个结果形成的抗衡吸附在链主链上发挥了关键作用，在影响局部介电函数。对于由具有低于溶剂分子的偶极矩的单体制成的聚电解质，预测刷区域内的介电衰减。然而，形成的离子对（由于吸附的抗衡离子来自所添加的盐的解离）极性比溶剂分子显示相对于其体积值增加的介电函数的大小。此外，在本体盐浓度的增加被示出，以增加刷区域内的局部电荷。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Role of the ratio of biopolyelectrolyte persistence length to nanoparticle size in the structural tuning of electrostatic complexes
通过添加聚合物诱导的给定尺寸$R$的纳米颗粒的聚集强烈地取决于其刚性程度。这在这里显示了大量的各种各样的二氧化硅纳米粒子的自组装体通过静电络合与精心选择的相反电荷的不同刚度的生物聚电解质。有效刚性通过总持续长度$L_T$来量化，所述总持续长度表示固有（$L_p$）和静电（$L_e$）持续长度的总和，其取决于筛选，即，离子强度由于抗衡离子和外部盐浓度。我们实验表明，第一次的比例L T /R是主要的调谐参数，控制的分形维数D f的纳米粒子自组装体，这是确定使用小角中子散射：（i）对于$L_T /R<0.3$（获得与灵活的聚-L-赖氨酸在过量的盐的存在下），链的灵活性促进容易包裹在纳米粒子过量，因此分枝结构与$D_f \sim 2$。(ii)对于$0.3<L_T /R\le1$（半柔性壳聚糖或透明质酸复合物），链刚度促进一维纳米棒（超过纳米颗粒）的形成，与计算机模拟吻合良好。(iii)对于$L_T /R>1$，由于盐的不存在，$L_e$强烈增加，并且纳米颗粒之间的排斥不能通过纳米颗粒包裹来补偿，这允许纳米颗粒之间的间隔和一维珍珠项链复合物的形成。(iv)最后，静电屏蔽，即离子强度，被证明是控制$D_f$和相图行为的可靠方式。它微调短程粒子间的潜力，导致更大的分形维数在较高的离子强度。
2016-11-07 cond-mat.soft
Mixing order asymmetry in nanoparticle-polymer complexation and precipitation revealed by isothermal titration calorimetry
本研究针对复合凝聚领域既往多聚焦聚电解质等体系的现状，以铈、铁氧化物纳米颗粒与多种带电物种为对象，结合等温滴定量热等技术发现络合分两步进行、熵贡献占优，且次级过程反应焓存在混合顺序不对称性。
2024-10-29 cond-mat.soft
Size Distribution of Superparamagnetic Particles Determined by Magnetic Sedimentation
我们报告使用磁沉降作为一种手段，以确定分散的磁性颗粒的尺寸分布。这里研究的颗粒是i）直径D = 7 nm的单一阴离子和阳离子纳米颗粒和ii）由与聚电解质和聚电解质-中性共聚物的静电络合产生的纳米颗粒簇。提出了一个稳态沉降浓度分布的理论表达式，并与实验数据进行了比较。当与动态光散射、振动样品磁强计和低温透射电子显微镜相比时，磁沉降显示出独特的性质：它提供纳米颗粒聚集体的核心尺寸和核心尺寸分布。
2006-12-11 cond-mat.soft
Interplay of distinct modes of charge regulation on poly-acid ionization and conformation
该研究采用Edwards-Muthukumar框架探究聚酸质子结合与反离子凝聚的相互作用，发现pH变化可引发反聚电解质与常规行为的非单调转变，且聚合物性质和链柔性会影响pKa偏移。
2025-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge-regulation effects in nanoparticle self-assembly
溶液中的纳米颗粒通过表面基团的解离或缔合获得电荷。因此，正确描述它们的静电相互作用需要使用电荷调节边界条件，而不是常用的恒电荷近似。我们实现了一个混合的蒙特卡罗/分子动力学计划，动态调整的个别表面组的对象，同时发展自己的轨迹的电荷。电荷调节效应定性地改变自组装结构，由于全球电荷重新分配，稳定不对称结构。我们描绘在何种条件下，传统的恒电荷近似可以采用和澄清之间的相互作用的电荷调节和电介质的极化。
2021-02-09 cond-mat.soft
Interactions between Polymers and Nanoparticles : Formation of Supermicellar Hybrid Aggregates
当聚电解质-中性嵌段共聚物在溶液中与带相反电荷的物质（例如表面活性剂胶束、大分子、蛋白质等）混合时，形成结合两种组分的稳定的超胶束聚集体。所得胶体复合物表现出核-壳结构，其形成机制是静电自组装。在这方面的贡献，我们报告的结构特性的超胶束聚集体由钇基无机纳米粒子（半径2纳米）和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。选择羟基乙酸钇颗粒作为无机胶体的模型系统，并且还用于它们在工业应用中作为陶瓷和光电材料的前体。仔细研究的共聚物是水溶性和不对称的聚丙烯酸钠聚丙烯酰胺二嵌段。利用静态和动态光散射实验，我们证明了表面活性剂胶束和纳米粒子之间的相似性与带相反电荷的聚合物的络合现象。我们还确定了杂化有机-无机复合物的尺寸和聚集数。几个额外的属性进行了讨论，如显着的稳定性的混合骨料和它们的大小对混合条件的依赖。
2004-11-26 cond-mat.soft
Charge Regulation Mediated Interaction of Amphoteric Nanoparticle Surfaces
Indian Institute of Technology, Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, 3SR（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Vellore Institute of Technology（维洛尔理工大学）
该研究通过显式离子模拟揭示电荷调控可显著增强不对称纳米颗粒的短程吸引并改变对称颗粒间作用符号，对胶体组装稳定性有重要影响。
2026-09-29 cond-mat.soft
Novel polymer nanocomposite composed of organic nanoparticles via self-assembly
我们报道了一类新型的聚合物纳米复合材料，其由分散在聚合物基体中的有机纳米颗粒组成，粒径为30-120 nm。质子化聚（4-乙烯基吡啶）-r-聚丙烯腈与两亲性间胺黄染料分子在水溶液中通过静电相互作用自组装形成有机纳米粒子。一个强烈增宽的拉曼位移带被探测到，这表明存在增强的光电性能从聚合物纳米复合材料。本文以无规共聚物聚电解质和介晶两亲分子为设计的自组装结构单元，为有机纳米粒子的制备提供了一条新的途径。
2009-03-20 cond-mat.soft
Accelerated simulation method for charge regulation effects
从聚电解质和生物分子到带电纳米颗粒和膜的溶剂化实体的净电荷取决于各个可电离基团的局部解离平衡。将这种现象\emph{charge regulation}纳入理论和计算模型需要动态的、依赖于构型的表面电荷重新计算，因此通常通过假设颗粒上的净电荷恒定来近似。存在解决这个问题的各种计算方法。我们提出了一种替代的，特别是有效的电荷调节蒙特卡罗方法（CR-MC），它明确地模拟个别电荷的重新分配，并准确地采样正确的巨正则电荷分布。此外，我们提供了一个开源的LAMMPS分子动力学（MD）模拟包的实现，从而在混合MD/CR-MC模拟方法。该实施方案旨在处理广泛的隐式溶剂系统，该系统模拟离散的可电离基团或表面位点。该方法的计算成本与可电离基团的数量成线性比例，从而允许精确模拟包含数千个可电离位点的系统。作为说明，我们使用CR-MC方法来量化电荷调节对螺旋-小球过渡的性质和带相反电荷的纳米颗粒之间的有效相互作用的影响。
2022-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Controlled Clustering of Superparamagnetic Nanoparticles using Block Copolymers : Design of New Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging
当聚电解质-中性嵌段共聚物在水溶液中与带相反电荷的物质混合时，发现自发形成稳定的复合物。该机制是基于静电学和相反电荷之间的补偿。静电配合物具有核壳结构。在核中，嵌段和带相反电荷的物质紧密结合并形成致密的凝聚微相。壳由中性链组成，并包围着核。在本文中，我们报告的结构和磁性的这种复合物制成的直径为6.3 nm的超顺磁性纳米粒子（磁赤铁矿γ-Fe 2 O3）和阳离子中性共聚物。研究的共聚物是聚（三甲基铵乙基丙烯酸甲酯硫酸酯）-b-聚（丙烯酰胺），分子量为5000-b-30000 gmol-1和110000-b-30000 gmol-1。通过光散射和低温透射电子显微镜的组合对混合共聚物-纳米颗粒聚集体进行了表征。发现它们的流体动力学直径在70 - 150 nm的范围内，并且它们的聚集数（每个聚集体的纳米颗粒数）在几十到几百之间。此外，磁共振自旋回波测量表明，复合物在磁共振成像中具有比单个纳米颗粒更好的对比度，并且这些复合物可用于生物医学应用。
2005-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Calculating potential of mean force between like-charged nanoparticles: a comprehensive study on salt effects
离子对聚电解质如核酸的结构和稳定性至关重要。本文利用蒙特卡罗模拟系统地计算了盐溶液中两个带相同电荷的纳米粒子之间的平均力势。采用伪弹簧方法计算了平均力势，并与逆玻尔兹曼方法进行了系统的比较。预测了二价/三价盐溶液中两个带相同电荷的纳米颗粒之间的有效吸引力，并且这种吸引力在非常高的盐浓度下变得减弱。我们的分析表明，对于该系统，离子桥纳米粒子的配置是负责的吸引力，和阴离子的入侵到纳米粒子之间的区域在高盐浓度将导致吸引力减弱，而不是电荷反转效应。本方法将用于计算核酸折叠过程中的有效相互作用。
2013-05-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Interaction between charge-regulated metal nanoparticles in an electrolyte solution
我们提出了一个理论，使我们能够计算电荷调节的金属纳米粒子之间的相互作用电位内的酸性电解质溶液。该方法是基于最近推出的电荷调节模型，使我们能够明确-在一个特定的微观模型-涉及的弱酸的本体缔合常数的表面缔合常数为相同的弱酸吸附位点。当考虑金属纳米颗粒时，我们明确地考虑了导电核中的感应表面电荷的影响。为了探索近似的准确性，我们比较了一个孤立的电荷调节金属纳米粒子的离子密度分布与明确的蒙特卡罗模拟相同的模型。一旦建立了理论方法的准确性，我们就通过数值求解具有电荷调节边界条件的Poisson-Boltzmann方程来计算两个电荷调节金属纳米颗粒之间的相互作用力。然后通过积分电渗应力张量来计算力。我们发现，对于金属纳米粒子的电荷调节边界条件可以很好地近似为恒定的表面电荷边界条件，最近引入了一个非常准确的Derjaguin近似。另一方面，胶体文献中经常使用的恒定表面电势边界条件，显示出与具有大电荷不对称性的颗粒的电荷调节边界条件的显著偏差。
2020-11-25 cond-mat.soft
Equilibrium conformations and surface charge regulation of spherical polymer brushes in stretched regimes
在目前的工作中，我们研究的平衡构象的线性聚电解质拴在一个球形的，带相反电荷的核心在平衡与离子水库的固定浓度。特别关注的是放置在拉伸链的情况下，其中的单体浓度是已知的，以显示一个反平方律衰减远离球形表面，然后进一步外推所有的方式下降到接枝核心。虽然移动离子的平衡分布计算在一个经典的密度泛函理论（cDFT）的框架内，将它们的大小和静电相关性内的接枝聚乙烯，后者的平衡配置描述其平均回转半径，这是作为一个变参数，保证整个聚合物-溶剂界面的机械平衡。然后在聚合度、离子浓度和聚合物主链的官能度的宽范围内分析平均粒径。可以确定两个不同的制度：在高离子强度下，接枝聚合物的溶胀主要由离子熵贡献以及聚合物尺寸效应，而在低离子浓度下，静电和熵效应之间的平衡是颗粒拉伸的主要驱动机制。使用蒙特卡罗模拟，然后，我们继续调查的电荷调节的影响时，刷芯进一步装饰与活性功能位点随机分布在其表面上，作为受体，溶解的酸性离子可以被吸附。
2021-11-13 cond-mat.soft
Interaction of charged patchy protein models with like-charged polyelectrolyte brushes
采用隐溶剂、显盐Langevin动力学方法，研究了带电斑片状粒子模型（CPPMs）在同电荷致密聚乙烯（PE）刷（每链含50个单体）薄膜上的吸附.我们以前介绍的CPPMs集包括定义明确的一个，两个补丁的球形小球，每个相同的净电荷和（纳米）大小，与单极和多极矩相媲美的小球状蛋白。我们重点研究了静电效应对典型蛋白质在远离等电点处吸附的影响，其中电荷调节不起作用。尽管相同的净电荷的刷和小球，我们观察到大的结合亲和力高达几十的热能，kT，这是通过降低盐浓度和增加的补丁（ES）的电荷增强。我们的分析的距离分辨潜力的平均力连同所有领先的相互作用的贡献的现象学描述表明，吸引力是最强的刷表面，多极驱动，出生（自能），和反离子释放的贡献，占主导地位的单极和空间排斥本地。
2017-01-10 cond-mat.soft
Polymer-Nanoparticle Complexes : from Dilute Solution to Solid State
我们报告的形成和结构特性的超胶束聚集体也称为静电复合物，由矿物纳米粒子和聚电解质中性嵌段共聚物在水溶液中。仔细研究的矿物颗粒是超细和带正电的羟基乙酸钇纳米颗粒。结合光、中子和X射线散射实验，我们表征了有机-无机复合物的尺寸和聚集数。我们已经发现，混合聚集体具有典型的尺寸在100 nm的范围内，并表现出显着的胶体稳定性相对于离子强度和浓度的变化。从溶液中浇铸厚度高达数百微米的固体膜，从而得到其中分散和固定纳米颗粒簇的本体聚合物基质。此外还发现，在薄膜浇铸过程中，络合物的结构几乎保持不变。
2006-07-07 cond-mat.soft
Magnetic capsules for NMR imaging: Effect of magnetic nanoparticles spatial distribution and aggregation
研究了嵌入聚电解质多层胶囊壁并自由分散在硼酸钠缓冲溶液中的γ-Fe 2 O3纳米颗粒的磁性和核磁共振弛豫性质。两种构型的不同几何分布提供了研究水可及性和颗粒磁性对NMR弛豫率的关系的机会。他们的阻断温度和平均偶极场的变化建模为自由和截留纳米粒子的合奏中的填充分数的函数。对于浓度相对较低的游离纳米粒子，弛豫率值随着填充分数的增加而增加，这与偶极场和较大的水可及性有关。然而，对于包埋在囊壁中的NP，应限制填充分数以优化该系统作为磁共振成像（MRI）造影剂的效率。
2011-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Fabrication of robust capsules by sequential assembly of polyelectrolytes onto charged liposomes
本研究提出基于逐层沉积的聚电解质包覆带电脂质体的简便方法，探究了脂质体电荷、聚电解质层特性与等电点的关系，验证了方法的灵活性与普适性。
2024-01-27 cond-mat.soft
Precipitation-Redispersion of Cerium Oxide Nanoparticles with Poly(Acrylic Acid) : Towards Stable Dispersions
我们利用沉淀再分散机制与氧化铈纳米粒子的短链聚电解质络合，以扩大其稳定范围。如合成的，氧化铈溶胶在pH 1.4由单分散阳离子纳米晶体颗粒组成，其具有10 nm的流体动力学直径和400000 gmol-1的分子量。我们表明，短链不带电的聚（丙烯酸）在低pH值时，添加到氧化铈溶胶导致宏观沉淀。随着pH值的增加，溶液自发地再分散成具有阴离子聚（丙烯酸）冠的单个颗粒的澄清溶液。通过静态和动态光散射、X射线散射和化学分析研究了氧化铈纳米溶胶及其杂化聚合物-无机复合物在溶液中的结构和动力学。对再分散溶胶的定量分析估计每个颗粒有40 - 50个聚合物链用于稳定悬浮液。该量代表聚合物-纳米颗粒复合物质量的20%。这种络合作用通过扩大溶胶在pH、离子强度和浓度方面的稳定性范围而增加了原本不稳定的氧化铈分散体的实用性。
2005-07-21 cond-mat.soft
Self-assembly of flexible patchy nanoparticles in solution
School of Physics and Information Engineering, Shanxi Normal University（山西师范大学物理与信息工程学院）
本研究通过模拟探究了柔性斑点纳米颗粒自组装行为，揭示了不同因素对结构转变的影响，为设计药物载体提供了新思路。
2026-02-06 cond-mat.soft
Charge fluctuations in charge regulated systems: dependence on statistical ensemble
本文研究浓悬浮液中纳米颗粒电荷涨落对统计系综的依赖性，发现系综选择不影响平均电荷但显著改变涨落幅度，并影响 Kirkwood-Shumaker 涨落诱导力，强调应根据实验条件选择合适系综。
2023-05-16 cond-mat.soft
Induced phase transformation in ionizable colloidal nanoparticles
针对可电离胶体体系pH效应建模困难的问题，通过布朗模拟得到随pH变化的相图，发现pH升高使酸基颗粒从面心立方堆积转无序，揭示高平均电荷下电荷调控诱导胶体无定形固体的机制。
2023-10-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Superstructures par agrégation contrôlée de nanocolloïdes: caractérisation structurale par diffusion de neutrons aux petits angles et simulation numérique
胶束或带电纳米粒子与中性电荷嵌段共聚物在水溶液中的络合导致形成胶体超结构，也称为“胶体络合物”。它们的主要兴趣在于其尺寸的单分散性和其稳定性的增加。在这篇综述中，结构表征的动态光散射，低温透射电镜，小角中子散射。小角中子散射的结果进行了分析，使用数值模拟-蒙特卡罗或反向蒙特卡罗（RMC）。这种模拟有助于显示胶体超结构的不同模型之间的兼容性，以及实验。我们的研究结果使我们能够提出一个通用的结构复杂的胶体，由一个密集的核心相互作用的胶体，桥接的dielectric块，和一个水合冠。我们已经表明，这样的超结构系统地形成在这些系统中，无论是胶束或纳米粒子，不同的共聚物，和不同的电荷。案文是法文的。
2011-02-01 cond-mat.soft
Modeling of stimuli-responsive nanoreactors: rational rate control towards the design of colloidal enzymes
在非均相液相纳米催化的现代应用中，催化剂（例如，金属纳米颗粒）通常需要固定在胶体载体系统上以获得稳定性和易于处理。“无源载波”（例如，简单的聚电解质）用于纳米颗粒的受控合成并防止催化过程中的凝结。然而，最近，已经开发了纳米颗粒和合成热敏聚合物的混合缀合物，其能够通过外部触发剂改变纳米颗粒的催化活性。特别是，嵌入在由聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）制成的刺激响应网络中的纳米颗粒已成为此类混合物中研究最多的例子。它已被证明，聚合物网络的渗透性，从而反应物流量可以切换和控制的外部刺激。因此，这种“活性载体”可以被视为真正的纳米反应器，开辟了纳米催化的新设计路线，并提高了合成，以创造高度选择性，可编程的“胶体酶”。然而，只有在所有时间和长度尺度上全面了解这些材料，才能合理设计未来的高功能材料。在这里，我们回顾了理论和多尺度模拟方法的现状，旨在从根本上了解这些纳米反应器。特别是，我们总结了一个理论方法的反应速率的表面催化双分子反应在响应纳米反应器中的关键材料参数，聚合物壳渗透率P和反应物分配比K。我们讨论了最近的计算机模拟研究的原子和粗粒度的聚合物模型，这些数量的特点是在一些细节。最后，我们展望了选定的开放问题和未来的理论挑战，在纳米反应器建模。
2020-03-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Organic versus Hybrid Coacervate Complexes : Co-Assembly and Adsorption Properties
我们报道了由聚电解质-中性嵌段共聚物和带相反电荷的纳米胶体制成的凝聚复合物的共组装和吸附性质。仔细研究的纳米胶体是离子表面活性剂胶束和高度带电的7 nm氧化铈（CeO 2）纳米粒子。静态和动态光散射被用来研究的有机和杂化复合物的微观结构和稳定性。采用低温透射电子显微镜（Cryo-TEM）对CeO 2基复合物的微观结构进行了分析，发现复合物的核心是由密集堆积的纳米颗粒组成的团簇。在感兴趣的浓度范围内，c = 10-4 -lwt. %时，基于表面活性剂的复合物显示出临界缔合浓度（CAC），而纳米颗粒-聚合物杂化物则没有。用驻点吸附反射法研究了配合物在cac上的吸附性能。吸附量作为时间的函数测量的聚合物和复合物使用带阴离子电荷的二氧化硅和疏水性聚（苯乙烯）基板。结果发现，所有的配合物容易吸附在这两种类型的基板高达1 - 2毫克m-2的水平在静止状态。然而，冲洗后，吸附层被除去的表面活性剂为基础的系统，但不是氧化铈簇。至于溶液性质，这些发现被解释在一个临界缔合浓度，这是非常不同的有机和混合配合物。
2007-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge regulation of nonpolar colloids
由于弱电离表面基团的解离（或吸附），单个胶体通常带有电荷。其大小取决于颗粒周围的精确化学环境，其在浓缩分散体中是胶体填充分数$η$的函数。理论研究表明，调节系统中的有效电荷$Z_{\rm{eff}}$通常会随着$η$的增加而减少。我们测试这一假设的非极性分散体，通过确定$Z_{\rm{eff}}(η)$在很宽的范围内的包装分数（$10^{-5} \le η\le 0.3$），使用组合的小角X-射线散射和电泳迁移率测量。我们发现一个复杂的依赖性的颗粒电荷作为包装分数的函数，与$Z_{\rm{eff}}$最初在低浓度下降低，最后在高$η$增加。我们将非单调密度依赖性归因于从低$η$浓度非依赖性筛选到高填充分数制度的交叉，在该制度中，抗衡离子的数量超过盐离子，并且静电屏蔽变得依赖于$η$。在高浓度下的电荷稳定的效率可以解释已经报道的浓缩的纳米颗粒分散体的异常高的稳定性。
2017-12-11 cond-mat.soft
Effective electrostatic interactions in mixtures of charged colloids
我们提出了一个理论，有效的静电相互作用在多分散悬浮液中的带电大离子，推广到混合物的理论以前开发的单分散悬浮液。结合线性响应理论与微离子相关性的随机相位近似，我们粗粒的微离子自由度，推导出有效的宏离子-宏离子对电位和单体体积能量的一般表达式。对于带电硬球胶体的模型混合物，我们给出了明确的解析表达式。由此产生的有效对电位具有与线性化泊松-玻尔兹曼理论预测的相同的一般形式，但始终通过德拜屏蔽常数包含对宏观离子密度和排除体积的依赖性。体积能量取决于平均大离子密度，对自由能有贡献，因此可以影响去离子悬浮液的热力学性质。为了验证理论，我们计算径向分布函数的二元混合物的带相反电荷的胶体大离子的分子动力学模拟的粗粒模型（隐式微离子），有效的对电位作为输入。我们的结果与原始模型（具有显式微离子）的计算密集型蒙特卡罗模拟的相应结果密切一致。对具有大尺寸和电荷不对称性的混合物的模拟表明，带电纳米颗粒可以增强带电胶体的静电屏蔽。这里提出的理论奠定了未来的大规模建模的复杂混合物的带电胶体，纳米粒子和聚电解质的基础。
2013-08-16 cond-mat.soft
From Fresh to Salty: How Ions Modulate Solvent-Mediated Interactions between Grafted Silica Nanoparticles in Water
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Tirupati（印度科学教育研究所提鲁帕蒂分校）；Prescience Insilico Pvt. Ltd.（普雷西恩斯因西里科私人有限公司）
本文通过全原子分子动力学模拟，研究了盐对PE和PEG接枝二氧化硅纳米颗粒间溶剂介导有效相互作用的调控，发现盐诱导效应在不同热力学条件下基本不变，且盐促进颗粒间溶剂耗尽，为软材料自组装的可预测调控提供了依据。
2025-11-10 cond-mat.soft
Effect of Temperature and Added Salt on a Model Polyzwitterion Polymer in Dilute Solution
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Wesleyan University（卫斯理安大学）
通过分子动力学模拟研究模型聚两性电解质链，发现无盐时呈自缔合构象，加盐后链膨胀（抗聚电解质效应），构象更似随机支化聚合物，且温度依赖性增强。
2026-10-06 cond-mat.soft
Electrostatic Superlattices beyond 1:1 Stoichiometry
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室，国家同步光源二号）
该研究利用聚合物接枝纳米颗粒的电荷失配，组装出含A₃等新型超晶格，其可实现可逆负热膨胀，且大颗粒利于制备高质量开放超晶格，适用于光子应用。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
