硬胶体中大型示踪剂的主动和被动微流变学
摘要：准硬胶体球中示踪粒子的动力学通过Langevin动力学模拟和模式耦合理论(MCT)进行研究；示踪半径从与胶体颗粒半径相等到比胶体颗粒半径大7倍进行变化。模拟中考虑了两种情况：自由扩散示踪粒子(被动微流变学)和受恒定力拉扯的示踪粒子(主动微流变学)。对于所有示踪粒子尺寸，这两种情况都通过线性响应理论相连接。它将受拉扯示踪器的稳态和短暂时期(低力下)与平衡相关函数联系起来；从速度自相关函数和平均平方位移中获得受拉扯示踪器的速度和位移。MCT计算揭示了物理机制：在短时间内，示踪粒子在其邻居的笼子中颤动，频率渐近地线性增加与示踪半径。从被动微流变学得到的长时间示踪粒子扩散系数与主动情况下的摩擦系数的倒数相一致，其起因是示踪粒子周围横向动量的传输。它可以用MCT扩展得到的横向流场的Brinkman方程来描述，但不能从仅与密度耦合的MCT核密度中恢复。还研究了胶体颗粒的动力学；对于未受力的示踪粒子，无论与示踪粒子的距离如何，动力学都不受影响。当示踪粒子受拉扯时，胶体中的速度场随距离的衰减按照1/r3的规律，与Brinkman模型的预测相符，但不同于牛顿流体的情况。
作者：Francisco Orts, Manuel Maier, Matthias Fuchs, Gloria Ortega, Ester M. Garz''on, and Antonio M. Puertas
论文ID：2307.15939
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-08-01