對膠體這個領域不是特別了解，只是知道幾個名詞。今天組會上講一篇文章，臨時突擊看了一些文獻，大致記錄一下。
如果我們想求膠體顆粒之間pair interation potential的話，用的最早的方法大概就是做光散射了，也有x光散射或者中子散射。實驗直接測到的散射斑對應結構因子structure factor S(q)，通過這個可以求pair corelation function g(r)，兩者是fourier變換的關係。由於g(r)=exp(-U(r)/KT)，最簡單的Boltzmann關係，因此把g(r)求個對數就可以求到相互作用勢U(r)。但是事實上這個U(r)並不是我們要求的pair interation potential。原因在於實驗中膠體顆粒總是很多的，所以這個U(r)實際上是一個兩體三體多體都包括的一個綜合勢。由於many body effect的存在，不能直接用對數求到兩體作用勢。
解決方法是採用疊代的方法，先以某種方式猜一個兩體勢U(r)，而後通過Ornstein-Zernike方程，在某一種闭合條件下，譬如PY近似或者HNC等等，用Brownian Dynamics或者蒙特卡洛方法算出一個g(r)，之後與實驗的g(r)比較，而後根據最後比較的結果修正U(r)，如此疊代，直到U(r)算出的g(r)與實驗符合爲止。這個時候通常就號稱得到了膠體顆粒之間的兩體相互作用勢U(r)。
後來用高速攝影的方式直接拍攝一個cell裏面半徑約為1納米量級的膠體顆粒運動。大致上由於靜電作用，cell裏面的顆粒都在同一平面内以二維的方式做Brown運動。分析照片可以得到所有顆粒的坐標，因而直接得到結構因子g(r) (實際上就是處在各種距離下顆粒的幾率)。而後利用上述相同的疊代方法最後得到pair interation potential。
但是，上面這樣反推的方法是有一定問題的，在某些情況下，疊代反推得到的作用勢U(r)並不唯一，也就是可能有幾個能量形式都可以推出實驗中的g(r)，05年一篇J.Chem.Phys提到了這個問題。
這個事情在某種程度上是可以解決的，早在93年一篇Langmuir就提出如果我們仍然利用高速攝影，但是cell裏面僅僅放兩個顆粒，通過optical trap的方法使這兩個顆粒始終在顯微鏡視野中運動。這樣得到的g(r)就可以直接取對數求到U(r)，因爲系統中只有兩個粒子，因此除掉外界的作用Uext之外的U(r)就是所求的兩體作用勢。
基本上無論是散射也好，攝影也好，最後得到的膠體相互作用勢都是典型的Yukawa勢，也就是屏蔽庫侖勢，形式為\frac{e^{-\kappa r}}{r} ， 其中\kappa ^{-1}就是所謂的Debye長度。這個相互作用是很簡單的，就是最基本的膠體理論DLVO理論中的排斥項(DLVO理論中的吸引項來源於Van der Waals力，這項很小，實驗中看不到)。Debye長度的意義在於，如果兩個粒子間距小於這個長度，那麽他們之間的能量就急速升高，所以基本上實驗中很難看到距離處於Debye長度之内的兩個顆粒。
94年PRL上發表了一篇文章，講了一件比較重要的事情。他們做了一個實驗，把半徑為1微米多的顆粒放在上下都confine的cell裏面，cell的高度大致是2-6個微米，根據具體情況有所不同。實驗中他們求到了g(r)，和上面說的一樣，利用Brownian動力學模擬反推出兩體作用勢U(r)，結果發現了一件很奇怪的事情，這個勢在r=1.2-1.5左右有一個minimum，與通常的Yukawa勢有很大不同。這個意味著，一定有個比較強的吸引勢在作用，而這個吸引作用比Van der Waals作用要大很多。文章最後就說這個吸引可能原因是這個confinement的外部條件，用DLVO理論無法解釋，必須尋找新的理論解釋。
於是乎後續很多實驗重復這個這個現象，證明的確在confinement條件下存在一個這樣的吸引勢。之後的十幾年，很多理論文章通過各種角度，譬如引入流體力學作用等等，試圖解釋這個吸引勢。很多理論文章也都號稱把這個事情解釋了，但每種解釋引入的因素都不同，很難有哪一種為大家都接受的説法。
直到一週前cond-mat/0605106這篇文章出來，宣稱過去所有實驗中所觀察到的這個位于1.5倍半徑處的能量minimum，是由於掃描照片的到的粒子坐標在這個位置有誤差所導致，而扣除掉這個誤差之後，事實上真實的pair interation potential就是DLVO理論中得Yukawa勢。之所以在confinement條件下能夠看到這個能量minimum，原因爲在這個條件下的Debye長度更小，粒子更容易進入相互靠近的區域，因此得到的坐標值正好在這個範圍内存在誤差。在調整了膠體溶液中鹽濃度之後，該研究組第一次看到了在非confinement條件下的能量minimum，也就表示有沒有confinement和這個吸引勢完全無關。這篇文章的出現宣告了過去十二年中，上百篇試圖給出理論解釋的文章，做的恐怕都是無用功了。