可压缩微凝胶的溶胀、结构与相稳定性

微凝胶是软胶体粒子，当分散在溶剂中时，会响应温度、浓度和 $p$H 等环境条件的变化而发生溶胀和去溶胀。利用蒙特卡洛模拟，我们构建了微凝胶体相悬浮液模型，其中粒子间通过赫兹弹性相互作用力进行耦合，并允许粒子根据交联聚合物凝胶的 Flory-Rehner 自由能通过试探移动改变尺寸从而实现膨胀或收缩。通过计算粒子溶胀比、径向分布函数、静态结构因子、渗透压和冻结密度，我们监测了粒子可压缩性、尺寸涨落和浓度对体相结构和热力学性质的影响。对于纳米尺度范围的微凝胶，粒子可压缩性及相关的尺寸涨落抑制了结晶过程，使冻结转变移至比硬球流体更高的密度。当密度超过最密堆积时，微凝胶逐渐去溶胀，而其固有尺寸分布变得愈发多分散。