无需外部驱动的带电胶体中巴西坚果效应的实现

沉降是地质学、天体物理学和软物质等许多科学领域中普遍存在的现象。有时，沉降会导致不寻常的现象，例如巴西坚果效应，即在摇晃后较重的（颗粒）粒子位于较轻粒子之上。我们通过实验表明，在由长程排斥带电粒子组成的二元胶体系统中，仅由布朗运动和静电驱动而无需活性即可实现巴西坚果效应。利用理论，我们认为不仅较重粒子的质量电荷比需要小于较轻粒子的质量电荷比，而且在高总密度下，系统可能被困在长寿命的亚稳态中，从而阻止平衡巴西坚果效应的发生。因此，我们设想我们的工作为强相互作用系统（如部分玻璃态和晶体结构）的物理学提供了有价值的见解。最后，我们的理论与实验数据定量吻合，预测当粒子为电荷调节且涉及两种以上离子物种时，多组分带电胶体的沉降密度分布形状会发生很大改变。因此，我们假设沉降实验有助于揭示决定粒子电荷以及可能相应平衡常数值的离子吸附过程的类型。