带电胶体粒子悬浮液中的短时与长时扩散及动态标度
软凝聚态物质
2018-04-13 v1
摘要
我们报道了一项关于电荷稳定胶体球悬浮液中集体扩散与自扩散的综合理论-模拟-实验研究。在模拟和理论中,球体通过硬核加屏蔽库仑对势相互作用。中间散射函数和自中间散射函数通过加速Stokesian Dynamics模拟计算,其中流体动力学相互作用(HIs)被充分考虑。该研究涵盖了从短时到胶体长时区间的范围。此外,我们生成了忽略HIs的布朗动力学模拟和模耦合理论(MCT)结果。结果表明,HIs在中间和长时间增强集体和自扩散,而在短时间自扩散减慢,且对于某些波数集体扩散也减慢。MCT显著高估了动态粒子笼效应的减慢影响。模拟的散射函数与我们对带电二氧化硅球悬浮液的动态光散射(DLS)结果相当吻合。模拟和理论结果表明中间散射函数存在长时指数衰减。散射函数深远的时-波数分解近似有效性被证明是HIs的结果。我们对集体扩散的研究补充了自中间散射函数和粒子均方位移(MSD)的模拟与理论结果。由于DLS测量中不评估自扩散,我们理论上验证了一种在DLS中近似推导MSD的方法。
引用
@article{arxiv.1711.09988,
title = {Short- and long-time diffusion, and dynamic scaling in suspensions of charged colloidal particles},
author = {Adolfo J. Banchio and Marco Heinen and Peter Holmqvist and Gerhard Nägele},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09988},
year = {2018}
}