Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2507.14328

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2507.14328 (cond-mat)
[提交于 2025年7月17日 ]

标题: 表面电荷弛豫控制非平衡胶体晶体的寿命

标题: Surface Charge Relaxation Controls the Lifetime of Out-of-Equilibrium Colloidal Crystals

Authors:Laura Jansen, Thijs ter Rele, Marjolein Dijkstra
摘要: 带电胶体粒子之间的相互作用受到电荷调节和电荷归一化的影响,使得有效势对局部粒子密度非常敏感。 在本工作中,我们研究动态演化、密度依赖的Yukawa相互作用如何影响非平衡胶体结构的稳定性。 受一系列实验的启发,这些实验中出人意料的长寿命胶体晶体表明存在同电荷吸引力,我们系统地探讨了电荷调节和电荷归一化的作用。 使用Poisson-Boltzmann单元理论,我们计算了有效胶体电荷和屏蔽长度作为填充分数的函数。 这些结果随后被纳入布朗动力学模拟中,该模拟动态解析随时间和局部密度变化的胶体电荷。 在慢弛豫动力学的情况下,我们的结果表明,包含这些充电效应显著延长了非平衡胶体晶体的寿命,为实验观察到的长寿命晶体提供了解释。 这些发现表明,表面电荷动力学与胶体相互作用的相互作用可以在带电胶体悬浮液中产生复杂而丰富的非平衡行为,通过静电反馈机制为调节胶体稳定性开辟了新的途径。
摘要: Interactions between charged colloidal particles are profoundly influenced by charge regulation and charge renormalization, rendering the effective potential highly sensitive to local particle density. In this work, we investigate how a dynamically evolving, density-dependent Yukawa interaction affects the stability of out-of-equilibrium colloidal structures. Motivated by a series of experiments where unexpectedly long-lived colloidal crystals have suggested the presence of like-charged attractions, we systematically explore the role of charge regulation and charge renormalization. Using Poisson-Boltzmann cell theory, we compute the effective colloidal charge and screening length as a function of packing fraction. These results are subsequently incorporated into Brownian dynamics simulations that dynamically resolve the evolving colloid charge as a function of time and local density. In the case of slow relaxation dynamics, our results show that incorporating these charging effects significantly prolongs the lifetimes of out-of-equilibrium colloidal crystals, providing an explanation for the experimental observation of long-lived crystals. These findings demonstrate that the interplay of surface charge dynamics and colloidal interactions can give rise to complex and rich nonequilibrium behavior in charged colloidal suspensions, opening new pathways for tuning colloidal stability through electrostatic feedback mechanisms.
评论: 14页,5图(补充材料:9页,5图)
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft)
引用方式: arXiv:2507.14328 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2507.14328v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.14328
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Thijs Ter Rele [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 17 日 14:29:26 UTC (65,397 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.soft
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cond-mat

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号