胶体哑铃悬浮液的平衡结构与涨落

我们利用布朗动力学计算机模拟，研究了硬胶体哑铃悬浮液的结构与平衡线性响应动力学。研究重点在于胶体的稠密流体和塑性晶体状态，所考察的长径比（伸长量与直径之比）范围从硬球极限直至 0.39，这大致是塑性晶体相的稳定极限。我们发现，相对于硬球参考情形，随着伸长量的增大，出现了预期的结构变化，并且存在非常局域化的取向关联，通常仅涉及最近邻耦合。这些相对较弱的关联也反映在，对于大多数所考察的伸长量，平动和转动扩散系数仅受到微小影响。然而，线性响应剪切黏度在高堆积分数（$\phi\gtrsim 0.5$）下，当各向异性因子超过约 $L^* \simeq 0.15$ 的临界值时，表现出急剧的增加，鉴于之前在胶体自动力学层面上发现的相对微弱的变化，这一现象令人惊讶。我们推测，即使对于所考察的微小各向异性，新出现的集体转动-平动耦合也必然是导致塑性晶体中出现慢时间尺度的原因。