致密胶体悬浮液中剪切诱导的局部结构拓扑变化
软凝聚态物质
2025-08-22 v1
摘要
理解玻璃形成和力学响应的结构起源仍是凝聚态物理学中的核心挑战。最近的研究识别出由于其最近邻居所产生的局部 cage 效应，是将微观结构与热力学波动及施加剪切下的动力学联系起来的稳健结构度量标准。然而，其与局部受偏好结构图案的联系却仍不清晰。本文分析了胶体晶体和玻璃中的结构图案，并将其与局部 cage 效应相关联。我们发现，玻璃中的六面体图案与晶体图案（如面心立方晶体（FCC）和六方紧密堆积晶体（HCP））相比，关联更深的 cage 效应。两种晶体和非晶体系统都包含大量属于稳定失效图案的颗粒，这些失效图案是规则图案的扭曲形式。在剪切作用下，失效图案的大型簇被分割成更小的簇，从而驱动非晶体悬浮液从类固体向类液体状态的转化。那些离开稳定图案簇的颗粒关联更浅的 cage 效应，更容易发生塌形重排，最终导致剪切中的图案破碎。我们的结果表明，非晶体悬浮液的力学稳定性损失由多元六面体图案的拓扑演化所支配，揭示了塌形变形和流化背后的结构机制。
引用
@article{arxiv.2508.15621,
title = {Shear induced topological changes of local structure in dense colloidal suspensions},
author = {Ratimanasee Sahu and Abhishek Kumar Gupta and Peter Schall and Sarika Maitra Bhattacharyya and Vijayakumar Chikkadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15621},
year = {2025}
}