流体界面附近金属或金属包覆胶体间的静电成对相互作用

在本文中，我们从理论上研究了位于流体界面附近彼此紧邻的一对具有相同恒定表面电势的胶体之间的静电相互作用。通过采用一个简化但合理的模型系统，该问题在经典密度泛函理论以及线性化与非线性 Poisson-Boltzmann（PB）理论框架内得到求解。除了提供一个普遍适用于此类问题的可靠理论框架外，我们的新发现（均与普遍认知相悖）包括以下几点：第一，线性与非线性 PB 理论所得相互作用在定量与定性上的差异；第二，界面系统中无处不在的三相接触线之间静电相互作用的重要性；第三，一对相同金属胶体之间出现吸引性静电相互作用。我们报道的这种反常吸引主要源于一种吸引性线相互作用，其虽随粒子尺寸线性缩放，却能与表面相互作用相竞争，并可能强到足以改变总静电相互作用的性质。我们的结果应可应用于金属或金属包覆颗粒稳定的乳状液，其中致密堆积的颗粒阵列不仅常被观察到，有时还是必需的。