Phase separations in colloidal solutions(Soft Matter as Structured Materials)

Abstract

コロイド溶液における相分離現象を記述するための平均場理論を紹介する。Flory-Hugggins理論をコロイド系に修正し、コロイド粒子の体心立方構造などの結晶の並進秩序パラメーターを考慮することで自由エネルギーを構築した。理論は実験的に観測されている相図を再現することが出来た。コロイドの結晶化と相分離の競合により様々な相分離が可能である。

A mean field model is introduced to describe phase separations in colloidal solutions. Combining Flory-Huggins theory modified for colloidal solutions with a translational order parameter of a face-centered-cubic structure for colloidal crystals, we calculate the phase diagrams. We find a metastable liquid-liquid, liquid-solid, and solid-solid phase separation, which can be defined by the translational order parameter and concentration. The theory presented describes the features of the phase diagrams observed in a wide variety of colloidal systems.